Что выбрать: вариатор или механику
Еще совсем недавно, когда речь заходила о выборе коробке передач на автомобиле, у автолюбителя было только два варианта: автомат или механика. Глобально ничего не изменилось и на данный момент, вот только под словом “автомат” может подразумеваться, как минимум, четыре типа АКПП, принципиально отличающихся по своей конструкции друг от друга. И самой распространенной из них является вариатор или CVT. Так что же выбрать автолюбителю: вариатор или механику? В статье мы проанализируем их характеристики, достоинства и недостатки и сравним друг с другом. Статья поможет принять решение при выборе автомобиля, а также, если вы уже приобрели авто с вариатором, лучше понять устройство вашего транспортного средства для его дальнейшей эксплуатации. Материал ориентирован на помощь как начинающему автолюбителю, так и водителю с опытом.
Механическая коробка передач
Устройство и принцип работы механической КПП
Механическая КПП представляет собой элемент трансмиссии автомобиля и предназначена для изменения крутящего момента от двигателя как по величине, так и по направлению (задний ход). МКПП считается классической и отличается надежностью и простотой.
В состав механической коробки передач входят:
Корпус производится из различных материалов. В большинстве случаев – это сплав алюминия, но бывает, что за основу берется сплав магния. Картер из сплава магния отличается легкостью и прочностью.
В корпусе расположены все элементы КПП, кроме рычага переключения, установленного в салоне. Картер заполняется трансмиссионным маслом, необходимым для поддержания всех элементов в исправном состоянии при любых нагрузках.
Первичный вал соединен с двигателем посредством сцепления, а вторичный с карданом или дифференциалом и приводом ведущих колес автомобиля. Валы соединены друг с другом с помощью пар шестерней.
При нажатии на педаль сцепления и включении необходимой передачи происходит отсоединение первичного вала от двигателя и свободное вращение шестерен относительно друг друга. Когда водитель отпускает педаль сцепления, первичный вал подхватывает от двигателя крутящий момент и передает его на вторичный вал, тем самым передавая усилие на ведущие колеса.
Для плавного и безударного переключения передач в КПП установлены синхронизаторы, выравнивающие скорость вращения шестерен. От качества синхронизатора и его правильной работы зависит жизненный цикл шестерни, и, соответственно, всей коробки передач в целом.
Работа механической КПП понятна и проста, что сделало ее популярной и надежной в эксплуатации автомобиля. Механика существует в неизменном виде уже длительный период времени. Достойной альтернативы механики по всем параметрам, в особенности по соотношению цена/качество, пока не наблюдается.
Преимущества и недостатки механической коробки передач
Механическая КПП имеет как преимущества, так и недостатки.
Главными положительными моментами механики являются:
К недостаткам механической коробки относятся:
Механика подходит практически для всех автомобилей. Она отлично зарекомендовала себя в эксплуатации машины в условиях бездорожья, при перевозке грузов, а также при движении с прицепом.
Если в некоторых случаях механика незаменима, то бывают ситуации, когда ее устанавливают в автомобили лишь в целях экономии денежных средств на ее покупку и содержание. В малолитражных или недорогих автомобилях, эксплуатируемых в легких условиях, предпочтительнее автоматическая КПП или вариатор, но, в силу их дороговизны, приоритет имеет механика.
Более подробно про механическую коробку передач можно почитать в нашей статье по ссылке.
Вариатор как разновидность автоматической коробки передач
Вариатор, как и любая коробка передач, — это устройство, передающее крутящий момент от двигателя к колесам и изменяющее его в определенных пределах. Передача осуществляется бесступенчато в заданном диапазоне регулирования. В английском языке вариатор называется CVT (Continuously Variable Transmission), что можно перевести как «трансмиссия с непрерывно изменяющимся передаточным числом».
Главное отличие вариатора от механической КПП, где каждая передача зависит от специально подобранной по размеру шестерни, — это абсолютно бесступенчатое изменение передаточного отношения. Причем изменение передачи происходит в автоматическом режиме, то есть нет необходимости постоянно переключать передачи руками и пользоваться сцеплением.
Бесступенчатый вариатор позволяет получить плавный разгон без рывков. Машина разгоняется быстрее, чем при механике. Обороты двигателя не варьируются, а имеют почти всегда постоянную величину.
В зависимости от составляющих элементов различают три основных вида вариатора:
Задача вариатора — обеспечение плавной работы двигателя за счет непрерывного изменения крутящего момента. Эта его особенность и определяет основные преимущества вариатора, к которым относятся:
Плавность движения и отсутствие рывков дает возможность водителю наслаждаться поездкой, особенно в условиях города.
Не лишен вариатор и недостатков, к которым можно отнести:
Более подробно про вариатор (CVT) можно почитать в нашей статье по ссылке.
Делаем выводы
Время не стоит на месте. Разработчики вариатора делают все возможное, чтобы добиться его усовершенствования, повышения надежность и возможность эксплуатации в тяжелых дорожных условиях. Вариатор — достаточно перспективная коробка передач, а механика — та коробка, которая будет эксплуатироваться всегда, несмотря на некоторые неудобства при вождении.
Вариатор, механика или автомат. Что лучше?
Современные автомобили оснащаются несколькими видами трансмиссий. Отечественные автомобили до последнего времени в основном комплектовались механической коробкой переключения передач. С коробкой автомат российские автолюбители познакомились, после того как в страну стали импортировать автомобили из-за границы. А вот с вариатором пока еще мало кто сталкивался. Широкое распространение этого вида трансмиссии только еще начинается.
Так устроен вариатор
Принцип работы вариатора
Вариатор был изобретен давно. Описание основных принципов его работы встречается еще в записках Леонардо да Винчи, датированных концом пятнадцатого века. Первые автомобили с вариатором появились в пятидесятых годах прошлого столетия. Это были малолитражки DAF. Затем этой трансмиссией стали оснащать некоторые модели Volvo. Но широкого распространения в то время вариатор так и не получил. И лишь в наши дни разработчики вновь стали развивать и активно внедрять в производство этот вид трансмиссии.
Принцип работы вариатора или CVT (аббревиатура от английского continuously variable transmission) в корне отличается от классической механики и автомата. В нем не происходит фиксированного переключения передач. Переключение скоростей с первой на вторую и т.д. отсутствует. Передаточное отношение с вала двигателя на привод колес изменяется плавно по мере разгона или замедления автомобиля. Современные автомобили оснащают тороидальными, цепными и клиноременными вариаторами. Наиболее распространен последний тип трансмиссии.
Рассмотрим принцип работы вариатора с клиноременной передачей
Сдвижение конусообразных половинок шкива приводит к выталкиванию ремня к внешнему диаметру, а раздвижение к перемещению в сторону оси
Основу клиноременного вариатора составляют два шкива. Каждый шкив состоит из пары конусов, обращенных вершинами друг к другу. Сдвигание и раздвигание конусов позволяет изменять диаметр шкива. Шкивы соединены клиновидным ремнем. Сдвижение конусообразных половинок шкива приводит к выталкиванию ремня к внешнему диаметру, а раздвижение к перемещению в сторону оси. Таким образом, плавно изменяется радиус, по которому работает ремень – от меньшего к большему и наоборот. Соответственно меняется и передаточное отношение двигатель – привод. Если ведущий и ведомый шкивы находятся в промежуточном положении (диаметры шкивов равны), передача становится прямой – частота оборотов вала двигателя равна частоте оборотов привода.
Для трогания машины с места предусмотрено обычное сцепление или гидротрансформатор, который блокируется после начала движения. Дисками шкивов управляет электронная система, состоящая из сервопривода, датчиков и блока управления.
Важную роль в работе данной трансмиссии играет такая деталь, как ремень вариатора. Очевидно, что обычный прорезиненный ремень, из тех, что используют в приводах кондиционера или генератора, сюда не подойдет. Он не выдержит нагрузок, возникающих при передаче вращающего момента в вариаторе, и быстро износится. Поэтому клиновидный ремень вариатора имеет довольно сложное строение. Это может быть стальная лента с особым покрытием или совокупность тросов, на которые нанизано множество стальных пластинок трапецеидальной формы.
В автомобилях марки Audi устанавливают вариаторы с ремнем, выполненным в виде широкой стальной цепи. Для смазки цепи применяют специальную жидкость. При сильном давлении в местах соприкосновения цепи со шкивом она меняет свое состояние. Это позволяет цепи передавать большие усилия без проскальзывания.
Вариатор — плюсы и минусы
К преимуществам автомобиля с вариатором можно отнести плавный и в тоже время достаточно быстрый разгон. Комфортная езда на вариаторе сравнима с ездой на коробке автомат – в автомобиле также предусмотрено наличие только двух педалей и отсутствует необходимость манипулировать рычагом переключения скоростей. Это особенно актуально для начинающих водителей. Двигатель с вариаторной трансмиссией не замолчит на светофоре и не даст автомобилю сдать назад на крутом подъеме.
Благодаря вариатору нагрузка на элементы привода и двигателя распределяется равномерно при любом стиле вождения. Двигатель с вариатором всегда работает ровно, в благоприятном щадящем режиме. Это в значительной степени повышает его ресурс, уменьшает расход топлива, снижает выброс в атмосферу вредных веществ.
Недостатки вариатора:
Хотя стоит отметить, что в отношении оснащения вариаторной трансмиссией более мощных двигателей наблюдается некоторый прогресс. Например, на Audi A4 2.0 TFSI (мощность двигателя 200 л.с.) успешно работает вариатор с цепью multitronic. А кроссовер Nissan Murano с объемом двигателя 3,5 литра и мощностью 234 л.с. оснащают клиноременным вариатором X-Tronic. Если для грузовиков вариатор еще неприемлем, то для легковых автомобилей он является неплохой альтернативой механике или автомату.
В этом видео подробный обзор автоматических коробок передач
Что лучше — вариатор или автомат
Многие автолюбители задают себе вопрос – что лучше вариатор или автомат? Краткое описание принципа работы вариатора было приведено выше. Поэтому чем отличается вариатор от автомата вполне понятно. А вот лучше ли такая трансмиссия, чем АКПП – однозначного ответа нет. С преимуществами вариатора по сравнению с автоматом все ясно. Это и динамичный разгон, и низкий расход топлива, и больший ресурс двигателя. Но вот, что касается ремонта и обслуживания, то здесь в выигрыше все же коробка автомат. Хотя нельзя сказать, что ремонт автоматической трансмиссии дешев, тем не менее, он обойдется дешевле, чем подобные работы с вариатором. Да и сервисов, предоставляющих услуги по ремонту АКПП значительно больше.
Вариатор или механика что лучше
Такой же вопрос может возникнуть и в отношении МКПП – вариатор или механика, что лучше? По преимуществам вариатора здесь ситуация та же, что и с автоматом. В отношении ремонта и обслуживания механика однозначно дешевле как вариатора, так и автомата. Не лишним будет заметить, что вариатор, как впрочем и автомат, предназначены скорее для любителей спокойного безопасного движения. Тем кто относится к автомобилю, в первую очередь, как к средству позволяющему быстро переместиться из пункта А в пункт Б. Для тех же водителей, которые просто любят автомобили и все, что с ними связано, которым нравится чувствовать себя единым целым со своим железным конем, нравится вжиматься в сидение под действием нагрузки от ускорения, нравится слышать рев мотора – ответ на вопрос вариатор или механика что лучше будет однозначен – МКПП.
Ещё кое-что полезное для Вас:
Советы по покупке и обслуживанию автомобиля с вариатором
В связи с дорогим обслуживанием и ремонтом автомобилей, оснащенных вариатором, при покупке рекомендуется отдавать предпочтение новым автомобилям с гарантией. В случае с подержанными авто трудно судить о степени износа элементов трансмиссии. Ремонт неисправной коробки может потребовать дополнительные расходы, да такие, что общая сумма, затраченная на приобретение и ремонт б/у автомобиля, будет соизмерима с покупкой нового.
Автолюбителям все же, решившимся на приобретение подержанного автомобиля с вариатором, следует знать, как проверить вариатор при покупке. Самый простой тест – прогреть машину и тронуться с места. Рывков при старте не должно быть. Если они присутствуют то, скорее всего, выработался ресурс трансмиссионной жидкости. Ее необходимо менять. При замене жидкости меняют и фильтры. При проверке вариатора во всех режимах работы трансмиссии должны отсутствовать посторонние шумы.
При покупке автомобиля может возникнуть вопрос, а что собственно нам продают вариатор или, может быть, классический автомат? Как определить автомат или вариатор находится под капотом? Дело в том, что визуально определить тип трансмиссии довольно сложно. Даже обозначения режимов переключателя у автомата и вариатора одинаковые — P, R, N, D.
Определить вариатор или автомат можно следующим образом:
Владельцам автомобилей с вариатором рекомендуется через каждые 24 тысячи километров пробега посещать сервисную станцию для проверки состояния рабочей жидкости. Замена масла в вариаторе производится через каждые 60 тысяч км пробега. Это по инструкции производителя, но по рекомендациям специалистов лучше сделать замену жидкости раньше через 30 – 40 тыс. км.
Как правильно ездить на вариаторе
Во время эксплуатации необходимо регулярно проверять состояние проводки, разъемов и датчиков. При появлении посторонних шумов нужно незамедлительно обратиться в сервисный центр. Пытаться ремонтировать вариатор самостоятельно, не имея навыков и специальных приборов, не рекомендуется.
Механика, автомат, вариатор или робот
Механическая коробка передач
Начнем с «механики». В случае механической коробки передач, под капотом имеем двигатель, «черный ящик» коробки, со всеми её валами, шестеренками, синхронизаторами и включающими муфтами. А между двигателем и коробкой узел сцепления. На педаль сцепления нажали – двигатель и коробку полностью разъединили. Пока вы удерживаете педаль сцепления нажатой, силовой агрегат и коробка передач ничем не связаны и вы можете включить любую передачу, исходя из условий движения. Вот это и является основным плюсом «механики», особенно для «продвинутого» водителя, который знает и умеет применять приемы активного управления автомобилем. Например, в случае переднеприводного авто, «упереться» двигателем в колеса передней оси перед маневром. А в случае заднего привода, «довинтить» машину в вираж, перейти на более крутую траекторию. Но как часто случается, недостатки являются продолжением достоинств. Активно «драйвануть», конечно, это приятно, а вот орудовать педалью сцепления и рычагом переключения в бесконечных пробках мегаполисов – не самое приятное занятие. Вот это и есть минус.
Гидромеханическая автоматическая коробка передач, или «обычный автомат»
Чтобы не управлять коробкой «врукопашную», и не особо напрягаться ручками-ножками в плотном городском потоке, и придумана автоматическая коробка передач. Сначала появилась гидромеханическая АКП (автоматическая коробка передач). Для того, чтобы понять, как она работает, нужен… вентилятор (обычный, бытовой) и какая-нибудь детская вертушка-игрушка с винтом-пропеллером, похожим на вентиляторный. Включите вентилятор и поднесите к нему эту игрушку. Что произойдет? Пропеллер на игрушке тоже будет крутиться! Теперь представьте, что винт приводит в движение не электромотор вентилятора, а двигатель автомобиля. А второй винт находится на валу, уходящем в «черный ящик» с шестеренками, муфтами, и всем прочим. Оба этих винта заключены в герметичный корпус, заполненный специальной трансмиссионной жидкостью, который называется гидротрансформатором.
Для чего эти страсти? А для того, чтобы плавно трогаться, как можно плавнее переключать передачи безо всякого сцепления «от ноги» водителя, как в «механике» между двигателем и «черным ящиком» с шестеренками. Ведь для того, чтобы тронуться, нужно плавненько соединить мотор и «черный ящик» коробки. Вот гидротрансформатор, совершенно не теряя усилий от двигателя, это и делает. А жидкость нужна для того, чтобы через нее передавать вращательное движение. А то воздух, он не справится. Плотность воздуха мала для передачи энергии на таких скоростях вращения. Что же касается переключений передач, то они выполняются по команде блока управления, автоматически, в зависимости от условий движения. Раньше эти блоки были гидравлические, сейчас электронные.
В общем, всё в гидромеханической АКП, вроде, хорошо. Сама едет, сама переключается. Водителю остается только жать педали «газа» и тормоза, да селектор «автомата» щелкать между «Паркинг», «Драйв» и «Назад». Причем работает эта штука вполне надежно. Если не изображать из себя Шумахера на АКП, и соблюдать Регламент ТО, то и не ломается.
Но недостатки есть. Главные среди них – ощутимые моменты автоматических переключений диапазонов АКП в «черном ящике» с шестеренками, и более высокое потребление горючего, в сравнении с «механикой» при одинаковых силовых агрегатах. Потребность в большем комфорте, возраставшие цены на топливо и забота об экологии стимулировали инженеров подумать на тему автоматизации ещё раз.
«Вариатор». Вариаторная АКП
Чтобы понять, до чего додумались инженеры, представьте… велосипед. Педали, две звездочки, а между ними – цепь. На заднем колесе чуть более продвинутых моделей есть несколько звездочек, чтобы можно было передачи переключать. Переключил на большую звездочку – крутить педали легче и можно ехать в крутую горку, только чаще крутить педали приходится. Скорость велосипеда при этом падает, но это плата за высокую тягу. А если ехать по ровной местности, или с горы, то включил звездочку сзади поменьше – крутишь педали реже, а скорость велосипеда растет. Теперь представьте, что на велосипеде вместо цепной передачи стоит ременная. То есть, вместо цепи – ремень, вместо звездочек — шкивы, только вместо кучи звездочек на заднем колесе – ОДИН шкив, но его диаметр может… плавно изменяться.
Представили? Вот, перед вами, вариаторная автоматическая коробка передач! Один шкив – постоянного размера, второй – переменного и его диаметр меняется по команде блока управления, подстраиваясь под условия движения. А между ними – прочнейший «ремень», представляющий собой или многозвенную цепь, или составной, из металлических пластин. Плавное изменение диаметра одного из этих шкивов приводит к тому, что моменты переключений АКП не ощущаются вовсе. Ведь их попросту нет, этих моментов переключений. J Изумительно комфортная штука в работе, этот вариатор! Но и в нем не обошлось без недостатков, существенных и помельче.
«Вариаторы» недёшевы. Также они категорически не любят пробуксовок. Из-за того, что между «черным ящиком» со шкивами и ремнем приходится ставить все тот же гидротрансформатор (трогаться-то нужно!), а также из-за механического трения в «черном ящике», потери энергии достаточно велики, расход топлива, в с сравнении с «обычной» АКП, немногим меньше. А может быть и больше. А еще приходится с программами двигателя «поколдовать», чтобы он не гудел, как троллейбус на постоянных оборотах при разгонах. Ведь ступенчатого переключения передач – нет. Поэтому инженерам опять открылся простор для изысканий.
«Роботы». Роботизированные коробки передач
Чтобы преодолеть недостатки гидромеханических и вариаторных АКП, несколько конструкторских школ обратили свое внимание на… обычную механическую коробку. А что если заменить ножной привод сцепления электроприводом, рычаг переключения передач и тяги к «черному ящику» с шестеренками электрическими исполнительными механизмами, и управлять сцеплением и переключениями с помощью электронного блока, исходя из условий движения? Конечно, легко и скоро только сказка сказывается. Над программами управления для этого блока и надежностью электропривода инженерам пришлось крепко повозиться, но автоматизированные механические коробки передач, которые журналисты окрестили «роботизированными», или «роботами», пошли в серийное производство для автомобилей малых классов. Они представляют собой именно классическую «механику», в которой управление сцеплением и переключениями передач осуществляется электронным блоком.
Главное достоинство большинства «роботов» — высокая топливная экономичность, для чего они, прежде всего и создавались. Ведь компьютер с совершенной программой управления никогда не ошибается, никогда не сердится, не впадает в депрессию и никогда не устает, в отличие от водителей с разным опытом, мастерством и стойкостью к физическим и моральным нагрузкам. Поэтому автомобиль с «роботом» расходует меньше топлива, чем такое же авто с любой другой коробкой, включая «механику». А ещё такой «робот» дешевле любой другой АКП в покупке, при заказе нового авто. Вот так.
Но и тут без недостатков не обходится. Как ни старались инженеры оптимизировать моменты переключений, «клевки» автомобиля носом при буйных разгонах весьма ощутимы. Такие «роботы» для экономичной и спокойной езды, а не для «шумахера». Еще они не любят пробуксовок в агрегатах сцепления. Пришлось инженерам опять поднапрячься.
«Роботы» класса DSG от Volkswagen
Представьте себе автомобиль с шестиступенчатой механической коробкой передач. Представили? Только коробка эта не совсем обычна. Точнее, совсем не обычна. Она как бы состоит из ДВУХ агрегатов, причем 1-я, 3-я и 5-я передачи связаны с двигателем через один модуль сцепления, а 2-я, 4-я и 6-я – через другой. Получается что-то вроде «два в одном». А теперь представьте, что все управление – полностью автоматическое, электронное и электрическое. Причем, когда вы разгоняетесь, например, на 2-й передаче, блок управления УЖЕ ВКЛЮЧИЛ 3-ю, и только выжидает наилучший момент чтобы сделать моментальный «клац-клац» независимыми сцеплениями, чтобы «отпустить» вторую передачу и «врубить» заранее подготовленную 3-ю. Переключения в такой АКП занимают не просто доли секунды, а миллисекунды! Водитель и пассажиры этих переключений просто не замечают, и разгон плавен, и очень быстр. Например, в DSG, которую первым в мире поставил на конвейер концерн VOLKSWAGEN, моменты переключений занимают 7 миллисекунд. Это гораздо быстрее, чем вы мигаете глазами. Поэтому никаких рывков и толчков, как у «роботов» описанных выше, нет.
Механика VS Автомат VS Роботизированная механика VS Вариатор
I. КЛАССИЧЕСКИЙ АВТОМАТ (АТ).
Всегда имеет гидротрансформатор (далее ГТ) и набор планетарных и зубчатых механических передач. Передаточное число изменяется давлением масла в ГТ и разными соединениями шестерен. Управляется автоматикой.
Основные режимы работы:
Что касается режимов работы, то практически любая АКПП имеет следующие режимы, ставшие стандартными с конца 1950-х годов:
«Р» (англ.«Park») — парковочная блокировка (ведущие колеса заблокированы, блокировка находится внутри самой АКПП и не связана с обычным стояночным тормозом);
«R» (англ.«Reverse») (на отечественных моделях — «Зх») — задний ход (недопустимо включать до полной остановки автомобиля, на современных трансмиссиях зачастую существует блокировка);
«N» (англ.«Neutral») (на отечественных — «Н») — нейтральный режим (включается при кратковременной стоянке и при буксировке на небольшое расстояние);
«D» (англ.«Drive») (на отечественных — «Д») — движение вперёд (как правило, задействуются все ступени, либо все, кроме повышающих передач);
«L» (англ.«Low») (на отечественных — «ПП» (Принудительно Понижающая) или «Тх») — пониженная передача, «тихий ход» (для движения в сложных дорожных условиях).
Дополнительные режимы работы:
В современных АКПП, с большим числом рабочих диапазонов, могут присутствовать дополнительные режимы работы, а положения селектора могут обозначаться иначе:
«[D]» или «OD» — овердрайв (ступень с передаточным отношением менее единицы), режим движения с возможностью автоматического переключения на повышающую передачу. Наиболее подходит для равномерного движения по трассе;
«D3» или «O/D OFF» — только I, II и III передачи, либо отключение повышающей передачи (овердрайва). Активный режим, наиболее подходящий для движения по городу;
«S» (либо цифра «2») — диапазон пониженных передач (I и II либо только II передача). «Зимний режим»;
«L» (либо цифра «1») — второй диапазон пониженных передач (только I передача).
Также, встречаются дополнительные переключатели (реализованные, например, в виде кнопок) режимов работы АКПП:
«Sport» или «Power» — переключение передач происходит на более высоких оборотах двигателя. Более динамичный разгон в ущерб расходу топлива;
«Winter» или «Snow» — трогание происходит с III-й передачи (для предотвращения пробуксовки колес), из-за возможного перегрева коробки не рекомендуется постоянно ездить на этом режиме.
В некоторых случаях режим Sport задействуется автоматически при глубоком нажатии на педаль газа — т. н. «кикдаун» (англ.Kickdown). В некоторых случаях режим кикдауна запрещен при отключении режима Overdrive.
В отличие от МКПП, АКПП поддерживает торможение двигателем далеко не во всех режимах. В режимах, где торможение двигателем запрещено, трансмиссия свободно проскальзывает в обгонных муфтах (как в велосипеде) и автомобиль движется «накатом». Например, в некоторых случаях первая передача с торможением двигателем задействуется только при выборе водителем положения «1». При выборе первой передачи автоматикой из положения «D» торможение двигателем невозможно.
Автоматическая трансмиссия увеличивает комфортность вождения. Отсутствие необходимости выбора нужной передачи и осуществления переключения передач, позволяет сосредоточиться на вождении, что в сложной дорожной ситуации не помешает даже опытному водителю.
Благодаря наличию гидротрансформатора АКПП создает более благоприятные условия эксплуатации, как для двигателя, так и для ходовой части, что увеличивает их ресурс, а система управления работой автоматической трансмиссии предотвращает возникновение перегрузок двигателя и ходовой части автомобиля из-за ошибок водителя.
Автомобиль с АКПП оборудован системой пассивной безопасности, которая не позволяет завести двигатель в положениях РВД отличных от «P» и «N». А также предотвращает самопроизвольное движение автомобиля при стоянке на неровной площадке, т.к. извлечь ключ из замка зажигания можно только в положении РВД «P».
К недостаткам АКПП следует отнести более низкий КПД (из-за потерь в гидротрансформаторе), чем у механической КПП, что увеличивает расход топлива. Хотя это не всегда так.
Современные автоматические трансмиссии в некоторых режимах движения позволяют добиться более высокой экономичности по сравнению с механическими КПП за счет поддержания оптимальных оборотов двигателя и «интеллектуального» управления блокировкой гидротрансформатора.
Другой недостаток — несколько худшие динамические показатели разгона автомобиля с АКПП, чем с механической КПП при прочих равных условиях. Разница не столь велика и для основной массы водителей несущественна.
Ну и, наконец, автомобиль с АКПП нельзя завести иначе как с помощью стартера. Надо отметить, что подавляющее число водителей, имеющих опыт эксплуатации обеих типов трансмиссий, независимо от уровня достатка и опыта вождения отдают безоговорочное предпочтение автомобилям с АКПП.
В последнее время появилось много новшеств для удобства работы с автоматом:
a) Адаптивные автоматические коробки передач. Развитие «электронных» АКПП привело к появлению адаптивных коробок передач. Разрабатываемые алгоритмы управления становятся все более интеллектуальными, что приводит к появления нового качества в тех же самых, с механической точки зрения, трансмиссиях.
Бортовой компьютер следит за манерой водителя управлять автомобилем, подстраиваясь соответствующим образом под нее. Кроме того, в алгоритм работы такого компьютера заложен учет износа в АКПП фрикционных элементов управления. Все это приводит не только к повышению комфортности поездки на автомобиле, но и к повышению его ресурса и экономичности.
b) Autostick (Steptronic, Tiptronic). Это система управления работой АКПП, в которой на ряду с автоматическим, предусмотрен и полуавтоматический режим управления, при котором команду на переключение передачи дает водитель, а качество этих переключений обеспечивает система управления.
В зависимости от производителя этот режим имеет разные названия (Autostick, Steptronic, Tiptronic), реализуется он только на автомобилях, имеющих электронную систему управления АКПП, и то не на всех.
В автомобилях оборудованных такой системой, РВД имеет специальное положение, в котором включается режим Autostick. Относительно этого положения есть два противоположных, не фиксируемых положения РВД.
Эти положения имеют обозначения «+»(«Up») и «-«(«Dn»), соответственно для переключения на более высокую или более низкую передачу. Режим Autostick является скорее полуавтоматическим, чем ручным, т.к. трансмиссионный компьютер, не перестает контролировать действия водителя и не позволит ему, например, тронуться с высшей передачи, или выбрать передачу таким образом, чтобы обороты двигателя превысили допустимые.
В остальном же, полная иллюзия механической трансмиссии. По желанию водителя можно перейти и на обычный автоматический режим управления, переведя РВД в положение «D».
c) Режимы — экономичный, спортивный, зимний. Экономичная программа настроена на обеспечение движения с минимальным расходом топлива. Движение автомобиля в этом случае носит плавный, спокойный характер.
Спортивная программа настроена на максимальное использование мощности двигателя. Автомобиль в этом случае развивает, по сравнению с экономичной программой, значительно большие ускорения.
Зимняя программа осуществляет трогание с места на скользкой дороге. В случае ее действия возможны различные алгоритмы работы АКПП, но, как правило, во всех случаях трогание осуществляется либо со второй, либо с третьей передачи.
d) Режим кикдаун (kickdown). Если во время движения нажать до упора педаль газа, то в коробке передач произойдет переключение на одну или две передачи вниз.
Этот режим рекомендуется использовать для более быстрого разгона. Обратное повышающее переключение в этом случае может произойти только при достижении двигателем максимальных оборотов.
КОРОТКО: Внутри машины находится автомат, который четко переключает передачи в зависимости от количества оборотов.
Цепь или ремень в нём переброшена между двумя шестернями (ведущей и ведомой), которые состоят из противоположно направленных конусов, которые сдвигаются и раздвигаются и тем самым меняют диаметр шестерни. Диапазон передаточного числа в вариаторах изменяется посредством синхронного изменения диаметров шестерён. По сути дела вариатор обеспечивает бесконечное число передач.
Бесступенчатая передача (вариатор) позволяет выбрать любое передаточное отношение (в ее рабочем диапазоне) и менять его плавно. И это значит, что двигатель может хоть постоянно работать на оборотах максимальной мощности, а необходимое изменение скорости и момента нам обеспечит вариатор.
Конечно, без соответствующей системы управления вариатор мало что даст – ведь в отличие от гидротрансформатора автомата он не меняет передаточного отношения «сам по себе». И «взлет» бесступенчатых трансмиссий, конечно же, не был бы возможен без все тех же успехов в микроэлектронике.
Управляющий компьютер анализирует условия движения, согласовывает действия двигателя и трансмиссии, подбирает оптимальное передаточное отношение, обеспечивает специальные режимы. Например, модную ныне имитацию ступенчатой коробки передач.
Для любителей самостоятельно переключать передачи, предусматривают заранее «предустановленные» передачи (типтроник). То есть вводят в память блока управления несколько передаточных чисел, которые и выбирает водитель.
Типтроник на вариаторе выглядит ещё большей «игрушкой», чем типтроник у «автоматов», поскольку в «автоматическом» режиме вариатора всё равно получается и быстрее и экономичнее. Но здесь уже большую роль играет маркетинг.
Существует и аналог автоматовского кикдауна – происходит резкое увеличение крутящего момента, когда вы, желая ускориться, нажимаете педаль «до упора».
Преимущества вариатора перед «автоматом» — экономия топлива, малая масса и некоторое увеличения динамических параметров. Достигается это, прежде всего тем, что с вариатором двигатель постоянно работает на оборотах максимального крутящего момента. Но именно в этом и заключается одна из проблем вариатора.
Представьте: вы жмёте на «ГАЗ», обороты поднимаются до 3500-4000 и «зависают» на них, чтобы вы не делали – разгонялись, тормозили, или шли с постоянной скоростью. Поскольку передаточное отношение в вариаторе изменяется плавно и постепенно, двигатель не набирает и не сбрасывает обороты (разве, что во время остановки).
Зато нет ни рывков, ни толчков – комфортабельность выше, чем у «автомата». Но представьте, что вы всю поездку слышите лишь однообразное гудение мотора – психологически это выдержать очень тяжело.
Сегодня с этой проблемой борются, изменяя программы управления вариатором. Они позволяют двигателю набирать и сбрасывать обороты (конечно не в полном диапазоне, но всё же), чем и создаётся иллюзия переключающихся передач.
КОРОТКО: два цилиндра с изменяемым диаметром, на которые накинут ремень. Один цилиндр связан с мотором, другой – с колесами. Разгон на вариаторе происходит абсолютно плавно: мотор берет обороты и держит их, а цилиндры, меняя диаметр, заставляют колеса крутиться быстрее и быстрее.
Плюсы +
Максимальный уровень комфорта.
Не надо часто работать рычагом.
Средний расход топлива.
Минусы —
Дешевле автомата, но дороже всего остального.
======== ================== ================== ========
III. КЛАССИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА (MT).
Коробка передач – это и есть самая настоящая КОРОБКА (в смысле некий корпус, на техническом языке – картер), внутри которой находятся передачи. Каждая передача – это два зубчатых колеса, большое и поменьше.
Если маленькое вращается двигателем, а большое передает вращение колесам, то мы увеличиваем момент (усилие), но уменьшаем скорость. Чем больше первое колесо и меньше второе, тем меньше момент и больше скорость.
Если зубчатые колеса одинаковы, ни момент, ни скорость не меняются. Если больше колесо со стороны двигателя и меньше то, которое со стороны колес, мы увеличиваем скорость, теряя в силе.
Переключая рычагом передачи, мы как раз и выбираем, через какую пару зубчатых колес вращение будет передаваться от двигателя к колесам. Первая передача – самый большой момент на колесах и самая маленькая скорость.
Высшая передача – низкий момент и высокая скорость. Нейтраль – это когда ни через одну из пар вращение не передается. А передаточное отношение и передаточное число показывают, во сколько раз момент и скорость меняются при данной передаче.
КОРОТКО: Дисковое сцепление и набор шестерён, расположение которых (и соответственно крутящий момент) изменяется рычагом КПП. Выбор передачи осуществляется только водителем.
Плюсы +
Наименьшая по сравнению с иными типами цена.
Намного меньшая в сравнении с гидромеханической трансмиссией масса.
Высокий КПД по сравнению с гидромеханической трансмиссией.
Обычно не требует отдельной системы охлаждения, как АКПП.
Несмотря на немалый прогресс в области конструирования АКПП, на сегодняшний день средний автомобиль с АКПП при прочих равных уступает автомобилю с МКПП по топливной экономичности и динамике разгона.
Относительная простота и отработанность конструкции.
Достаточно высокая надёжность (срок службы самой МКПП без ремонта сравним со сроком службы автомобиля в целом, только сцепление требует относительно частой замены).
Большинство моделей не требуют дефицитных или специфических расходных материалов, частого обслуживания.
У автомобилей с МКПП шире набор специальных техник вождения, опытный водитель может более эффективно использовать такой автомобиль при передвижении в гололедицу, по грязи и бездорожью.
Автомобиль с МКПП легко пускается «с толкача», может буксироваться на любое расстояние с любой скоростью.
МКПП, в отличие от гидромеханической АКПП, допускает полное разобщение двигателя и трансмиссии.
Минусы —
Утомляющее некоторых водителей переключение передач, особенно в городском цикле и движении в пробках.
Относительно АКПП сложнее управление автомобилем, необходимость наличия специфического навыка для достижения плавного переключения передач без рывков (впрочем, необходимость наличия таких навыков у водителя нельзя называть явным недостатком МКПП).
Переключение передач сопряжено со временным разобщением двигателя и трансмиссии, что увеличивает время переключения.
Как и у любой ступенчатой КПП, невозможно плавное изменение передаточного отношения при разумном количестве ступеней, в отличие от CVT.
Малый ресурс сцепления.
======== ================== ================== ========
IV — Простая роботизированная механика (MTA).
По своему строению – это механика, а по управлению – автомат. Иными словами можно сказать так: это механика, в которой передачи переключает робот (электроника). Соответственно нет педали сцепления и рычаг КПП похож на «автоматовский». Манера езды та же, что и на автомате, а расход топлива якобы меньше, чем на механике.
Сама коробка весит меньше, чем классический «автомат» и, естественно, меньше стоит. Простой удешевленный робот (Тойота, Опель, Альфа Ромео, Пежо, Сузуки) с одним сцеплением тратит на переключение передачи от 1 до 2 секунд. Есть возможность ручного переключения передач.
КОРОТКО: Принцип такой – внутри автомобиля сидит слепой «дядька», который переключает механическую КПП так, как ему захочется. Некоторые роботы ездят почти нормально, но только «почти».
Плюсы +
Более низкий расход топлива чем в автомате и вариаторе.
Не надо часто работать рычагом ВД.
Дешевле только механическая коробка передач.
Минусы —
Отвратительная плавность хода.
Динамична только в ручном режиме.
Проблемы при езде в горку.
Быстрый перегрев сцепления в пробке.
======== ================== ================== ========
IV – Роботизированная механика с двумя сцеплениями.
По своему строению – это механика с двумя сцеплениями, а по управлению – автомат. Педали сцепления нет, управляется электроникой. Это, например, DSG на Volkswagen и Audi, иногда ставится на отдельные марки Infiniti, новый Powershift от Ford.
Этот тип трансмиссии пришел из спорта и только потом выродился в простую роботизированную механику с одним сцеплением. Отличается наличием двух сцеплений, одно из которых обслуживает нечётные передачи, а другое — чётные.
Принцип работы: во время езды крутящий момент передаётся по одному сцеплению, т.е. диск сомкнут (допустим, на 1 передаче по первому сцеплению); в то же время второй диск второго сцепления разомкнут, а само сцепление настроено на вторую передачу.
Когда электроника чувствует, что надо переключаться на вторую передачу, то первый диск просто размыкается, а второй синхронно смыкается.
И теперь уже второе сцепление передаёт крутящий момент, а первое сцепление настраивается на 3 передачу и переходит в «ждущий» режим, чтобы в момент надобности подсоединиться. И всё повторяется заново.
Переключение происходит за доли секунды. Таким образом, этот тип трансмиссии сочетает удобство классического автомата и экономичность и динамику МТ. В теории, машина с двухдисковой коробкой разгоняется даже быстрее, чем с простой механикой.
КОРОТКО: В принципе, КПП с двойным сцеплением схожа по поведению со стандартной механической. Единственное отличие, это отсутствие педали сцепления, поскольку функцию педали выполняют компьютеры, соленоиды и гидравлика.
Плюсы +
Скорость переключения передач вверх занимает около 8 мс, что придает автомобилю динамичное ускорение
Возможность контролировать самостоятельно переключение передач или переключиться на компьютер.
Повышает эффективность использования топлива до 10%
Минусы —
Значительно увеличивается стоимость автомобиля.
