В современные машины механическая коробка передач практически не устанавливается. Исключение составляют недорогие авто или же машины в минимальных комплектациях, которые славятся небольшим количеством опций. В большинстве своем коробки передач устанавливаются либо автоматические, либо вариаторного, бесступенчатого, типа. Сегодня мы выясним, в чем состоит конструктивная и фактическая разница между АКПП и вариатором, и какая коробка передач лучше всего подходит для современных реалий.
Автомат
АКПП — это наиболее ранняя разработка инженеров, направленная на автоматизацию управления трансмиссией. Первые образцы автоматических коробок передач появились еще в середине пятидесятых, когда в моду вошли автомобили с мощными двигателями большого объема. Первые модификации АКПП имели всего две-три ступени, когда как современные модели несравнимо лучше, и в некоторых случаях число передач достигает 12 или даже 16, как на небезызвестных тягачах от Вольво и Скания.
Особенностью АКПП современного типа является наличие так называемого искусственного интеллекта. Это предоставляет владельцу несколько преимуществ, которые для многих могут показаться очевидными.
К примеру, на АКПП устанавливается большое число датчиков, которые позволяют лучше оценивать реальный режим работы двигателя автомобиля и подстраивать работу коробки передач таким образом, чтобы комфорт управления автомобилем оказался максимальным. Так, датчик оборотов фиксирует, насколько раскручен мотор, и как скоро может понадобиться смена одной скорости КПП на другую.
Отдельного внимания в такой КПП заслуживает механизм кик-дауна, который сделал управляемость автомобиля лучше. Датчик кик-дауна фиксирует момент, когда педаль акселератора дошла до крайней точки. В этот момент скорость сбрасывается на одну или две ступени вниз, в зависимости от того, насколько резко была нажата педаль. За счет этого крутящий момент и обороты резко возрастают, а машина может разгоняться с большей эффективностью.
Современные автоматические коробки передач имеют немало различий по сравнению с моделями КПП, которые выпускались еще несколько десятков лет назад. Как уже было сказано, АКПП напичканы большим числом электроники, что позволяет сделать машину более управляемой. Тем не менее принцип работы остался практически неизменным.
Так, основу работы подобного устройства переключения передач составляют два вала. Один из них соединяется с коленчатым валом двигателя, а второй привязан к механизму ведущей оси. Каждый из таких валов в КПП имеет на своем конце фрикционные диски, которые могут собираться в стопки, называемые пакетами.
Эти фрикционы способны надежно зацепляться друг с другом, двигаясь в КПП синхронно, с одинаковой скоростью и частотой. Когда фрикционы соединяются в пакеты, то крутящий момент одного вала относительно другого может изменяться. Это приводит примерно к тому же эффекту, как при переключении передач на обыкновенной механической коробке.
Что же в КПП заставляет скорости переключаться в нужный момент? Дело в том, что в системе постоянно циркулирует масло, находящееся под давлением. Масло подходит для АКПП лучше всего, поскольку не просто осуществляет смазку подвижных механизмов, но и препятствует коррозии и различным разрушениям металлических поверхностей.
Масло в КПП циркулирует по системе каналов, которые позволяют лучше смазывать механизмы и предотвращать их трение. Однако смазка — это не единственная функция масла в АКПП. Главная его задача — под давлением передвигать фрикционы друг относительно друга в необходимый момент.
Для этих целей в каждом из каналов КПП устанавливаются специальные клапаны, называемые соленоидами. Соленоиды в необходимый момент открываются и закрываются, позволяя изменять направление движения масла. За счет этого скорость может переключаться вперед и назад, а фрикционы – собираться в пакеты различного размера и конфигурации.
Вариатор
Бесступенчатые трансмиссии в автомобильной промышленности также появились достаточно давно. Они, впрочем, нашли применение не только на автомобильной технике, но и на станках и даже лодочных моторах, для которых такое устройство оказалось наиболее подходящим и предпочтительным.
Особенностью любого вариатора является то, что номер включенной скорости определить фактически невозможно. Если в случае с «автоматом» определить включенную скорость можно, взглянув на панель приборов, но здесь такой номер не пройдет. Это объясняется лишь тем, что число скоростей вариатора фактически бесконечно, хотя в технической литературе принято называть такую трансмиссию бесступенчатой.
В чем же состоит основная особенность такого типа КПП. Для ответа на этот вопрос стоит увидеть, как разгоняется машина с вариатором и без него. В первом случае скорость будет плавно и постепенно расти, не доставляя водителю особенного дискомфорта. Тем не менее обороты двигателя будут всегда оставаться неизменными. Стоит даже отметить, что некоторые производители внедрили в свои модели имитацию переключения скоростей для снижения психологического эффекта, оказываемого на водителя.
Впрочем, комфорта управления у бесступенчатых трансмиссий действительно не отнять: такой автомобиль явно выигрывает в плане плавности разгона и динамики, поскольку не происходит ни рывков, ни толчков, которых не удается избежать на машинах с МКПП.
Но остается открытым вопрос: как же работает вариатор, и в чем заключается разница между таким устройством и привычным для многих водителей «автоматом»? Различие оказывается практически принципиальным, и общих черт эти два устройства практически не имеют.
Единственная общая черта — это наличие в обоих случаях двух валов, которые соединяют трансмиссию с двигателем и ведущими колесами. Причем автомобиль с вариатором может быть и полноприводным: в этом случае ведомый вал будет подсоединяться не напрямую к ведущим колесам, а к раздаточному механизму, который распределяет усилия, в зависимости от выбранного режима.
Эти два вала имеют на себе набор, состоящий из большого числа шестерен, которые сварены в единую конструкцию и имеют минимальные различия по диаметру. Таким образом, выходит, что вал как ведущего, так и ведомого типа по внешнему виду очень напоминает металлический цельный конус, имеющий на себе большое число насечек. Эти насечки нужны лишь для того, чтобы обеспечивать надежное соединение валов друг с другом и противостоять их проскальзыванию или истиранию при эксплуатации.
Эти валы, как и в случае с механическими трансмиссиями, могут перемещаться относительно друг друга. За счет этого диаметр шестерен, между которыми происходит сцепление в конкретный момент времени, меняется, а крутящий момент также может быть различным. В принципе, для изменения крутящего момента достаточно только того, чтобы валы, расположенные параллельно, передвинулись на строго определенное расстояние. За счет этого скорость машины может возрастать с большей интенсивностью, а обороты двигателя – оставаться неизменными.
Принцип перемещения валов аналогичен тому, что реализован в «автомате»: масло, циркулирующее под давлением, способно сдвигать металлические конструкции, тем самым изменяя характеристики и поведение машины на дороге.
Только факты
Нередко автовладельцу приходится сталкиваться с выбором: какую конфигурацию должна иметь машина, и каким должен быть тип трансмиссии, которая на него устанавливается? С этой целью автовладелец задается вопросом: в чем отличие «автомата» от вариатора?
«Автомат» на деле оказывается надежнее. И надежнее он не только потому, что это устройство успешно устанавливается на большинство современных авто, тогда как вариатор можно найти лишь на отдельных моделях. Главное отличие заключается в наличии большего числа составных частей и деталей у вариатора. За счет этого многократно усложняется процедура даже небольшого ремонта, а стоимость запасных частей поражает даже владельцев премиальных авто.
Впрочем, и у вариатора есть свои плюсы. К примеру, такое устройство отличается высоким комфортом и плавностью управления. Кроме того, за счет особенности работы вариатора снижается шумность и понижается расход топлива, что приводит к дополнительной экономии и большему ресурсу двигателя.
Резюме
Трансмиссия является крайне важным устройством, которое осуществляет изменение параметров работы машины с целью оптимизации ее характеристик. Вариатор или автомат предпочтительнее на сегодняшний день? Ответа на этот вопрос нет. Тем не менее любителям комфорта определенно понравится вариатор, несмотря на то, что взамен придется раскошелиться на недешевый ремонт и обслуживание.
