В сегодняшнем материале мы поговорим о том, кто впервые изобрёл автоматическую трансмиссию и кто стал основоположником того самого (почти) агрегата, который сегодня является одним из самых передовых решений в технологии автомобилестроения.
Что такое АКПП, как работает и чем отличается от МКПП?
Любая коробка передач — это агрегат, который позволяет передавать крутящий момент от двигателя к колёсам (иногда через редукторы, раздатки и другие узлы) с разными передаточными отношениями. И АКПП делает это без участия водителя. Поэтому характерный признак машины на «автомате» — отсутствие педали сцепления. И сегодня таких уже большинство.
Хотя все двухпедальные машины называют «автоматами», их конструкции принципиально различаются по принципу работы.
Гидромеханическая (классическая) АКПП
Своё название она получила как первая и самая массовая технология. Вместо привычного сцепления здесь работает гидротрансформатор, передающий крутящий момент через поток масла.
За выбор скоростей отвечает планетарный ряд шестерён. В отличие от механики, здесь нет парных зацеплений: электроника блокирует определённые элементы планетарного механизма, меняя скорость вращения выходного вала.
Вариатор (CVT)
Это бесступенчатая трансмиссия, где передаточное число меняется плавно. Основу составляют два вала с конусовидными дисками, между которыми натянут металлический ремень или цепь.
Сближая или раздвигая диски, система меняет рабочий диаметр шкивов (как звёздочки на велосипеде, но без «ступенек»). Это позволяет бесшовно подбирать идеальное соотношение для любой скорости.
Роботизированная коробка («Робот»)
Конструктивно это МКПП, но выбором передач и сцеплением управляют автоматика и сервоприводы.
- С одним сцеплением: старые образцы работали медленно, с характерными «кивками» при переключении.
- Преселективные (с двумя сцеплениями): например, DSG. Чётные и нечётные передачи разнесены по разным валам. Пока одна включена, следующая уже готова к работе. Это обеспечивает молниеносное переключение без разрыва мощности.
Ранние прототипы АКПП
Первые прототипы автоматических коробок появились в конце XIX века. В 1904 году компания Sturtevant Brothers выпустила свою модель автоматической трансмиссии под названием Sturtevant Automatic. Однако тогдашняя технология не была столь надежной, как современные автоматические коробки, и они не получили широкого распространения.
Первый патент на АКПП получил Асатур Сарафян из США в 1935 году. Именно он придумал прообраз современной АКПП, объединив в единый механизм гидротрансформатор с планетарным редуктором.
Прорыв на рынке
Переломным моментом в развитии коробок автомат стало появление автоматической коробки от компании General Motors в 1940 году. Эта трансмиссия была надежной и стала широко применяться в автомобилях, предоставляя водителям новый уровень комфорта и удобства.
Технологии коробки автомат
Сегодня автоматические коробки предлагают высокий уровень эффективности и производительности благодаря использованию различных технологий.
Гидротрансформатор
Одной из ключевых технологий, лежащих в основе коробки автомат, является гидротрансформатор. Это устройство позволяет передавать крутящий момент от двигателя к колесам автомобиля без использования механической связи между ними. Гидротрансформатор обеспечивает плавное переключение передач и увеличивает комфорт вождения.
Электронные контроллеры
Современные автоматические коробки оборудованы электронными контроллерами, которые отслеживают различные параметры автомобиля и регулируют переключение передач в зависимости от текущей ситуации на дороге. Это позволяет добиться оптимальной производительности и экономичности двигателя.
Трансмиссия с двумя сцеплениями
Недавнее развитие в области коробок автомат — трансмиссия с двумя сцеплениями, также известная как DCT. Эта технология позволяет переключать передачи быстро и плавно, что делает её особенно привлекательной для спортивных автомобилей.
Дальнейшая эволюция автоматических коробок
С каждым годом автопроизводители удивляют новыми техническими разработками и моделями автомобилей, которые становятся все более мощными и умными. Еще одно направление, которому уделяется огромное внимание при разработке инноваций, — экономичность.
Новые автоматы с 11 скоростями позволяют сократить расход топлива до 5 %. Современные агрегаты должны быть не просто лучше, чем предыдущие модели, но и соответствовать строгим экологическим требованиям без потери производительности двигателя. Жесткие нормы заставляют автопроизводителей переходить на менее емкие двигатели, что иногда приводит к снижению крутящего момента. Для поддержания мотора в оптимальном диапазоне оборотов и повышения тяговых возможностей разрабатываются многоступенчатые трансмиссии с электрическими компонентами.
Относительно недавно шестиступенчатая МКПП считалась передовой, а четырехступенчатый автомат был стандартом. Однако с ростом интереса к топливной экономичности производители, например Mercedes-Benz, предлагают модели с семью и даже девятью передачами.
Следующие поколения КПП будут управляться более интеллектуальными электронными системами. Они обеспечат плавное переключение без потери крутящего момента, не требуя изменений в других частях трансмиссии, смогут оптимально интегрироваться с автопилотом и прочими помощниками. Эксперты видят хорошие перспективы у двух технологий:
Высокопроизводительных гибридных систем
Гибриды, например eTwinster от GKN, комбинируют динамику с малым расходом энергии для полноприводных или аккумуляторных систем. Они состоят из электрической задней оси с двумя электрогидравлическими сцеплениями. Система позволяет распределять скорости между осями, улучшая тягу в сложных условиях.
Магнитной передачи
Компания Magnomatics представила Magsplit — эффективное решение для разделения мощности в гибридной трансмиссии. Устройство устраняет двухмассовый демпфер маховика, шестерни и генератор. Вместо них используется эффект вращающегося магнитного поля.
Электрификация автотранспорта стимулировала эволюцию трансмиссий, внедрив электродвигатель-генератор в их состав. Теперь коробки могут не только передавать крутящий момент на колеса, но и сохранять энергию в батарее. Например, компания ZF предложила гибридные автоматы, заменившие гидротрансформатор электромотором.
Внешне такие трансмиссии почти неотличимы от традиционных, но их работа существенно отличается. Они практически полностью избегают провалов, характерных для традиционных АКПП при переключении. Главное, они способны собирать энергию через рекуперативное торможение и повышать крутящий момент при необходимости. Гибридные трансмиссии позволяют использовать только электрическую тягу и отключать обычный двигатель. Электрические насосы создают давление в гидросистеме коробки передач.
Трендом ближайших лет будет активный переход автовладельцев с машин, оснащенных ДВС, на электромобили. Коробки передач электрокаров имеют простую конструкцию: чаще всего это обычный одноступенчатый редуктор, снижающий обороты электродвигателя до необходимого для колес значения.
Однако для высокооборотистых электромоторов (с частотой до 20 000 об/мин) потребуется как минимум двухступенчатая автоматическая трансмиссия (например, как у модели Rimac Concept One).
В этом спорткаре четыре электродвигателя передают тягу на каждое колесо независимо. На передних колесах установлены односкоростные редукторы, в то время как на задних используются двухступенчатые роботы с двумя сцеплениями. Такая конфигурация трансмиссии с индивидуальными коробками передач на каждой полуоси позволила инженерам избежать необходимости выбирать между динамикой и максимальной скоростью.
Таким образом, несмотря на ускоренную эволюцию автомобилей и массовую электрификацию личного и коммерческого транспорта, автоматические КПП еще долго будут востребованными.
Ваш автомобиль заслуживает премиального ухода. Если вы стремитесь к совершенству в каждой детали и хотите, чтобы машина выглядела безупречно даже спустя годы — команда KARAD Detailing к вашим услугам!
Узнать подробнее: karad-detailing.ru
Бронь времени: 8 (495) 177-68-88
Написать: t.me/karadDC