Миссия трансмиссии. Как выбрать коробку?

Современные автомобили оснащаются все большим количеством разнообразных КПП, запутаться в которых можно запросто. Какие только ухищрения не придумают маркетологи и инженеры, чтобы выдать свое творение за «эталон в мире трансмиссий» и собственное уникальное изобретение. Несмотря на это, в природе существует всего три типа принципиально отличающихся «коробок», различные вариации которых нам и предлагают под десятками громких названий. Как не запутаться и выбрать для себя оптимальный тип трансмиссии – в материале Auto.59.ru.

Со времен изобретения двигателя внутреннего сгорания, инженеры обнаружили, что у их детища крайне не великий диапазон оборотов, при которых работа ДВС наиболее эффективна. Для современных малолитражных двигателей, которые используют в качестве топлива бензин и не имеют турбонаддува (т. е. для большинства из представленных на рынке) – эти обороты находятся в промежутке 2000-4500. Понятно, что на заре автомобилестроения этот диапазон был уже, так как примитивная система ГРМ не могла обеспечить «подхват» на низких оборотах, а качество топлива и несовершенство конструкции не позволяли «раскрутить» мотор.

Выход был найден – для того, чтобы слабенький мотор мог сдвинуть тяжелый авто с места, использовали систему отбора мощности, проще говоря «пониженную передачу». Таким образом количество оборотов коленвала в несколько раз превышало количество оборотов колес. Решение оказалось элегантное, так как могло обеспечить плавность трогания с места и приемистость мотора, но вскоре обнаружился и недостаток – максимальная скорость была ограничена, причем весьма существенно.

У истоков создания принципов КПП и первым конструктором механической коробки передач стал немец Карл Бенц, чье имя мы можем видеть в любом автомобиле с трехлучевой звездой на капоте. В 1887 году система изменения передаточного числа напоминала собой современную систему переключения передач на велосипедах. Правда вместо звездочек и цепи были кожаные ремни и деревянные муфты на ведущей оси. Уже во времена массового развития автомобильного транспорта система становилась все надежнее и компактнее и в 30-х годах прошлого века приняла привычный нам вид с дисковым сцеплением, а на люксовых автомобилях еще и с синхронизаторами. Синхронизаторы позволяли включать повышенную или пониженную передачу вне зависимости от текущих оборотов двигателя, что считалось тогда верхом инженерной мысли.

На сегодняшний день механическая коробка передач отличается от всех своих конкурентов простотой конструкции и долговечностью. Отчасти это обусловлено более чем вековой историей развития. Но решающим значением является отсутствие каких-либо сложных механизмов и заумной электроники. Управлять автомобилем с механической коробкой передач на порядок сложнее, чем любым другим. Об этом вам скажет любой выпускник автошколы: заглохнуть «на механике» – обычное явление.

Классическую КПП сегодня выбирают либо любители активной езды и острых ощущений, так как только такая трансмиссия способна выжать из двигателя все его ресурсы. Либо те, кто вынужден приобретать автомобиль из ценовой категории, где «автомат» просто не положен по статусу.

Разновидностью обычной механической коробки является «робот». Да, в таком автомобиле всего две педали, а селектор выглядит также, как у автоматической коробки, полноценной АКПП такую коробку назвать нельзя.

В основе конструкции роботизированной коробки передач находится обычная «механика». В автомобиле также присутствует обычное сцепление, хоть и нет третей педали.

Отличием от простой КПП является то, что сцеплением и механизмом выбора передачи, вместо водителя, управляют роботизированные «руки и ноги». В целом же происходит все аналогично – выключается сцепление, меняется передача, потом сцепление включается и движение продолжается.

Главным минусом простейшего «робота» считают задумчивость и нерасторопность механизма. Иногда компьютер решает начать переключаться совсем в неподходящее время. А так как помимо КПП «мозги» управляют и дроссельной заслонкой, чтобы исключить резкий скачок оборотов двигателя во время переключения, то порой отключение двигателя от колес на одну две секунды воспринимается крайне болезненно.

Отчасти проблему задумчивости и неправильного выбора передачи решают «роботы» с двумя сцеплениями. По сути это две КПП, в одной из которых четные передачи, а в другой нечетные. Если во время движения, к примеру на третьей передаче со скоростью в 30 км\ч, водитель начнет ускоряться, то робот заранее включит на втором ряду нужную передачу – если ускорение плавное, то четвертую, если резкое, например при обгоне, то вторую. Таким образом на само переключение тратятся доли секунды, нужные для размыкания одного диска и смыкания другого.

На самых совершенных и дорогих КПП, установленных на некоторых автомобилях Porshe, подобный робот устроен еще сложнее. Там всегда включены две передачи, но та, на которую автоматика только собирается переключить, слегка «пробуксовывает», так как диски сомкнуты не полностью. То есть на такой КПП отсутствует само время переключения, мотор не испытывает ударные перегрузки, а водитель может узнать о переключении только по стрелке тахометра.

Минусом обычного «робота» является сложность конструкции и цена обслуживания. Да и для «драйверского» вождения лучше выбирать двухдисковые КПП, которые еще дороже и сложнее. Обычные РКПП, которые с недавнего времени устанавливаются и на «Приоры», больше всего подойдут для размеренного городского вождения. Хотя ручной режим переключения есть и на отечественных автомобилях.

Автоматическая трансмиссия известна около сотни лет и за это время ее конструкция изменилась кардинально. Неизменным остался принцип, по которому происходит передача крутящего момента от двигателя к колесам. В основе любого настоящего автомата лежит гидротрансформаторная муфта.

Как она работает легче всего объяснить на примере двух вентиляторов. Возьмите детскую игрушку с пропеллером и поднесите вплотную к напольному вентилятору. Вращающиеся лопасти большого ветродува с помощью воздуха заставят вращаться и маленький. Тоже самое происходит и в гидротрансформаторе. Только лопасти там находятся очень близко друг к другу, а вместо воздуха залита специальная жидкость – ATF.

Переключение передач изначально происходило только за счет давления масла внутри КПП, растущего от оборотов. С развитием прогресса и увеличением числа передач этим занимается еще и компьютер. Настоящая АКПП, вопреки слухам и мифам, по надежности ничем не уступает простой механике, особенно если соблюдать нормативы по замене масла и правила эксплуатации. Толчки, которые начинают беспокоить владельцев автомобилей с пробегом, чаще всего полностью «лечатся» заменой трансмиссионной жидкости на новую.

Благодаря тому, что все современные АКПП являются адаптивными, то есть сами подстраиваются под стиль вождения, проблем с внезапными переключениями или недостаточной тягой мотора у нормального водителя не возникнет. Для еще большего удобства все чаще автоматы оборудуются ручным режимом переключения. То есть водитель получит все преимущества обычной механики когда это нужно, например при обгоне или буксировке, но будет избавлен от необходимости выжимать сцепление.

Минусом классического автомата можно назвать только его цену. Как правило аналогичный автомобиль на механике будет стоить на 10-20% дешевле. Впрочем в скором времени, судя по тенденциям, мы будем избавлены от мучительного выбора – механика уже остается привилегией лишь самых дешевых или самых спортивных автомобилей.

На самом деле именно вариатор является первым в истории устройством, позволяющим изменять передаточное число между двигателем и приводной осью. Только вот до середины прошлого века вариатор использовался где угодно, но только не в автомобилях.

Ограничением на массовое использование по прямому назначению, стал сам принцип работы этого механизма. Несмотря на простоту и компактность, еще до недавнего времени вариатор не мог «переваривать» сколько-нибудь серьезный крутящий момент – приводной ремень мог порваться на двигателе всего в 50 л.с., не говоря уж о том, что резкие ускорения и высокая скорость приводили к проскальзыванию шкивов.

Вариатор подразумевает полное отсутствие привычных нам передач – в нем это число не ограничено, так как ведущий и ведомый шкивы имеют при разных режимах работы разный диаметр. При трогании с места ведущая шестерня находится в сложенном состоянии, и чтобы ведомая совершила один полный оборот ей приходится вращаться в три-пять раз чаще. С набором скорости отношение постепенно меняется в обратную сторону. Таким образом двигатель всегда находится в самом эффективном режиме и без изменения скорости вращения коленвала может ускорять автомобиль.

Максимальные усилия для популяризации и совершенствования вариатора приложила японская фирма Fuji, которая помимо производства фототоваров, является владельцем бренда Subaru, не говоря о десятке других направлений деятельности. Именно ранние модели Subaru, а также Honda, Nissan, Mitsubishi, а затем и Toyota массово оснащались вариаторами, чем способствовали развитию технологии, и сегодня вариатор можно встретить даже на кроссоверах и спортивных автомобилях.

Допотопные кожаные ремни давно уже сменились композитными материалами, а примитивные конусные шкивы уступили место муфтам, которые управляются компьютером и могут даже имитировать работу классического автомата, избавляя от постоянного монотонного шума двигателя на одних и тех же оборотах.

Несмотря на все это, вариатор пока остается для российского водителя чем-то эксклюзивным и диковинным – как его ремонтировать до сих пор никто не знает, да и ресурс такой трансмиссии значительно уступает конкурентам. Былая простота конструкции также принесена в жертву прогрессу, и теперь вариатор ни сколько не проще обычного робота или автомата.

Выбор автомобиля на вариаторе может быть оправдан в том случае, если вы собираетесь приобрести моноприводный малолитражный городской автомобильчик и особых планов на «драйверскую» езду и самостоятельный ремонт в гараже не имеете. В остальных случаях следует очень тщательно подойти к выбору – вариаторы от поколения к поколению меняют свою конструкцию и только отзывы владельцев аналогичных автомобилей позволят вам объективно принять решение.

При всем желании у нас не получится сделать однозначный вывод о том какая же трансмиссия самая лучшая. Если бы такой ответ существовал – на рынке продавались бы только такие машины. Но для того, чтобы понять какая КПП подойдет именно вам – нужно постараться прокатиться на каждой из них. В любом случае наибольшее количество плюсов имеет классический автомат с гидротрансформатором. Если речь не идет о спортивном стиле вождения или перевозке грузов – о выборе жалеть не придется, разве что цена немного кусается.