ТЕХНИКАОБОЗРЕНИЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧРучки прочь!Как сделать жизнь водителя, особенно начинающего, комфортной? Избавить его от процесса переключения передач. В конструкции автоматических коробок разбирался Денис Арутюнян.256 За рулем 09/2007 ГИДРОМЕХАНИЗАЦИЯДва колеса с лопастями в тороидальном корпус е, заполненном специа льной жидкос тью, – это гидротранс форматор. В классических гидромехани ческих ав томатах он по с ути заменяет сцепление. Несмотря на солидный возрас т гидротрансформатора (изобретен немцем Ф еттингером еще в 1905 году ), его принципиа льная с хема за век почти не изменилась. Но инженеры постоянно пытаются улучшить древнюю конс трукцию. Например, у современных автоматов муфта блокировки замыкаетс я практически сразу пос ле троганья с мес та – это минимизирует проб уксовки в трансмиссии, ведущие к потере мощности. А в новой шес тиступенчатой коробке БМВ гидротрансформатор снаб дили двойным гасителем крутильных колебаний, чтобы избавитьс я от неравномерности вращения (ЗР , 2007, № 5). Ради улучшения динамики и экономи чности пос тоянно растет и коли чество переда ч. Например, «Мерс едес-Бенц» зарядил свой ав томат 7GTronic аж с емью с тупенями. Переключения более плавные и быс трые, чем преж де. При этом в среднем ав томобиль расходует на 5% меньше топлива. Конкуренты дышат в спину – в новой «с емерке» БМВ,которая появитс явс ледующем году, баварцы планируют установить 8-с тупенчатый автомат, а «Лексус» уже оснастил подобной коробкой предс тавительный седан LS460. Но куда быстрее механической на чинки эволюционируют сис темы управ ления ав томатами. Командующая гидравлика осталась разве что на дешевых моде лях, на ос тальных переключениями заведу ет электроника. Она отдает приказы электри ческим, пневматическим или гидрав лическим исполнительным механизмам,блокирующим ну жные шестерни планетарных переда ч. Компьютерные технологии заставили агрег аты работа ть точнее и быс трее. Например, при резком нажатии на педаль газа коробка не перебирает передачи пос ледовательно, а перескакивает на несколько ступеней. Процессоры последнего поколения, «завязанные» с другими сис темами ав томобиля скорос тной CAN-шиной, при разгоне даж е отключают кондиционер, чтобы переда ть на колеса всю мощь двигателя. Кроме того, проще стало с уни-Классические гидромеханические автоматы сейчас устанавливают на самые разные автомобили – от «Мерседес-Бенца» S-класса до «ДэуМатиз».Этот комплект превращает обычную механическую коробку в полуавтоматическую (педали сцепления нет): 1 – сцепление; 2 – блок управления; 3 – рычаг с тягами; 4 – электромотор привода сцепления.21 34фикацией – такую коробку намного сподручнее адаптировать к иному мотору. Электроника наделила автоматы и другими возможностями, например ручным режимом переключения передач. Несмотря на разные «фирменные» имена – «С тептроник», «Типтроник», «С ервотроник», принцип действия у них одинаковый. Необ ходимость такой конструкции сомнительна, но любители поще лкать рычагом или подрулевыми лепес тками все же наход ятся. В электронный мозг инж енеры закладывают дополнительные алгоритмы – например, спортивный иЗа рулем 09/2007 257 ТЕХНИКАОБОЗРЕНИЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧпереключение вс его 0,08 с – с ручной коробкой такой скорострельности не достигнет даже опытный водитель! Существуют решения проще и дешевле – например, в агрегатах «Изитроник», которые производят компании «Ва лео» и «ЛуК» д ля «Опеля», переключают переда чи и выжимают сцепление шаговые электромоторы. Подобна яс хема реализована ив агрег ате, работающем на «Форде-Фьюжн». Правда, дешев ле – не вс егда лучше. Бюд жетные коробки подтверждают этот пос тулат весьма неприятными запазды-зимний режимы. А особо умные коробки на учились подстраиваться под с тиль езды. Еще недавно такими сис темами щеголяли лишь машины люкс-класса, теперь они радуют ив ладельцев бес тселлеров российского рынка – «Мицубиси-Лансер» и «Форда-Фокус». Даже самые совершенные гидромеханические коробки не лишены недос татков. Например, немалая цена ис ложность в изготов лении, к тому же потери мощнос ти и рас ход топлива выше, чем с механикой. Поэтому инж енеры ищу т альтернативные пути для автоматизации.РОБОТА ВЫЗЫВАЛИ?Казалось бы, что мож ет быть проще и очевиднее – снабдить механическую коробку с ервоприводами, управлять которыми б удет ав томатика. О днако лишь с развитием компьютеров конс трукторы добились более-менее с лаженной работы всех элементов. Один из наиболее прос тых вариантов опробова ли на «Мерседес-Бенце» А-класса. Обычная механическая коробка, привычный рычаг в салоне, но педа ли сцепления нет – связь между колесами и двигателем разрывает электрогидравлический привод. Управляющий процессор следит за положением рычага и педа ли газа, и в ну жный момент сам выключает сцепление. Он оперирует такж е данными от да тчиков двиг ателя и ABS, чтобы обеспечить максима льно плавные переключения и не заглушить мотор при экс тренном торможении. У более с ложных, так называемых роботизированных коробок приводом сцепления и переключениями переда ч заведуют подконтрольные компьютеру исполнительные гидромеханизмы, как вс емиступенчатой коробке переда ч SMG (Sequential M Gearbox), которую устанавливают в первую очередь на спортивные БМВ серии M. Кстати, SMG тратит наБлок датчиков и исполнительных механизмов бюджетных роботизированных коробок добросовестно имитирует автомат, но до классического идеала переключений пока далеко: 1 – да тчик положения сцепления; 2 – электрический насос; 3 – актюатор сцепления; 4 – гидроаккумулятор; 5 – датчик выбора передач; 6 – актюатор выбора передачи; 7 – актюатор переключений; 8 – датчик переключений; 9 – вал выбора передач.Коробка DSG работает на многих моделях «Ауди», «Фольксваген», «Шкода». Кстати, ее 7-ступенчатый вариант установили и на «Бугатти-Вейрон» – не ради экономичности, а чтобы полностью реализовать громадные возможности 1001-сильного мотора.258 За рулем 09/2007 Коробка SMG от БМВ – один из эталонов современных роботизированных агрегатов. Кстати, водитель может выбрать обычный или спортивный режим, в последнем передачи перебирают вручную.ваниями, рывками и толчками при разгоне и тормож ении двигателем. Однако и эти агрегаты совершенс твуются. Фирма «Тойота» на одной из самых продаваемых моделей – новой – «Королле» отказа лась от классического ав томата в пользу роботизированной коробки (ЗР, 2007, № 3). С 2003 года концерн «Фольксваген» ус танавливаетшестиступенчатые коробки DSG (Direct Shift Gearbox), в которых переключение переда ч происходит без разрыва потока мощнос ти. Кс тати, у баварцев тоже существует подобная разработка, но ос ерийных образцах говорить пока рано. Изюминка конс трукции – два соосных ведущих ва ла (один внутри другого) передают крутящий момент на многодиско-вые сцепления. О дин из ва лов заведует не четными с тупенями, другой – четными. Пос тоянно включены две сос едние передачи, а гидроприводы (ими команду ет электронный блок, получа я информацию от десятка да тчиков), замыка яи размыкая сцепления, направляют крутящий момент по нужному валу (ЗР, 2003, № 2). Преимущества очевидны: момент переключения практически не чувс твуешь – прямо как на хорошей гидромеханической коробке. За то, в отличие от класси ческих автоматов, расход топлива ниже, чем даже у моделей с механикой. Но, как иу любого конс труктивно с ложного агрег ата, у DSG есть один важный недостаток – высока я цена, не позволяющая ему с тать по-нас тоящему массовым.КЛИН КЛИНОМПопытки упрос тить коробку передач, избавив ее от лишнихшестерен, предпринимали уже давно. Но лишь в пос ледние годы по-нас тоящему широко стали использовать бесступенчатые трансмиссии – вариа торы C VT ( Continuously Variable Transmission, дос ловно – постоянно изменяюща яся трансмиссия). Здесь переда точное чис ло изменяется плавно, без характерных рывков. Особеннос ть конструкции: разъезж ающиеся конусные шкивы ведущего и ведомого ва лов, соединенные приводным ремнем – меняется рабочий диаметр шкивов и, соответственно, передаточное чис ло. Первые резиновые ремни служили недолго и передава ли лишь мизерный крутящий момент, чем резко сузили применение вариа торов. Экспансия бесс тупенчатых коробок в ав томобильный мир на чалась в пос ледние годы, ког да с тали применять клиновидный с тальной ремень, сос тоящий из трапециеНа правах рекламы ТЕХНИКАОБОЗРЕНИЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧПоумневшие современные вариаторы избавились от неприятной черты – ревущего на максимальных оборотах мотора. Cидя за рулем, отличить бесступенчатую коробку от классического автомата можно лишь по ровному разгону.Клиноременные вариаторы с резиновым ремнем использовали на скутерах, мопедах, снегоходах. Лишь появление привода из стальных пластин позволило бесступенчатым коробкам занять достойное место в автомобиле.видных пластин, изобретенный голландцем Ван Доорном еще в 50-е годы. Другая проблема – как при остановке автомобиля рассоединить двигатель и трансмиссию, ведь у вариаторов отсутствует нейтральное положение? На «Ниссане-Микра», например, установили электро-магнитное порошковое сцепление (в рабочую жидкость добавлены металлические частицы, которые под воздействием магнитного поля «склеивают» диски). На «Хонде-Сивик» предыдущего поколения связь разрывает многодисковое сцепление, которым также управляет компьютер. А немецНа правах рекламы ОБОЗРЕНИЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧкая компания ZF, чьи агрег аты используют многие автопроизводители, приспособила к вариатору… гидротранс форматор. Долгое время такие коробки были не очень популярны из-за непривычной особенности. Блок управ ления выбирает обороты двигателя, на которых силовой агрег ат обеспечит наилучшую динамику – при разгоне изменяетс я лишь передаточное чис ло, а мотор продолжает монотонно петь на одной ноте. Инж енеры «Ниссана» впервые пред ложили один из вариантов решения этой проблемы – «вирту альные» передачи, то ес ть фиксированные с тупеньки, заданные электронным блоком. Кстати, вместе с ними на вариаторах появилс яи ручной режим. Немало нововведений принесла в эволюцию вариа торов компания «Ау ди». В агрег ате «Мультитроник», который, в том числе, устанавливают и на тов. При интенсивном разгоне компьютер перес тает заботиться об акус тическом комфорте, вывод я двиг атель на обороты максима льной мощности. Иная конс трукция у вариаторов «Экстроид», устанавливаемых «Ниссаном» на модели «Глория» и «Скайлайн». Принципиальное отли чие – меж ду ведущим и ведомым дисками расположены ролики, которые, поворачиваясь на ну жный угол, меняют переда точное отношение. Усилие, с которым давят ролики на диски, доходит до 10 т, поэтому дета ли производят из высокопрочной стали, применяют трансмиссионное масло со специальными добавками. Кроме того, чтобы разгрузить дета ли и уменьшить размеры агрег ата, в коробке «Экстроид» работают два вариатора. Задний ход обеспе чивает планетарна я переда ча, а за «нейтраль» отве чает гидротрансформатор. Конс трукторские ухищрения позволили пеНа правах рекламыСхема работы тороидного вариатора: 1 – ведущий диск; 2 –ведомый диск; 3 – промеж уточные ролики. На левом рисунке ролики касаются ведущего диска в точке максимального радиуса, а ведомого – в точке минимального (высшая переда ча). На правом – ролики повернуты наоборот: ведомое колесо вращается медленнее ведущего (низшая передача). В промежуточном положении, когда ролики расположены параллельно оси вращения дисков, передаточное отношение равно единице.новую модель А5 (ЗР , 2007, № 6), клиновидный ремень заменили цепью, сос тоящей из 1025 звеньев. Кру тящий момент передаетс я за с чет трения меж ду торцами плас тин и поверхностями шкивов. «Нейтраль» обеспечивает многодисковое сцепление. А у мная электронная сис тема управле-ния позволяет не только последовательно переключа ть в ручном режиме шес ть псевдоступеней и обеспе чивает неплохое тормож ение двиг ателем, но и увеличивает обороты мотора с рос том скорос ти. То есть ес ли педа ль г аза наж ата только на четверть, мотор раскрутится лишь до 3000 оборо-За рулем 09/2007 261 ТЕХНИКАОБОЗРЕНИЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧлях А5 и А6 достойно выдерживают 280 Н .м, а перспективный «Мультитроник» «переварит» аж 400 Н .м. Статистика производства автомобилей красноречиво свидетельствует: механические коробки передач медленно, но неотвратимо сдают свои позиции. Но сейчас сложно предсказать, у какой из автоматизированных конструкций лучшие перспективы. Классическая гидромеханика пока не сдается – взгляните хотя бы на новую «шестиступку» БМВ. Все совершенней становятся роботизированные коробки, потихоньку отвоевывают себе место под капотом вариаторы. Пока среди автоматов нет жесткой конкуренции. Возможно, в будущем одна из конструкций станет доминирующей. Но тогда водитель уже, вероятно, не отличит, робот переключает передачи или вариатор. Важно, что рычага в салоне не будет.На правах рекламыКоробка «Экстроид» с двумя тороидными вариаторами может передавать на колеса внушительный момент. Оригинальная конструкция не получила массового распространения из-за сложности в производстве и ремонте.редавать весьма немалый для вариаторов крутящий момент 6-цилиндрового двигателя с турбонаддувом – 300 Н .м.Кстати, именно малый запас по крутящему моменту долгое время ограничивал применение вариаторов. Се-годня агрегат «Ниссана-Мурано» (ЗР, 2003, № 3) отдает колесам 333 Н .м. Бесступенчатые трансмиссии «Ауди» на моде-