Автоматические коробки передач, они же АКПП, прочно вошли в обиход на нашем персональном транспорте, а вот с коммерческими автомобилями дело немного сложнее. Тем не менее, и в этой сфере подобные трансмиссии завоевывают все большую популярность, и тому есть ряд причин.
У истоков
Эксперименты с АКПП на грузовиках начались почти сто лет назад, но до серийного выпуска дошло лишь после Второй мировой войны. Пионерами в этом деле стали, естественно, американцы, причем без военной тематики не обошлось: грузовики Mack с двухступенчатой коробкой-«автоматом» широко использовались в армии. И для этого был особый резон: управлять автомобилем должно быть максимально просто, чтобы это мог делать даже не очень умелый или раненый водитель. Именно поэтому много лет спустя аналогичное требование было включено в техническое задание на разработку знаменитого «Хаммера».
Были и другие специфические доводы в пользу «автомата» на коммерческом транспорте. Такие автомобили в большинстве своем гораздо тяжелее легковых, их двигатели, как правило, имеют больший крутящий момент, а диапазон передаточных чисел значительно шире. Поэтому число передач в «грузовых» МКПП (механические коробки перемены передач) зачастую превышает десяток против пяти-шести у легковушек, а усилия для их переключения требуются совсем другие. В этой связи вполне логичным выглядит тот факт, что первым серийным грузовиком с АКПП в Советском Союзе стал 27-тонный карьерный самосвал БелАЗ-540 образца 1961 года.
Немного отстал от БелАЗа автобус с АКПП ЛиАЗ-677, поступивший в эксплуатацию в нашей стране в середине 60-х. Тут были свои приоритеты, связанные со спецификой работы водителя общественного транспорта, который, помимо собственно вождения, должен открывать и закрывать двери, объявлять остановки, следить за пассажирами и т. д. Избавившись от необходимости дергать рычаг и выжимать сцепление, он мог сосредоточиться на других функциях, что положительно влияло на безопасность движения. Кроме того, АКПП, изначально разработанная институтом НАМИ для автобусов ЛАЗ, снимала часть проблем с управлением трансмиссией при заднем расположении двигателя, хотя у ЛиАЗа он размещался впереди.
Дело техники
Первые «автоматы» имели простую планетарную конструкцию, напоминавшую механическую коробку передач знаменитого Ford T. У них было всего две ступени, поскольку увеличение количества передач требовало добавления новых планетарных рядов, а это сказывалось на габаритах, массе и стоимости. Частичным решением проблемы стал гидротрансформатор – устройство, в котором крутящий момент передается через специальную жидкость (масло), циркулирующую между колесами с лопатками особого профиля. Гидротрансформатор не только сглаживает рывки при переключениях, но и «играет» крутящим моментом, выполняя функции дополнительного редуктора.
Впрочем, есть у данной конструкции и минусы, главный из них – большие механические потери, значительно увеличивающие расход топлива по сравнению с «механикой». С этим борются блокировкой гидротрансформатора: при установившемся режиме движения он фактически превращается в замкнутое сцепление. Параллельно все же идет рост количества ступеней: например, сегодня популярные коробки американского бренда Allison имеют шесть или семь передач переднего хода. В этом плане грузовые «автоматы» немного отстают от многоступенчатых легковых, зато они «переваривают» гораздо больший крутящий момент и, как правило, имеют функцию гидрозамедлителя (ретардера), позволяющую притормаживать без помощи колесных тормозных механизмов.
Одной из главных проблем автоматических трансмиссий всегда было управление процессом переключения передач. На первых порах за это отвечали нехитрые механические устройства, и двигатели далеко не всегда работали в оптимальном режиме, что, опять же, снижало топливную экономичность. Дело значительно упростилось с развитием электроники: современные АКПП с электронным управлением могут обеспечивать даже меньший расход топлива, чем МКПП, гораздо меньше напрягая при этом водителя. Кстати, для дальнобойщиков, практически живущих в кабине своих тягачей, имеет значение и отсутствие традиционного рычага переключения передач, торчащего посреди салона, – его обычно заменяет либо джойстик, либо кнопочный пульт.
Возможны варианты
Как известно, в легковой сфере альтернативой обычным планетарным «автоматам» служат вариаторы и роботизированные коробки передач. Были попытки внедрения бесступенчатых трансмиссий и на коммерческом транспорте, но они оказались неудачными: вариатор с его шкивами, ремнем или цепью не выдерживает высокого крутящего момента при заданных габаритах. Совсем другое дело – «роботы»: коробки, созданные на базе обычных МКПП, дешевле традиционных АКПП, плюс их проще «подружить» с управляющей электроникой и системами помощи водителю. Как следствие, многие производители сегодня делают ставку именно на роботизированные трансмиссии: например, КамАЗ закупает для своих перспективных грузовиков 12-ступенчатые коробки ZF Traxon, которые ставят и на многие китайские модели.
С другой стороны, традиционные АКПП не сдают своих позиций: они широко используются для различного специального транспорта и в тех сферах, где нельзя слишком сильно зависеть от капризной электроники. Как правило, они не столь требовательны к условиям движения, лучше выдерживают повышенные нагрузки и продлевают ресурс двигателя. Обратная сторона медали – некоторая медлительность, отличающая такие коробки от роботизированных, но данный аспект, важный для легковых автомобилей, здесь далеко не на первом плане. Недаром новый шестиступенчатый «автомат», разработанный на нижегородском ГАЗе для среднетоннажных грузовиков, выполнен по классической планетарной схеме, с блокируемым гидротрансформатором.
В целом доля коммерческих автомобилей с автоматическими и роботизированными коробками передач неуклонно растет, и тому есть еще одна причина. Во многих странах, включая Россию, ведутся работы по организации беспилотных грузоперевозок, для которых по понятным причинам категорически не подходят машины с МКПП. Правда, в этой сфере серьезную конкуренцию грузовикам с двигателями внутреннего сгорания могут составить модели с электрическим или гибридным приводом. Их трансмиссии, которые тоже можно назвать автоматическими, имеют мало общего с традиционными коробками передач, чья принципиальная схема мало изменилась по сравнению с конструкциями прошлого века.
