Сравниваем автоматические коробки передач: секвентальная, двойное сцепление, вариатор

Автоматические коробки передач набирают популярность среди автовладельцев. Каковы основные типы таких трансмиссий и каковы их преимущества и недостатки?

США считаются родиной автоматической коробки передач. Еще в 1904 году бостонская компания предложила двухступенчатый автомат. Работа этого механизма была, надо признать, очень ненадежной, но идея нашла благодатную почву и в США стали появляться различные типы конструкций с автоматическим переключением передач.

Однако первая автоматическая коробка передач, похожая по устройству и работе на современные трансмиссии, появилась только перед Второй мировой войной. Это была трансмиссия Hydra-Matic, разработанная General Motors.

РЕКЛАМА

Гидравлическая трансмиссия

Среди автоматических трансмиссий наиболее распространенными (пока) являются гидравлические трансмиссии. Это сложный механизм, который чаще всего состоит из узла гидротрансформатора или гидротрансформатора с несколькими планетарными передачами.

Шестерни в планетарных передачах соединены или заблокированы соответствующими фрикционными муфтами и многодисковыми (многодисковыми) или ленточными тормозами. При этом обязательным элементом гидротрансмиссии является масло, которое полностью заливается в редуктор.

Переключение передач осуществляется блокировкой различных комплектов солнечных шестерен, взаимодействующих с муфтами свободного хода, дисковыми муфтами (чаще многодисковыми), ленточными тормозами и др. фрикционными элементами, приводимыми в действие гидроприводами.

Читайте также: Система стабилизации ESP — проверьте, как она работает (ВИДЕО) 

Конструктивными разработками гидроКПП являются гидроэлектрические коробки передач (с, например, функцией дополнительного передаточного числа, так называемого кикдауна) и коробки передач с электронным управлением. При этом коробка передач может иметь несколько режимов работы, например, спорт или комфорт.

Также увеличилось количество передаточных чисел. Первые гидравлические автоматы имели три передаточных числа. В настоящее время стандартом является пять или шесть передач, но уже есть конструкции, в которых их девять.

Особым типом автоматической коробки передач является секвентальная коробка передач (также известная как полуавтоматическая коробка передач). В механизме этого типа передачи можно переключать с помощью рычага, который перемещается только вперед или назад и переключает вверх или вниз на одну передачу, или с помощью лепестков, расположенных на рулевом колесе.

Такое решение возможно благодаря использованию электронного микропроцессора, управляющего работой редуктора. Секвентальные коробки передач обычно используются в автомобилях Формулы-1, а в серийных автомобилях они встречаются, в том числе, на Ауди, БМВ, Феррари.  

По словам эксперта

Витольд Роговский, сеть ПрофиАвто:

– Преимуществом гидравлических автоматических трансмиссий является, прежде всего, удобство вождения, т.е. отсутствие необходимости вручную переключать передачи. Кроме того, этот тип трансмиссии защищает двигатель от перегрузок, конечно, при условии правильной эксплуатации трансмиссии. Коробка передач подстраивается под частоту вращения двигателя и выбирает соответствующую передачу. Однако главный недостаток его механизма – большой расход топлива. Автоматические коробки передач большие и тяжелые, поэтому они в первую очередь подходят для больших мощных двигателей, с которыми они очень хорошо работают. Определенным недостатком этих трансмиссий является еще и то, что на вторичном рынке можно встретить отработанный экземпляр.

Бесступенчатые коробки передач

Бесступенчатая трансмиссия — это разновидность автоматической коробки передач, но с довольно специфическим устройством. Есть два решения – традиционная коробка передач с планетарными передачами и теперь более распространенная коробка передач CVT (Continuously Variable Transmission).

В первом случае за переключение передач отвечает планетарная передача. Дизайн напоминает солнечную систему в миниатюре. Для выбора шестерен в нем используется набор шестерен, самая большая из которых имеет внутреннее зацепление (так называемая кольцевая шестерня). С другой стороны, внутри находится центральное (так называемое солнечное) колесо, соединенное с главным валом редуктора, а вокруг него другие шестерни (т. е. сателлиты). Передачи переключаются путем блокировки и зацепления отдельных элементов планетарной передачи.

См. также: Системы старт-стоп. Вы действительно можете спасти? 

CVT, с другой стороны, представляет собой бесступенчатую трансмиссию с бесступенчатой ​​​​трансмиссией. Он имеет два комплекта конических колес, которые связаны друг с другом клиновым ремнем или многодисковой цепью. В зависимости от оборотов двигателя конусы сближаются, т.е. регулируется диаметр, на котором работает ремень. Так меняется передаточное отношение.

По словам эксперта

Витольд Роговский, сеть ПрофиАвто:

– Бесступенчатые трансмиссии, благодаря своим относительно небольшим габаритам и небольшому весу, используются в компактных и городских автомобилях с двигателями меньшего размера. Преимущество этих трансмиссий в том, что они не требуют технического обслуживания. Даже масло менять не рекомендуется и они выдерживают такой же пробег, как и двигатель. Кроме того, момент переключения передач практически незаметен. Они не такие дорогие, как гидравлические коробки, и не имеют большого значения для цены автомобиля. С другой стороны, самым большим недостатком являются значительные задержки реакции на нажатие педали газа, т.е. потери мощности. Это также связано с повышенным расходом топлива. Трансмиссии CVT не подходят для работы с турбодвигателями.

Для двух сцеплений

Коробка передач с двойным сцеплением делает карьеру уже несколько лет. Такая коробка передач первой появилась на рынке в начале этого века в автомобилях Volkswagen, хотя ранее она встречалась в раллийных автомобилях и гоночных моделях Porsche. Это коробка передач DSG (Direct Shift Gearbox). В настоящее время такие ящики есть уже у многих производителей, в т.ч. в автомобилях концерна Volkswagen, а также в BMW или Mercedes AMG или Renault (например, Megane и Scenic).

Коробка передач с двойным сцеплением представляет собой комбинацию механической и автоматической коробки передач. Коробка передач может работать как в полностью автоматическом режиме, так и с функцией ручного переключения передач.

Важнейшей конструктивной особенностью этой трансмиссии являются два сцепления, т.е. диски сцепления, которые могут быть сухими (более слабые двигатели) или мокрыми, работающими в масляной ванне (более мощные двигатели). Одно сцепление отвечает за нечетные передачи и передачу заднего хода, другое сцепление отвечает за четные передачи. По этой причине можно говорить о двух параллельных редукторах, заключенных в общий корпус.

См. также: Изменение фаз газораспределения. Что это дает и выгодно ли 

В дополнение к двум сцеплениям есть также два вала сцепления и два главных вала. Благодаря такой конструкции следующая более высокая передача по-прежнему готова к немедленному включению. Например, автомобиль работает на третьей передаче, а четвертая уже выбрана, но еще не активна. Когда достигается идеальный крутящий момент для переключения, нечетная муфта для третьей передачи размыкается, а четная муфта закрывается для включения четвертой передачи, поэтому колеса ведущей оси продолжают получать крутящий момент от двигателя. Процесс переключения занимает около четырех сотых секунды, что меньше моргания века.

Почти все коробки передач с двойным сцеплением оснащены дополнительными режимами работы, например, «Спорт».

По словам эксперта

Витольд Роговский, сеть ПрофиАвто:

– Нет прерывания потока крутящего момента в трансмиссии с двойным сцеплением. Благодаря этому автомобиль имеет очень хороший разгон. Кроме того, двигатель работает в оптимальном диапазоне крутящего момента. Кроме того, есть еще одно преимущество – расход топлива во многих случаях ниже, чем в случае с механической коробкой передач. Наконец, коробки передач с двойным сцеплением очень долговечны. Если пользователь следит за сменой масла каждые 60 тыс. км, они практически не ломаются. Однако на вторичном рынке встречаются автомобили, у которых счетчик подвернулся и в этом случае сложно выдержать правильный срок службы такой трансмиссии. Так или иначе, вам также могут попадаться автомобили, в которых эти проверки не проводились и коробка передач просто изношена. Опасность для этих трансмиссий представляет также повреждение двухмассового маховика, ведь тогда нежелательные вибрации передаются на механизм коробки передач. Недостатком коробок передач с двойным сцеплением также является их высокая цена. 

Войцех Фрелиховский