На современных автомобилях широкое
распространение получили 4 типа коробок — автоматические,
механические, бесступенчатые (вариаторы) и роботизированные.
Разумеется, у каждой есть свои плюсы и минусы.
МЕХАНИЧЕСКИЙ ОПТИМУМ
Появившиеся на заре автомобильной эры механические коробки совершенствуются и по
сей день. Правда, за счет современных материалов, ибо конструкция их отработана
до мелочей.
Существует
несколько видов «механики». На автомобилях с продольным расположением движка
(задний привод) используются трехвальные коробки. Их особенность — при включении
прямой передачи, как правило, 4-й ступени, входной и выходной валы между собой
жестко соединяются. Не теряется мощность, а при равномерной езде улучшается и
экономичность. Но с появлением в механических коробках повышающей передачи это
достоинство сошло на нет. Иными словами, кроме удобства компоновки других
преимуществ у «трехвалок» не осталось.
На машинах с поперечным расположением мотора (переднеприводные)
применяются двухвальные коробки — так проще и дешевле в производстве, при
условии, что в конструкции не более 5 передач. Но инженеры, стремясь реализовать
весь потенциал мотора, «продвигают в массы» и шестиступенчатую «механику».
Построить
ее по двухвальной схеме не всегда получается — места в легковушке не как в
автобусе, да и технологически это сложнее. Но жертвы оправданны сполна, ведь
такой механизм компактнее, а под капот можно упрятать поперек даже 6-цилиндровый
двигатель, как на Volvo S80, правда, забудьте о простоте и дешевизне.
Как бы ни развивался прогресс, главное у «механики» не отнять — высокий
КПД и небольшую массу, благодаря которым машины с МКП экономичны и быстры в
разгоне.
«АВТОМАТ» ВСЕМУ ГОЛОВА
С середины прошлого века, как альтернатива неудобной тогда в управлении
«механике», широко стали применяться автоматические коробки. И торжественный
марш «автомата» продолжается до сих пор.
Ныне на многих престижных автомобилях «механика» уже не предусмотрена в
принципе. Эти коробки полностью избавляют водителя от рутинного переключения
передач и выжима сцепления, что изрядно упрощает процесс управления авто.
Это
главное преимущество, о котором знают все. Но не все догадываются, что
«автомат» повышает долговечность других узлов и деталей трансмиссии, ведь он
работает плавно, без рывков и без разрыва потока мощности, что выражается в
более стабильном поведении машины на дороге. У «автомата» нет жесткой связи
между двигателем и колесами.
Но за удобство нужно платить. Конструкция «автомата» изначально полна
недостатков, главный из которых — низкий КПД. Гидротрансформатор, заменяющий в
АКП сцепление, эффективно работает лишь при определенных условиях, стоит коробке
выйти из оптимального режима… и все — топливный «жор» и потеря динамики вам
обеспечены. Конструкторы борются с этим, увеличивая количество передач.
Если
раньше хватало четырех, то сегодня «автомат» на Lexus LS460 имеет уже восемь!
А увеличение количества ступеней автоматом, простите за каламбур, усложняет
управляющую электронику и гидравлику. Растет стоимость и без того недешевого
агрегата. Замкнутый круг? Не совсем. Пусть многих водителей раздражает
«самостоятельность» и «задумчивость» автоматической коробки, адаптивные
механизмы и ручной режим спасают лишь отчасти. Я уже не говорю про грамотное
обслуживание и бережное отношение к такой коробке, ремонт стоит очень дорого.
Так почему все-таки выбирают «автомат»? Ответ прост — комфорт, потакающий
неискоренимой человеческой лени. И «автоматы» постепенно вытесняют «механику»,
даже на спорткарах, у которых мощности столько, что незначительная ее потеря на
КПД просто неощутима.
Я — РОБОТ
Прогресс не стоит на месте, конструкторам и инженерам всегда есть чем нас
удивить. И вот на сцену выходят интересные устройства, компромисс между
«механикой» и «автоматом» — роботизированные коробки. У первых они
позаимствовали техническую начинку, у вторых — удобство управления.
По сути это обычные механические коробки, в которых под управлением
электроники сервоприводы выжимают сцепление и переключают передачи. Как
следствие, «роботы» проще и дешевле «автоматов», но до плавности и четкости оных
им далековато. Сегодня «роботы» применяются на сравнительно недорогих моделях
типа Peugeot 107 либо… на Bugatti EB 16.4 Veyron! Электроника на таких моделях
справится с переключением передач получше иного опытного пилота, но цена…
Дороговато будет.
Особняком среди «роботов» стоит трансмиссия с двойным сцеплением DSG
(Direct Shift Gearbox) фирмы Borg Warner, используемая концерном Volkswagen на
своих моделях. Нечто подобное устанавливают на Porsche GT2 и Nissan GT-R.
Переключение происходит так же быстро и плавно, как на «автомате», да и
топливная экономичность с динамикой — дай Бог. Раньше такие системы
использовались на грузовиках и суперкарах. Огромный крутящий момент их моторов
один диск сцепления переварить не способен. Но с недавних пор двойное сцепление
в паре с «роботом» стало доступно «массовке».
Устройство в теории достаточно элементарно: первое сцепление передает
момент на внешний вал с четными передачами, второе — на внутренний с нечетными.
В одном корпусе прячутся как бы две коробки! Гениальное просто. И главное —
скорость. Ведь переключения происходят всего лишь за 8 миллисекунд. Из минусов
можно отметить плохую адаптацию к рваному ритму езды, дороговизну и сложность по
сравнению с другими коробками. Но будущее, вероятно, за ними — подобный баланс
свойств и качеств другие конструкции обеспечить не в состоянии.
ВЕЩЬ В СЕБЕ
Вариаторы — особый вид автомобильных трансмиссий, интересный тем, что в
этих коробках передач… нет передач! Передаточное число меняется бесступенчато,
в зависимости от нагрузки на двигатель и других параметров. Как результат —
мотор всегда работает оптимально. Если движение равномерно, то обороты
максимальны и расход топлива снижается без ущерба для динамики.
Эти трансмиссии уже давно применяются на мотороллерах и другой легкой
технике, но на машины они пришли лишь в конце 90-х. В чем причина задержки,
спросите вы? Все просто — крутящий момент в таких коробках передает специальный
ремень. Переварить большую мощность он просто не в состоянии, проскальзывая по
шкивам.
Автопроизводители пытаются решить эту проблему по-разному. Например, Audi
использует особые цепи вместо ремня. А Nissan на новейшем Murano применяет
тороидный вариатор Xtronic CVT с системой Adaptive Shift Control, позволяющий
переключать виртуальные передачи в спортивном режиме. При мощности 265 «лошадок»
у 3,5-литрового V6, надо заметить. Но для многолитровых, читай мощных, моторов
бесступенчатый вариатор не подходит.
И это не единственная проблема, потеря мощности все же есть, поэтому
экономичность и разгонная динамика вариаторов хуже, чем у «механики». Да и не
всем нравится поддерживание вариатором постоянных оборотов мотора, при разгоне
двигатель должен постепенно раскручиваться, а не выходить сразу на максимум,
работать и монотонно гудеть почем зря.
Складывается впечатление недостаточно быстрого разгона, не очень помогает
и ручной режим, в общем — не для спорткаров она. Но по удобству работы — тут уж
вариатор на коне. Режимы работы трансмиссии выбираются, как и у обычных
«автоматов», с помощью селектора, и еще они относительно просты и недороги. Так
что в будущем на неспортивных моделях они получат самое широкое распространение,
вот увидите!
«Автопроспект» № 18/2008 // news.gorod55.ru
