Робот против автомата. плюсы и минусы коробок передач

Вариатор клиноременный

Примеры использования: Nissan Qashqai, Nissan X-Trаil, Renault Kaptur, Mitsubishi Outlander и др.

Клиноременный вариатор на сегодняшний день наиболее распространенный тип бесступенчатых коробок передач. Крутящий момент транслирует металлический толкающий ремень. Торцы надетых на ленту трапециевидных элементов, соприкасаясь с конусами, приводят их во вращение. Вместе с тем применен обычный гидротрансформатор с блокировкой, как на гидромеханических автоматах. При троганье с места гидротрансформатор повышает крутящий момент двигателя вплоть до величины в четыре раза большей. Применение этого узла обеспечивает плавное начало движения при передвижении в городских пробках.

• Отсутствуют переключения
• Проще и дешевле гидромеханического автомата

Ресурс ремня, как правило, ограничен 150 000 км

Робот с одним сцеплением

Примеры использования: Smart fortwo, Лада Веста, Лада Иксрей.

Примитивный «недоавтомат» имеет сторонников: многие уверяют, что ездить с такой коробкой удобно и комфортно. При этом надежность несложного агрегата считается более высокой, чем у гидромеханики и уж подавно вариатора. В основе такого робота лежит обычная механика, однако ресурс сцепления у него повыше — по заводским данным, процентов эдак на 40.

• Довольно надежная коробка передач
• Относительно проста в ремонте — почти как в случае с механикой
• Повышенный, в сравнении с механикой, ресурс сцепления (по заявлениям производителей)
• Требует меньше масла в сравнении с вариатором

• Допускает откатывание машины назад, в отличие от полноценного автомата
• Реакции на управляющие действия водителя замедленные
• Рывки при переключениях
• На подъемах часто размыкается сцепление — из-за перегрева. Коробка переходит в аварийный режим

Впервые столкнулся с этим типом коробки передач, взяв в середине нулевых в аренду в Италии Fiat Grande Punto с 90-сильным турбодизелем и однодисковым роботом.

Короче, мое мнение: однодисковый робот — ни за что. Лучше танцевать джигу на педалях служебного Ларгуса с механической коробкой передач в диких московских пробках, когда десяток километров порой продираешься час, чем такие автоматы.

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.

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.

Автоматическая коробка передач

Коробка автомат – сложная, но в то же время надёжная, проверенная временем конструкция. В отличие от механики, такое устройство коробки позволяет водителю не использовать в постоянном режиме педаль сцепления и переключать передачи рычагом: всё это вместо него контролирует автоматика. АКПП в настоящее время оснащают легковые и грузовые ТС, применима такая коробка и в автобусах.

Присутствие положения «P» на рычаге переключения передачи говорит о том, что перед нами «чистокровный автомат»

Конструкция АКПП

В основе автоматической коробки расположены два главных модуля:

1. Редуктор. Осуществляет передачу усилия через систему различных вариаций зацепления шестерёнок. Количество ступеней в коробках различных вариаций от 4 до 6. В последних моделях авто возможно и большее количество ступеней.
2. Гидротрансформатор. Аналог сцепления на механической коробке. Обеспечивает плавность переключения передач без ударов и рывков. Система получает сигнал о количестве оборотов двигателя, режиме движения и нагрузке и, на основе анализа этих сведений, переключает скорость.

Переключение передач в АКПП происходит, когда мотор достигает определённого количества оборотов, и в масляной системе нагнетается давление. Участия водителя во время переключения не требуется.

Аналогом сцепления в АКПП является гидротрансформатор, передающий крутящий момент от двигателя к трансмиссии

Главное отличие АКПП от привычных механических – переключение передач без разрыва мощности. При выключении одной скорости одновременно включается другая, исключая рывки. Гасит рывки при переключении скоростей гидротрансформатор. Не могут похвастаться плавным переключением скоростей модели спортивного класса. Толчки при переключениях в них присутствуют, и объясняются они очень быстрой сменой передач, что способствует ускоренному разгону.

Преимущества и недостатки

Особенность искусственного интеллекта АКПП – способность «подстраиваться» под манеру вождения конкретного автомобилиста. Если водитель давит на газ плавно, размеренно, контроллер не выводит двигатель на мощностной режим работы и экономно расходует топливо. Нервозность водителя и учащённое давление на педаль газа заставляет автоматику работать резвее. Компьютер самостоятельно переключает коробку на спортивный режим. Как только педаль газа вновь начинает работать медленно и плавно, умная коробка переводит двигатель в штатный режим работы.

Конструкторы постоянно проводят работу над усовершенствованием автоматических коробок. Новые модели с 7-ю и 8-ю ступенями позволяют экономить бензин, выбирать режим движения: «Спорт», «Зима» и др.

Одна из новинок – возможность переключения в режим ручного управления «Тип-троник». Можно также выделить следующие преимущества АКПП:

• Удобство и простота эксплуатации.
• Отсутствие риска перегрева при неумелом использовании;
• Плавность движения.
• Сниженная нагрузка на двигатель и ходовую часть.
• Наличие пассивной системы безопасности, предотвращающей движение при остановке машины под уклоном.
• Долговечность работы при правильном обслуживании и грамотной эксплуатации.

Минусами АКПП считаются высокая стоимость самого автомобиля и его техобслуживания, низкий КПД двигателя из-за невозможности использования динамических настроек. Существенным минусом АКПП является необходимость постоянно отслеживать уровень, состояние и качество трансмиссионной жидкости, а также менять её каждые 50-60 тысяч километров.

Гидромеханика

Гидромеханический автомат — самый распространенный тип автоматических коробок, который встречается практически у всех автопроизводителей. В силу конструктивных особенностей эти автоматы лучше других переваривают большой крутящий момент, поэтому именно их чаще всего устанавливают на тяжелые кроссоверы и внедорожники, а также на полноразмерные седаны. По сути это планетарная коробка передач, соединяемая с мотором через гидротрансформатор. Переключение планетарных рядов в ранних моделях происходило гидромеханически, а теперь — по командам электроники.

Материалы по теме
5 самых ломучих АКП: не связывайтесь с ними!Автоматические коробки: врожденные болезни14 способов угробить автомат: не повторяйте этих ошибок!

На бюджетные модели устанавливают простенькие «четырехступки», хотя их осталось уже мало. Например, популярная коробка DP0/DP2 работает на многих недорогих моделях Peugeot-Citroen и Renault. Характеристика у этой коробки не лучшая, как, впрочем, и надежность: выхаживает она, как правило, не более 120 000 км. Гораздо лучше по надежности (около 200 000 км), да и по алгоритму переключения японские четырехступки Jatco. Их устанавливают на Гранты и Датсуны.

Материалы по теме

Надо ли менять масло в автомате. Экспертиза «За рулем»

Постоянно ужесточающиеся нормы выбросов заставляют производителей увеличивать число передач в автоматах. Но выигрывает от этого не только природа, но и владельцы автомобилей: многоступенчатые коробки позволяют оптимальнее реализовать возможности двигателя и таким образом снизить расход топлива. Даже на относительно недорогих автомобилях, например, Кia Rio или Hyundai Solaris, нынче применяют шестиступенчатые автоматы. Столько же передач и у коробки 09G Tiptronic, устанавливаемой на модели Volkswagen Polo и Skoda Rapid. Средний ресурс при бережной эксплуатации и своевременной замене рабочей жидкости (не реже чем каждые 60–80 тысяч км) составляет 250 000 км.

На более мощных и тяжелых автомобилях количество ступеней в автоматах может доходить до десяти (например, у купе Chevrolet Camaro ZL1 и пикапа Ford F‑150). Но «многоступенчатость» сказывается на надежности. Ведь чем больше передач, тем чаще коробка переключается, а значит больше изнашиваются фрикционы. Кроме того, жесткие ограничения по габаритам приводят к тому, что каждая ступень становится миниатюрнее (без основательного запаса надежности).

Роботизированная КПП

Такая КПП или же «коробка-робот» – это не автомат.

«Робот» – это комфорт АКПП, высокая надёжность, а также экономия топлива – ведь он является механикой. При этом роботизированная коробка зачастую намного дешевле классических автоматических решений. Сегодня многие популярные и даже неизвестные автомобильные бренды оснащают свои авто именно такими установками. Уже есть производители, которые установили такие коробки на всю линейку: от бюджетных моделей до премиум класса.

Достоинства и недостатки

Определить отличия в работе роботизированной коробки и автоматической позволит сравнение плюсов и минусов указанных агрегатов.

Достоинства АКПП:

• комфорт при вождении: отсутствует педаль сцепления;
• щадящий режим работы привода — увеличение его ресурса;
• наличие шести и более ступеней способствует уменьшению расхода горючего;
• способность коробки-автомата изменять передачу при полной мощности мотора;
• отсутствие откатывания назад, если автомобиль трогается на ровной поверхности;
• гидротрансформатор обеспечивает защиту привода, коробки от поломок из-за непрофессионального переключения скоростей;
• на неровной плоскости автомобиль не будет скатываться назад.

Преимущества роботизированных коробок:

• по экономичности коробка приближена к механике;
• стоимость, вес меньше, чем у АКПП;
• агрегаты оснащены редуктором, отличающимся надежностью механизма;
• использование сцепления фрикционного типа позволяет снижать потери, приводит к уменьшению расхода горючего;
• отличается от коробок автомат меньшими объемами используемого трансмиссионного масла до 4литров, для АКПП — до 8 литров;
• полуавтоматический режим, при котором водитель вмешивается в работу коробки.

Роботизированная коробка передач

Недостатки автоматических трансмиссий:

• большой в сравнении с МКПП расход горючего;
• высокая стоимость;
• дороговизна обслуживания и ремонта;
• автомобиль заводится с использованием стартера, запуск с «толкача» исключается;
• трогаясь с места на уклонной поверхности, машина скатывается назад;
• ощутимы дерганья при старте.

Минусы коробок-робот:

• отсутствует возможность перепрошивки процессора и задания нового алгоритма управления для лучших динамических характеристик;
• небольшая скорость переключения передач у агрегатов, оснащенных электрическим сервоприводом;
• возможность пробуксовок сцепления и перенагрева механизма;
• необходимость перевода вручную в нейтральное положение рычага при остановке;
• откат машины во время начала движения.

Разница в работе коробок автомат и робот незначительная, существует необходимость учитывать некоторые нюансы при управлении указанными типами трансмиссии для увеличения их ресурса.

Особенности и принцип действия коробки-автомата

Главная особенность автоматической коробки передач – это наличие гидротрансформатора, выполняющего функцию плавного переключения скоростей, за которые отвечает редуктор. Если провести аналогию с механической коробкой, то гидротрансформатор выполняет действия, сходные с выжимом сцепления, обеспечивая плавность переключения передаточных чисел. Редуктор автомата также имеет ступени – 4, 5 или 6, при этом коробки с разным количеством ступеней будут иметь и различные возможности.

Принцип работы АКПП следующий:

1. Двигатель крутит маховик с жестко закрепленной на нем ведущей турбиной, она двигает жидкость в картере, приводя в действие ведомую. Между ними нет механической связи, что позволяет им вращаться с разной частотой. При большой частоте вращения гидротрансформатор остается блокированным для экономии энергии.
2. Усилие передается на первичный вал коробки, где при помощи шестеренок изменяются передаточные числа. Муфты задействуют нужные секции, обеспечивая оптимальную работу двигателя. Ударные нагрузки и рывки компенсируют обгонные муфты, проскальзывающие на обратном ходу.
3. Управление фрикционами выполняется гидравлической системой. Гидропривод сжимает определенные фрикционы, приводя в действие соединенные с ним шестеренки.
4. Давление масла обеспечивается специальным гидронасосом. Управление гидроприводами осуществляют золотники, которые перемещают соленоиды.