«Автомат» против «Вариатора»

По итогам 2018 года, каждый третий проданный автомобиль в РФ был оборудован автоматической коробкой передач. Удобства и преимущества такого типа трансмиссии невозможно отрицать, но необходимо различать виды автоматических КПП, которых несколько: традиционный гидромеханический автомат, вариатор и роботизированная трансмиссия. Последняя представляет из себя автоматизированную механическую коробку и, ввиду наличия собственных разновидностей и особенностей, заслуживает отдельного рассмотрения. Именно поэтому, сегодня мы остановимся на первых двух.

Классическая автоматическая трансмиссия

Традиционная автоматическая коробка передач (AT) серийно устанавливается на автомобили без малого 80 лет – первопроходцем стала трансмиссия «Hydramatic» от компании GeneralMotors, впервые установленная на Oldsmobileв 1940 году. Самые ранние «автоматы» были трехскоростными, с 1970-х получили распространение четырехступенчатые, а на данный момент большинство гидромеханических трансмиссий обладают шестью и более передачами. 

Название «гидромеханика» продиктовано самой конструкцией таких трансмиссий, две ее основных части представляют из себя гидротрансформатор и планетарную коробку передач. Гидротрансформатор состоит из трех основных компонентов: рабочего колеса (насоса), которое приводится в движение коленчатым валом двигателя, турбины, напрямую соединенной с трансмиссией, и реактора, который служит для увеличения крутящего момента в определенных режимах движения (например, при старте или подъеме в гору). Насос жёстко соединен с корпусом гидротрансформатора и при вращении коленвала он создаёт внутри гидроблока поток масла, который вращает реактор и турбину. Стоит отметить, что реактор вращается не всегда – когда он неподвижен, увеличивается скорость потока масла и момент на валу турбины существенно увеличивается. 

Несмотря на то, что гидротрансформатор способен увеличивать крутящий момент, делать это он может в довольно узком диапазоне. Поэтому, к гидротрансформатору подключают многоступенчатую коробку передач. Планетарная КПП устроена по образу и подобию механической трансмиссии, но с небольшими отличиями: 

— каждая передача имеет несколько степеней свободы, которые зависимы друг от друга примерно так же, как планеты в солнечной системе;

— если в «механике» за переключение передач отвечают синхронизаторы и блокирующие муфты, то в «автомате» это делают пакеты фрикционов – аналоги сцепления в МКПП. Под давлением масла, гидротолкатель воздействует на фрикцион. Давление создает масляный насос, а электроника распределяет его в соответствии с алгоритмом работы коробки между соответствующими пакетами фрикционов. 

Вопреки сравнительно сложной конструкции, автоматические коробки достаточно надежны и обеспечивают хороший баланс между комфортом и скоростью переключений. Гидтротрансформатор хорошо сглаживает момент переключения – небольшие рывки можно почувствовать только в «спортивном» режиме коробки, который есть у большинства современных автомобилей. Ресурс также на высоте – при должном уходе и регулярной замене жидкости, автоматические КПП спокойно «ходят» по 250-300 тысяч километров. Все эти факторы сделали традиционные АКПП самыми популярными автоматическими трансмиссиями в мире. Недостатков «автоматы» тоже, увы, не лишены: часть мощности силовой установки «съедает» гидротрансформатор, как следствие — повышенный расход топлива, дорогой ремонт, необходимость регулярной замены специальных масел (и их цена).

Вариаторная трансмиссия

Впрочем, в последние десятилетия огромное распространение получил сравнительной молодой конкурент традиционной гидромеханики – вариатор (CVT– continuouslyvariabletransmission, дословно – бесконечноступенчатая трансмиссия). Что же заставило такие компании какNissan, Subaru, Renault, Honda, Toyota перевести от 30% до 70% своего модельного ряда на такой тип трансмиссии?

Несмотря на то, что легковые автомобили с вариаторами появились сравнительно недавно, первое упоминание о похожей конструкции относится аж к записям Леонардо Да Винчи 1490 года. Без малого 500 лет идея о бесступенчатой трансмиссии оставалась на бумаге (если не считать не совсем удачные попытки применить ее на мотоциклах в самом начале 20 века), пока один из основателей компании DAF, Губерт Иосиф Ван Дорн не впервые применил вариатор для серийной малолитражки DAF600 и нескольких других моделей DAFна рубеже 50-х и 60-х годов. После того, как легковое отделение DAFбыло выкуплено компанией Volvo, вариаторы появились и в модельном ряду шведского производителя – например, модель Volvo340. Господин Ван Дорн же, тем временем, создает компанию VDT, основной задачей которой стала разработка и производство вариаторных трансмиссий. По настоящему массовым такой тип коробки передач стал только к концу 1980-х, когда VDTи FujiInd. объединились с целью совместного производства вариаторов для автомобилей SubaruJusty. Практически сразу коробки производства этого альянса начал активно использовать Nissan, еще позднее свою собственную разработку представила Honda.

Так что же отличает вариатор от традиционной автоматической коробки передач? Отсутствие этих самых передач! На первый взгляд, для водителя выглядит все точно так же: вариатор имеет те же режимы работы, что и любой современный «автомат», включая ручное переключение и спортрежим. Фундаментальное отличие состоит в техническом устройстве, которое мы рассмотрим на примере клиноременного агрегата как наиболее распространенного в современных автомобилях. Конструкция клиноременного вариатора довольно проста: два шкива, каждый из которых представляет из себя два конуса, направленных острыми концами навстречу друг другу, между шкивами зажат ремень. Ведущий шкив приводится от двигателя, ведомый же соединен с колесами. Принцип работы заключается в изменении радиуса огибания ремнем ведущего и ведомого шкива – таким меняется передаточное число. При старте с места, ремень на ведущем шкиве коробки работает по минимальному радиусу, а на ведомом – по максимальному. С ростом оборотов, радиус работы на ведущем начинает увеличиваться. Таким образом, вариатор всегда обеспечивает оптимальное передаточное число для текущего режима движения, что сулит лучшую топливную экономичность на фоне отменной динамики, а также великолепную плавность работы – переключений ведь нет! Казалось бы, перед нами идеальная трансмиссия, но не все так однозначно. 

Отсутствие переключений передач создает «троллейбусный» эффект от разгона – мотор «повисает» на оборотах крутящего момента, неприятно завывая на одной «ноте». Большинству автовладельцев такая особенность не нравилась и в последних поколениях вариаторы научили имитировать переключения, притом, плавность работы не пострадала. Бесступенчатые коробки не рассчитаны для использования с мощными моторами – сложно вспомнить автомобили мощнее 250 сил, оборудованные такой трансмиссией. Также, вариаторы «не любят»: буксовать, буксировать, агрессивную езду, бездорожье. Самый же значительный недостаток вариатора – сравнительно низкий ресурс. Редкая модель вариатора выдерживает 150 000 км без существенного ремонта, а специалистов по ремонту не так много ввиду новизны такого типа коробок в принципе (на территории РФ они получили распространение после успеха ряда моделей Nissan, таких как Quashqai, X-Trailи Teana). Впрочем, ремонт вариатора зачастую оказывается дешевле такового у автоматических коробок. Для обеспечения максимального срока службы агрегата не стоит пренебрегать регулярным обслуживанием и применением специальных жидкостей, предназначенных специально для конкретной модели автомобиля. 

Подводя итоги, можно уверенно заявить о том, что у каждого вида трансмиссий есть свои сильные и слабые стороны. Вариатор можно однозначно рекомендовать спокойному водителю для городской, асфальтовой эксплуатации. Во всех остальных случаях предпочтительнее классический «автомат». 

← Вернуться назад