Роботизированные коробки передач прошли долгий путь от фундаментальных идей немецких инженеров 1930-х годов до передовой автомобильной технологии XXI века. История их развития отражает борьбу инженеров за решение одной из ключевых задач автомобилестроения – как объединить удобство автоматического управления с экономичностью и надежностью механической трансмиссии?
Ранний период: патенты и концепции
Еще в конце 1930-х годов французский инженер Адольф Кегресс впервые описал принципиальную схему коробки переключения передач с двумя сцеплениями. Аналогичные разработки вела основанная графом фон Цеппелином немецкая компания ZF (позднее переименована в ZF Friedrichshafen AG).
Трудившийся на «Фабрике шестерней» (нем. Zahnradfabrik) в ее составе инженер Альфред фон Зоден-Фраунхофен занимался разработкой высокоточных шестерней для редукторов дирижаблей Цеппелина. Впоследствии он перешел к созданию малошумных коробок передач с косыми зубьями для автомобилей, танков и тракторов. Однако технологические ограничения того времени и санкции, наложенные на Германию после Первой и Второй мировой войн, сделали массовое производство конструкций КПП с двумя сцеплениями невозможным.
Интересные факты. В 1904-1917 годах Адольф Кегресс жил в Российской империи, где работал личным шофером императора Николая II и заведующим технической частью императорского гаража. Кегресс изобрел подвеску, названную его именем, которая использовалась в том числе на бронеавтомобилях «Остин-Путиловец». (Именно с такого броневика в 1917 году Владимир Ленин выступал перед рабочими на Финляндском вокзале). После революции в России Кегресс вернулся во Францию, где работал в компании Citroen, а затем основал свою фирму.
Эпоха больших гонок
Тем не менее, немецкий автопром не оставил этих разработок насовсем. В 1980-х годах инженеры Porsche разработали коробку DCT (нем. Doppel Kupplungs Getriebe, англ. Dual Clutch Transmission) для гоночных спорткаров моделей 956 и 962. Коробка Porsche PDK сокращала время переключения передач до долей секунды, что давало критическое преимущество в соревнованиях. Однако громоздкость и ненадежность конструкции не позволили внедрить технологию в серийное производство. Аналогичные эксперименты проводили также на раллийных автомобилях Peugeot и Audi Sport Quattro, но высокая стоимость и сложность конструкции оставались непреодолимыми препятствиями.
Так, гоночная модель E2 Audi Sport Quattro имела полуавтоматическую трансмиссию с 5 ступенями с двумя сцеплениями, собранными в единый блок, которая весила на 30 кг больше стандартной 6-ступенчатой механической КПП с одним сцеплением. На этапах чемпионата мира по ралли эта трансмиссия применялась только один раз. А ее главный испытатель Вальтер Рерль выиграл на машине E2 австрийское ралли Semperit 1985 года.
Первые серийные роботы
В начале 2000-х годов автопроизводители попытались внедрить в массовое производство упрощенные роботизированные коробки с одним сцеплением. Например, в конструкциях Opel Easytronic и Ford Durashift электроприводы управляли сцеплением и переключением. Однако водители жаловались на рывки, задержки переключения и общий дискомфорт.
Настоящий прорыв случился только в 2003 году с появлением Volkswagen DSG (англ. Direct Shift Gearbox, нем. Direkt Schalt Getriebe – «коробка прямого переключения») – 6-ступенчатой мокрой трансмиссии DQ-250. В ней использовался принципиально новый подход: два сцепления, одно для четных передач, другое – для нечетных. Благодаря тому, что следующая передача включалась заранее, пока машина ехала на текущей, переключения стали мгновенными, без разрыва потока мощности (так называемый преселективный принцип).
Успех DSG вдохновил конкурентов: в 2004 году BMW внедрила SMG II на M3, в 2005-м Audi запустила S tronic, в 2008 году Ford вывел на рынок PowerShift. Новая конструкция не имела ключевых недостатков ранних роботов, таких как рывки и задержки при переключении.
Жизнеспособность технологии подтвердилась ее использованием не только на массовых моделях, но и на гиперкаре Bugatti Veyron. На нем была установлена модификация DSG – 7-ступенчатая КПП с двойным сцеплением Ricardo, выдерживающая крутящий момент в 1250 Н·м и с временем переключения на следующую передачу в 0,15 с.
Преимущества и недостатки первых версий DSG
Однако реальная эксплуатация выявила не только преимущества, но и недостатки и ограничения. Особенно много нареканий вызвала конструкция 7-ступенчатой коробки DQ-200 с сухим двойным сцеплением, разработанная к 2008 году Volkswagen совместно с LuK (подразделение немецкой группы Schaeffler). После 2014 года она подверглась масштабной модернизации ПО и материалов сцеплений, что существенно улучшило эксплуатационные характеристики. Но «осадочек остался».
Для решения возникавших проблем концерн VAG (Volkswagen-Audi Group) занялся развитием новой конструкции – DQ-500 c мокрым сцеплением. Если DQ-200 устанавливалась в основном на переднеприводные машины с маломощными двигателями (VW Golf, Polo, Jetta, Passat (с двигателями до 1.8 TSI), Skoda Fabia, Octavia, Superb, Rapid, SEAT Leon, Ibiza, Audi A3, A4 (базовые версии), то также 7-ступенчатая DQ-500 – на передне- и полноприводные модели с дизельными и мощными бензиновыми двигателями (VW Transporter T5/T6, Tiguan, Passat (версии 4Motion), Multivan, Audi TT RS, Q3, A3 (полноприводные версии), Skoda Kodiaq, Superb 4х4).
В DQ-500 масло эффективно охлаждает фрикционы и смывает продукты износа. Запас прочности колоссальный: тюнеры «раздувают» моторы на этих коробках до более 800 л.с. без замены компонентов КПП. Ресурс мокрого сцепления составляет 250-350 тысяч километров – втрое больше, чем у ранних версий DQ-200. Но и у DQ-500 есть свои минусы: конструкция дорогая в производстве и обслуживании (нужно много дорогого масла и фильтров).
На главную сцену выходит Китай
Немецкий концерн Schaeffler Group (бренды LuK, INA и FAG) – ключевой поставщик компонентов трансмиссии для мировых автопроизводителей. Именно эта группа компаний принимала непосредственное участие в разработке DSG для Volkswagen, поставляя пакеты сцепления (сухие и мокрые), двухмассовые маховики (DMF), подшипники первичного и вторичного валов, а также демпферные системы.
В 2010-х годах Schaeffler осуществила успешный трансфер своих технологий в китайский автопром, открыв в КНР ряд совместных предприятий и технических центров. Schaeffler предоставила китайским производителям критически важные узлы: модули двойного сцепления, двухмассовые маховики, элементы мехатроники и демпферы. Китайские инженеры сразу сделали ставку на мокрые роботы (Wet DCT) с большим запасом прочности, используя немецкие компоненты Schaeffler и опыт европейских коллег. Поэтому современные китайские роботы на удивление живучи в городских условиях.
- Changan и Geely используют разработанные совместно с Schaeffler 7-ступенчатые мокрые роботы 7DCT, которые по плавности хода вплотную приблизились к классическим автоматам. В Geely (Coolray, Monjaro) используется опыт Volvo, но поставщики компонентов сцепления – те же мировые гранды (LuK, Valeo). Особенности конструкции: адаптированный мехатроник, усиленные синхронизаторы.
- Great Wall / Haval ставят коробку 7DCT450 на Haval F7, Jolion, H6. Это разработка китайских специалистов под руководством бывшего инженера Volkswagen и Mercedes Герхарда Хеннинга. Фрикционные модули во многом базируются на технологиях Schaeffler/BorgWarner.
- BYD, начав с лицензионных решений, перешла к собственным разработкам: 6DCT для гибридов Dynasty (также совместно с Schaeffler), интеграция DCT с электромоторами в платформе DM-i.
Особенности адаптации немецких прототипов для китайского рынка:
- Расширенный температурный диапазон работы (-35°C до +50°C)
- Усиленная система охлаждения для южных регионов
- Настройка под интенсивное городское движение
- Адаптация к низкооктановому топливу
- Защита от пыли и загрязнений
- Локализация производства до 85-90%
- Снижение себестоимости без потери надежности
- Упрощение конструкции
В настоящее время Schaeffler совместно с китайскими партнерами работают над интегрированными электрическими осями, где DCT-технологии применяются для двухступенчатых редукторов электромобилей:
- Компактная конструкция «3 в 1» (мотор + инвертор + редуктор)
- Использование опыта DSG в управлении актуаторами
- Применение подшипников и сцеплений LuK
Роботизированная коробка АМТ: минимализм для Lada Vesta
Немного в стороне здесь стоит технология АМТ (англ. Automated Manual Transmission – «автоматизированная механическая трансмиссия»). Это МКПП, в которой функции выжима сцепления и переключения передач автоматизированы. В сравнении с DSG, АМТ – это более экономичный и простой подход. Наиболее известный пример на российском рынке – Lada Vesta с АМТ, которая была разработана совместно АвтоВАЗом и немецкой компанией ZF. За основу была взята модернизированная механическая коробка 2180, но вместо рычага селектора установлена электроника, а вместо ноги человека – электрические актуаторы ZF, которые выжимают сцепление и переключают передачи.
Главный недостаток AMT – разрыв потока мощности. Чтобы переключить передачу, роботу нужно разомкнуть сцепление. В этот момент машина «клюет носом», тяга пропадает. Водитель ощущает это как неприятный кивок. При дешевизне и экономичности, сравнимой с механикой, АМТ отличают такие неприятные явления, как дерганая езда, быстрый износ сцепления в пробках, непредсказуемость при обгонах. Тем не менее, AMT остается востребованной в бюджетном сегменте, предлагая автоматику по доступной цене.
Интересные факты. Коробка АМТ дебютировала на Lada Vesta с момента запуска модели на рынок в ноябре 2015 года. Трансмиссия получила индекс ВАЗ-21827 и с самого начала позиционировалась как современная альтернатива МКПП, предлагающая большей комфорт без значительного удорожания автомобиля.
Жалобы владельцев на рывки и клевки при переключении, задумчивость коробки и зависания электроники привели к тому, что АвтоВАЗ предпринял серьезное обновление прошивки коробки. Обновленные версии АМТ 2.0, выпуск которых стартовал в феврале 2018 года, требовали внесения аппаратных доработок трансмиссии. Поэтому была разработана версия АМТ 3.0, которая не предусматривала смену коробки. Новая прошивка обеспечивала более быстрые и адекватные переключения передач и также поступила на Lada Granta FL.
В конце 2019 года АвтоВАЗ расширил гамму трансмиссий Lada Vesta, добавив бесступенчатый вариатор Jatco JF015E с двигателем Renault H4Mk. К 2024–2025 годам АМТ уступила позиции в линейке Lada Vesta новому вариатору CVT. В первой половине 2025 года Lada Vesta с вариатором стала самой продаваемой моделью с автоматической трансмиссией на российском рынке.
Также читайте у нас на канале: