Как выбрать автоматическую коробку переключения передач
Портал Kolesa.ru разбирается в премудростях автоматических трансмиссий: выясняет, что такое гидротрансформатор, считает «количество» ступеней в вариаторе и проверяет, насколько умён «робот».
Автомобиль с коробкой автомат всё чаще становится выбором жителей мегаполиса. Если раньше такую опцию можно было встретить только на автомобилях среднего и высшего ценового сегмента, и на подержанных «иномарках», привезённых из Штатов, то сегодня автомобили абсолютно всех классов бывают двухпедальные.
«Удобно!» — самый частый аргумент, уставших от «пробок» автовладельцев. И, действительно, автоматическая коробка передач значительно упрощает процесс передвижения в суетном мегаполисе, сокращая до минимума количество действий водителя. Выбор для большинства представительниц прекрасной половины человечества и вовсе не стоит – коробка только «автомат». Даже «сдав» экзамен в автошколе, не все начинающее автолюбительницы представляют, за что отвечает крайняя левая педаль, и что означает расположение пяти-шести цифр на «джойстике», который торчит из пола. Но что кроется за привычным словом «автомат»? Ведь разновидностей коробки без педали сцепления сегодня существует не одна и не две. А некоторые, особо ушлые продавцы автомобилей, выдают за автоматическую — роботизированную коробку передач, у которой гораздо больше общего с обычной «механикой».
Как выбрать коробку автомат мы и попробуем разобраться.
Гидротрансформаторная коробка переключения передач
Самая распространённая коробка передач автомобиля в мире. Именно с неё и пошло сокращённое название коробки — «автомат».
Сам гидротрансформатор частью КПП не является и выполняет, по сути, роль сцепления, передавая крутящий момент при трогании автомобиля. На скорости, при высоких оборотах, гидротрансформатор блокируется муфтой, сокращая расход энергии (топлива). Кроме того, гидротрансформатор является хорошим гасителем различных колебаний, как двигателя, так и коробки передач, увеличивая, тем самым, ресурс обоих агрегатов.
Жёсткой связи между двигателем и механической частью АКП нет. Крутящий момент передается посредством трансмиссионного масла, которое циркулирует под давлением в замкнутом круге. Именно такая схема обеспечивает работу двигателя с включённой передачей, когда автомобиль неподвижен, и именно поэтому, качеству трансмиссионного масла уделяется так много внимания.
Ответственность за переключение передач несёт гидравлическая система, и в частности, так называемый гидроблок. В современных «автоматах» им управляет электроника, которая и позволяет трансмиссии работать в разных режимах: стандартном, спортивном или экономичном.
Несмотря на кажущуюся сложность, механическая часть гидротрансформаторной автоматической коробки передач достаточно надёжна и ремонтопригодна. Самым уязвимым её местом, как правило, является гидроблок, неисправная работа клапанов которого, сопровождается неприятными ударами при переключениях. В большинстве случаев «вылечивается» заменой дорогостоящей детали.
Как уже было отмечено выше, следить нужно и за состоянием масла. Хотя на сегодняшний день уже существуют так называемые необслуживаемые коробки автомат, которые вообще не требуют замены масла.
Ездовые характеристики современных автомобилей, оснащённых классическим «автоматом», очень сильно зависят от управляющей электроники, которая получает информацию с многочисленных датчиков. Считывая с них информацию, «мозги» автоматической коробки передач автомобиля отправляют команду на переключение передач в необходимые моменты. Такое поведение ещё называют адаптивностью «коробки». Так что регулярное обновление программного обеспечения «автомата» может значительно улучшить характеристики поведения автомобиля.
Немаловажным фактором является количество передач трансмиссии. Сейчас ещё встречаются гидромеханические трансмиссии с четырьмя ступенями, но большинство автопроизводителей перешло на «коробки-автомат» с пятью, шестью и даже семью и восемью передачами. Увеличение количества передач положительно сказывается на плавности переключений, динамике и экономии топлива.
Ручной режим переключения, который впервые появился на автомобилях Porsche под названием Tiptronic и мгновенно был скопирован почти всеми производителями, по сути, является просто модной «фишкой». Если на спортивных автомобилях под управлением опытных водителей переход в ручной режим может значительно повлиять на поведение автомобиля, то в мирской жизни массовых автомобилей он, в общем-то, бесполезен, да и покупают «автомат» не для того, чтобы руками переключать передачи.
Учитывая совокупность всех факторов, можно сказать, что автоматическая гидротрансформаторная коробка передач автомобиля наиболее эффективно управляет распределением крутящего момента двигателя, проста в обслуживании и является наиболее оправданным выбором.
Примеры автомобилей с гидротрансформаторной коробкой переключения передач:
Peugeot и Citroen (308, 3008, C4, С5)
Бесступенчатая автоматическая трансмиссия (или вариатор)
CVT или Continuously Variable Transmission – так чаще всего обозначается вариатор. Хотя по внешним признакам эта трансмиссия ничем не отличается от обычной «коробки автомат», работает она совершенно по другому принципу.
В вариаторе передач как таковых нет вовсе, и в нём ничего не переключается. Изменение передаточных чисел происходит непрерывно и постоянно, вне зависимости от того замедляется автомобиль или разгоняется. Этим объясняется абсолютная плавность работы бесступенчатой коробки переключения передач, которая обеспечивает комфорт в автомобиле, оберегая водителя от каких бы то ни было толчков и ударов.
Правда, производители виртуально внедряют в вариатор пять, шесть передач, которые можно «переключать». Но это — не более, чем имитация, позволяющая работать вариатору в нужных водителю режимах.
Если максимально опустить технические подробности, конструкция вариатора представляет собой две пары конусообразных шкивов, между которыми по изменяемому радиусу вращается ремень. Боковины шкивов могут сдвигаться и раздвигаться, обеспечивая тем самым изменение передаточных чисел. Сам ремень, на который ложится основная нагрузка, представляет собой сложное инженерное устройство и больше похож либо на цепь, либо на ленту, собранную из металлических пластинок.
Помимо плавности, достоинством вариатора является быстрота его работы. Поскольку вариатор не тратит время на переключение передач, например, при разгоне, бесступенчатая «коробка» сразу оказывается на пике крутящего момента, обеспечивая максимальное ускорение автомобиля. Правда, субъективно это ощущение скрадывается всё тем же отсутствием переключений.
Из особенностей эксплуатации стоит отметить более высокую, по сравнению с классической коробкой передач «автомат», стоимость обслуживания вариатора. Объясняется это тем, что бесступенчатая «коробка» боится перегрева. Высокие температуры внутри «коробки» требуют использовать специальное и очень дорогое масло, которое необходимо менять, в среднем, каждые 50-60 тысяч километров. А после 100 000 км, замены, скорее всего, потребует и ремень.
Примеры автомобилей с вариатором:
Audi A4 2.0 Multitronic
Роботизированная коробка переключения передач
Более правильным называнием было бы — механическая КПП с автоматическим сцеплением, поскольку с «автоматом» её роднит только количество педалей. «Робот» полностью повторяет схему работы обычной механической КПП, с единственным отличием – выжимом сцепления и переключением передач занимаются два сервопривода, под управлением электронного блока. Причём, режим автоматического переключения передач вторичен.
С «механикой» роботизированную трансмиссию роднит то, что переключение передач происходит с разрывом потока крутящего момента, который выражается в паузах-провалах при разгоне.
На обычной МКПП этот провал тоже есть, но в этот момент человек за рулём как раз и занят процессом выжима сцепления и выключением/включением нужной передачи. А когда за водителя всё делает автоматика, на «паузе» концентрируется внимание и создаётся ощущение этого провала.
Однако с этим эффектом можно бороться. Первым делом, нужно забыть про автоматический режим, как про страшный сон, и переключать передачи самостоятельно с обязательной (!) перегазовкой: неприятные провалы сократятся до минимума, а то и вовсе исчезнут.
Кроме того, «робот» требует обязательного выключения в нейтраль при каждой остановке дольше нескольких секунд, уберегая сцепление от перегрева. Не позволит «робот» и долго буксовать, выезжая, например, из сугроба, оповестив владельца запахом спаленного сцепления и уходом в аварийный режим.
За чем же вообще тогда нужна подобная трансмиссия? Определённо, достоинства тоже есть. Во-первых, это, безусловно, умеренная цена «робота», по сравнению с полноценными автоматическими трансмиссиями: стоимость такой трансмиссии как опции, обычно не превышает 25 000 рублей. Во-вторых, умеренный расход топлива, который остаётся на уровне автомобиля с обычной механической КПП.
Так же некоторые производители оснащают «роботизированные» автомобили подрулевыми «лепестками», которые позволяют очень быстро переключать передачи, выигрывая в динамике даже у такого же автомобиля, оснащённого ручной «коробкой».
Но, в общем и целом, недостатки подобной трансмиссии как «автомата» перекрывают достоинства. Хотя некоторые производители упорно продолжают оснащать роботизированными коробками передач некоторые свои модели, коробки такого плана отживают последние годы своего существования, уступая место роботизированным трансмиссиям второго поколения.
Примеры автомобилей с роботизированной коробкой переключения передач:
Автоматизированная механическая трансмиссия (AMT)
В легковом автомобиле роль трансмиссии заключается в адаптации характеристики крутящего момента двигателя (двигателя внутреннего сгорания или электродвигателя) к дорожной нагрузке.
Трансмиссия автомобиля обычно содержит соединительное устройство (сцепление или гидротрансформатор), многоскоростную коробку передач, карданный вал (если используется задний привод), дифференциал и приводные валы. Иногда в технической литературе для описания коробки передач используется слово «трансмиссия».
В зависимости от того, кто принимает решение о переключении передач, а также от типа срабатывания сцепления и передач, различают несколько типов трансмиссий:
- механические трансмиссии;
- коробки передач с электронным сцеплением;
- автоматические / автоматизированные (механические) коробки передач;
В авто с механической коробкой передач (МТ) водитель принимает решение, когда переключать передачи, а также управляет сцеплением и передачами.
В коробке передач с электронным сцеплением (без педали сцепления) решение о переключении также принимает водитель. Разница в том, что срабатывание сцепления также может выполняться автоматически (с помощью электрогидравлического или электрического привода), а переключение передач по-прежнему осуществляется водителем.
В автоматизированной механической трансмиссии (AMT) или автоматической трансмиссии (AT) решение о переключении передач, и включение сцепления / передач принимаются автоматически без вмешательства водителя. Узлы сцепления и шестерни имеют электрогидравлические или электрические приводы, управляемые электронными модулями управления (ЕСМ).
Разница между AMT и AT на аппаратном уровне. У AMT есть шестерни постоянного зацепления, как у механической коробки, а у AT есть планетарные шестерни в сборе. С программной (функциональной) точки зрения как автоматизированная, так и автоматическая коробки могут выполнять автоматическое или ручное (решение водителя) переключение передач.
В этой статье мы сосредоточимся на автоматизированных механических коробках передач (АМТ).
В глобальном масштабе доля рынка автоматизированных механических коробок передач довольно мала, только 1% от общего числа проданных автомобилей оснащены AMT.
Трансмиссии для электромобилей, как правило, не имеют передач а скорость авто регулируется оборотами электродвигателя.
AMT — Автоматизированные механические коробки передач
DCT — Коробка передач с двойным сцеплением
CVT — Бесступенчатая трансмиссия
AT — Автоматическая коробка передач
MT — Механическая коробка передач
Даже если доля на мировом рынке в период с 2012 по 2015 год оставалась неизменной, количество производимых автоматизированных коробок передач ежегодно росло. Это в основном связано с увеличением количества произведенных автомобилей и увеличением доли рынка AMT в Индии.
На автомобиле с механической коробкой передач включение / выключение сцепления и передач управляется непосредственно водителем с помощью педали сцепления и рычага переключения передач. На AMT больше нет педали сцепления, а рычаг переключения передач заменен рычагом выбора программы. Приведение в действие сцепления и передач осуществляется электрогидравлическим приводом, управляемым электронными сигналами, поступающими от электронного модуля управления.
Где: 1 — педаль сцепления, 2- резервуар для жидкости включения сцепления, 3 — главный цилиндр, 4 — труба высокого давления, 5 — рабочий цилиндр (концентрический рабочий цилиндр, CSC), 6 — (сцепление) нажимной диск, 7 — двухмассовый маховик, 8 — фрикционный диск (сцепление), 8 — синхронизатор, 9 — шестеренчатый исполнительный механизм, 10 — рычаг переключения передач, 11 — ведомый вал, 12 — ведущий вал
Автоматизированная коробка передач (AMT) — это, по сути, механическая коробка передач (MT) с электронным управлением сцеплением и приводами передач. Чтобы преобразовать механическую коробку передач в автоматизированную механическую коробку, педаль сцепления (1) и рычаг переключения передач (11) заменяются электрогидравлическими или электрическими приводами.
Первые поколения AMT были основаны на концепции «надстройки», что означает, что существующая, уже спроектированная механическая коробка была преобразована в автоматизированную путем добавления внешних исполнительных механизмов с электронным управлением. В более поздних поколениях автоматизированных коробок передач приводы были встроены в них на ранних этапах проектирования.
Для преобразования механической коробки передач в автоматизированную требуется:
- замена исполнительного механизма сцепления на электрогидравлический / электрический привод;
- замена зубчатого исполнительного механизма на электрогидравлический / электрический привод;
- интеграция электронного модуля управления;
- интеграция: датчика частоты вращения первичного вала, датчика положения сцепления, датчиков выбора передачи и положения включения, датчика положения рычага переключения передач, датчика давления и температуры жидкости (в случае электрогидравлической исполнительной системы);
- программное обеспечение для управления двигателем, позволяющее контролировать крутящий момент во время переключения передач;
В зависимости от производителя автомобиля автоматизированные механические коробки передач имеют разные коммерческие названия, но в конечном итоге они одинаковы с точки зрения функциональности:
- Easytronic (Opel)
- Quickshift, Easy-R (Renault)
- Sensodrive (Citroen)
- Selespeed (Alfa Romeo)
Процесс переключения передач
В механической коробке передач, начиная с нейтральной точки (N) рычага переключения передач, процесс переключения передач можно разделить на две фазы:
- выбор передачи (также называемый выбором направления): когда выбрана соответствующая плоскость / линия передачи;
- включение передачи: когда фактически включается предстоящая передача
Например, для включения 1-й передачи рычаг переключения передач сначала перемещается влево в плоскости 1-2, а затем толкается вперед.
Поскольку зацепление шестерни представляет собой комбинацию двух движений по разным осям, автоматизированная трансмиссия требует:
- 2 привода для переключения передач;
- 1 исполнительный механизм включения / выключения сцепления;
Привод можно определить как устройство, которое преобразует электрический сигнал (отправляемый электронным модулем управления) в физическое действие (поступательное движение или вращение). Приводы могут быть электромагнитным клапаном, который регулирует давление жидкости, или электродвигателем, который вращает зубчатое колесо.
Easytronic AMT (Opel)
Автоматизированная коробка передач Easytronic имеет гибридный электрогидравлический привод для включения / выключения сцепления и два электрических привода для переключения передач (выбор и включение).
Где: 1 — сцепление (саморегулирующееся сцепление, SAC), 2 — рабочий цилиндр сцепления (CSC), 3 — электродвигатель (постоянного тока) — управляет сцеплением, 4 — поршень (внутри цилиндра), 5 — механизм переключения передач, 6 — электродвигатель (постоянного тока) — выбор передачи, 7 — электродвигатель (постоянного тока) — включение передачи
Когда положение сцепления контролируется электронным модулем управления, важно либо поддерживать постоянные механические параметры сцепления, либо адаптировать алгоритмы управления к износу сцепления.
Фрикционный диск изнашивается в течение срока службы, что приводит к изменению хода сцепления (расстояние открытия / закрытия) (меньше для нового сцепления). Для электронного модуля управления это рассматривается как нарушение процесса включения / выключения сцепления и может привести к неправильному срабатыванию. Есть два способа преодолеть это:
- механическая саморегуляция сцепления;
- изучение хода сцепления и адаптация алгоритмов управления;
Сцепление (1) автоматически регулирует свой ход (расстояние открытия / закрытия) в зависимости от износа фрикционного диска. Оно называется саморегулирующимся сцеплением (SAC) и производится компанией LuK (Schaeffler).
Где: 1 — корпус привода со встроенным блоком управления трансмиссией (TCU), 2 — червячный редуктор, 3 — червячное колесо, 4 — электродвигатель постоянного тока (коллекторный), 5 — поршень, 6 — выпускная труба (в сторону CSC), 7 — входной патрубок (от резервуара), 8 — шатун.
Привод сцепления представляет собой смесь гидравлического и электрического привода. Когда необходимо выключить сцепление, электродвигатель (4) получает питание от блока управления трансмиссией. Ротор электродвигателя напрямую связан с червячным редуктором (2), который находится в постоянном зацеплении с червячным колесом (3). Вращательное движение червячного колеса преобразуется в поступательное движение шатуна (8), который толкает поршень (5) и создает давление. Через выпускное отверстие (6) жидкость под давлением достигает рабочего цилиндра сцепления (CSC) и приводит в действие сцепление.
Гидравлический контур состоит из цилиндра и поршня со стороны привода и рабочего цилиндра сцепления с другой стороны. Сила срабатывания муфты прямо пропорциональна давлению жидкости в контуре.
Таким образом, положение муфты регулируется давлением жидкости в гидравлической системе, которое зависит от положения электродвигателя постоянного тока (DC).
Где: 1 — электрический разъем для электродвигателя включения передачи, 2 — электрический разъем для подключения электродвигателя выбора передачи, 3 — электродвигатель выбора передачи, 4 — стойка, 5 — палец включения передачи (для включения передачи), 6 — шестерня
Из нейтрального положения, если необходимо включить передачу, электродвигатель выбора передачи (3) перемещает рейку (4) вверх и вниз. Когда выбрана соответствующая плоскость шестерни (шибер), электродвигатель включения шестерни (1) будет вращать шестерню (6), которая будет вращать палец включения шестерни (5). Скользящие втулки синхронизаторов шестерен соединены вилкой и валом с пальцем включения шестерни (5). Когда палец включения шестерни (5) перемещается в одно из своих конечных положений, шестерня включается.
В электродвигатели встроены датчики положения. На основе информации о положении модуль управления трансмиссией регулирует электрическую мощность двигателей, чтобы привести их в необходимое положение.
Easytronic 3.0 (Opel)
В 5-ступенчатой автоматизированной механической коробке передач от Opel / Vauxhall, Easytronic 3.0, используются электрогидравлические приводы для сцепления и переключения передач. Новый AMT также может поддерживать функции остановки и запуска двигателя.
Максимальный входной крутящий момент трансмиссии составляет 190 Нм, и ее можно устанавливать на бензиновые двигатели 1,4 л или дизельные двигатели 1,3. Вилки переключения передач и синхронизаторы являются общими для варианта с механической коробкой передач.
Электрогидравлический модуль, отвечающий за включение сцепления и шестерни, состоит в основном из: насоса (с электродвигателем), гидроаккумулятора, бачка для жидкости и блока электромагнитных клапанов. Кроме того, датчики выбора передачи и положения включения и датчик давления жидкости интегрированы в один и тот же модуль без проводки. Это дает преимущества с точки зрения стоимости, массы, упаковки и надежности системы.
Для измерения частоты вращения входного вала новая автоматизированная механическая коробка передач оснащена датчиком частоты вращения, работающим по принципу эффекта Холла. Шестерня 4-й передачи служит «мишенью» для датчика скорости, поэтому отдельное целевое колесо не требуется, и все валы могут использоваться без изменений в приложениях AMT или MT.
Передаточные числа коробки передач приведены в таблице ниже:
Параметры | Значения |
Максимальный крутящий момент [нм] | 190 |
Передаточное число (первая передача) | 3,727 |
Передаточное число (вторая передача) | 2,136 |
Передаточное число (третья передача) | 1,323 |
Передаточное число (четвертая передача) | 0,892 |
Передаточное число (пятая передача) | 0,674 |
Передаточное число (задняя передача) | 3,308 |
Передаточное число (шестерня главной передачи) | 4,188 (4,625), зависит от реализации |
Межосевое расстояние [мм] | 180 |
Длина [мм] | 365 |
Масса (сухая) [кг] | 39 |
Объем трансмиссионной жидкости [л] | 1,6 |
Положение сцепления регулируется пропорциональным электрогидравлическим клапаном, который регулирует давление (масла) в концентрическом рабочем цилиндре (CSC). Концентрический рабочий цилиндр также оснащен бесконтактным датчиком положения, в котором используется чувствительный элемент на эффекте Холла.
Преимущество измерения положения непосредственно на концентрическом рабочем цилиндре заключается в том, что динамические и температурные эффекты в гидравлической линии включаются в контур управления, в отличие от измерения положения на главном цилиндре. Недостатком является то, что осевые пульсации CSC во время работы двигателя также обнаруживаются датчиком положения и накладываются на сигнал перемещения. Подходящая фильтрация компенсирует этот эффект во время обработки необработанного сигнала в контроллере передачи.
Quickshift AMT (Renault)
Первое поколение автоматизированных механических коробок передач (AMT) Quickshift объединяло электрогидравлический приводной модуль поверх механической трансмиссии (MT). Положения сцепления и передачи полностью регулируются модулем управления трансмиссией (TCM) посредством давления жидкости. В системе отсутствуют электродвигатели для включения сцепления и передачи, а только электромагнитные клапаны с электронным управлением.
Где: 1 — гидроаккумулятор, 2 — цилиндр с поршнем для включения сцепления, 3 — узел гидравлического насоса (приводится в действие электродвигателем), 4 — датчик положения сцепления, 5 — рычаг переключения передач и включения, 6 — датчик положения включения передачи, 7 — цилиндр с поршнем для переключения передач, 8 — цилиндр с поршнем для выбора передачи, 9 — датчик положения выбора передачи.
Приведение в действие сцепления и шестерен осуществляется жидкостью под давлением. Узел гидравлического насоса (3) создает давление в гидравлической системе до 30-40 бар. Гидравлический аккумулятор (1) предназначен для хранения жидкости под высоким давлением. После нескольких переключений передач или срабатывания сцепления давление в системе (считываемое датчиком давления) снизится. Давление восстанавливается до номинального с помощью электронасоса.
При переключении передач блок управления трансмиссией выполняет следующие операции:
- регулирует давление в концентрическом рабочем цилиндре через привод (2), чтобы развести диски сцепления.
- увеличивает давление в цилиндре с помощью поршня для выбора передачи (8)
- увеличивает давление в цилиндре с поршнем для включения передачи (7)
- регулирует давление в концентрическом рабочем цилиндре через привод (2), чтобы отпустить диски сцепления
Все регулирование давления осуществляется с помощью электрогидравлических клапанов и управляется блоком управления трансмиссией.
Где: 1 — гидроаккумулятор, 2 — электронный блок управления (установлен на блоке электрогидравлических клапанов), 3 — резервуар для жидкости, 4 — электродвигатель (для включения насоса)
В первом поколении Quickshift AMT используется электрогидравлический дополнительный модуль, поставляемый Magneti Marelli. Этот модуль устанавливается поверх существующей механической трансмиссии и заменяет внешнее сцепление и механизмы переключения передач.
Easy-R AMT (Renault)
Новое поколение автоматизированной механической коробки передач от Renault, Easy-R, использует электромеханический привод вместо гидравлической технологии для «повышения гибкости и более быстрого реагирования», в то время как количество компонентов было сокращено примерно на 25% для обеспечения «большей надежности и упрощения обслуживания».
Приведение в действие сцепления осуществляется одним электродвигателем. Выбор передачи и включение передачи приводятся в действие электродвигателями. Что касается упаковки, то модуль включения сцепления интегрирован с блоком управления трансмиссией, а приводы зубчатых передач объединены в отдельный модуль.
Sensodrive AMT (Citroen)
Автоматизированная механическая коробка передач от Citroen, Sensodrive, схожа с Easytronic (Opel) по компонентам и принципу работы. Приведение в действие сцепления осуществляется одним электродвигателем, выбор передачи и включение — двумя электродвигателями.
В AMT при переключении передач электронные блоки управления двигателем и трансмиссией работают вместе и обмениваются информацией. Переключение передач должно выполняться даже в том случае, если водитель нажал педаль акселератора и двигатель выдает крутящий момент.
Чтобы синхронизировать выходной крутящий момент двигателя с положениями сцепления и передачи, система управления двигателем (EMS) должна обмениваться информацией о крутящем моменте и скорости с модулем управления трансмиссией (TCM). Вся информация передается по коммуникационной шине, называемой сетью контроллеров (CAN).
TCM также обменивается информацией с блоком управления кузовным оборудованием (BCU), чтобы показать водителю режим движения и включенную передачу.
Где: 1 — модуль управления трансмиссией (TCM), 2 — модуль срабатывания сцепления, 3 — модуль переключения передач, 4 — датчик скорости вала
Современная тенденция в автомобильной промышленности заключается в использовании только электродвигателей для привода сцепления и передач. Основная причина заключается в том, что по мере развития электроники и электрических технологий стало возможным проектировать и производить недорогие, надежные, высокоэффективные электрические приводы с требуемым уровнем производительности (например, временем отклика). Эти приводы также могут обеспечивать необходимое усилие срабатывания с минимальным количеством электроэнергии.
Модули переключения передач также имеют ряд встроенных диагностических функций. Если возникает проблема с электродвигателями или датчиками положения, модуль управления трансмиссией информируется и принимает соответствующие меры, чтобы гарантировать безопасность автомобиля и целостность компонентов.
Режимы вождения
В настоящее время для водителя довольно сложно различить AMT, AT или DCT. Если на аппаратном уровне они различаются по компоновке и компонентам, то на функциональном (программном) уровне все они ведут себя одинаково.
В автомобиле с AMT у водителя есть педаль акселератора, педаль тормоза, рычаг переключения программ / передач и (опционально) подрулевые лепестковые переключатели. С помощью рычага водитель может выбрать как минимум четыре режима:
- Автоматический (также называемый Drive) (A, D);
- Ручной (M или +/-);
- Нейтральный (N);
- Реверс (R);
В автоматическом режиме (также называемом режимом движения) как решение о переключении передач, так и фактическое переключение передач выполняется модулем управления трансмиссией без какого-либо вмешательства или действий со стороны водителя. Основным критерием переключения передач является вычисляемая функция скорости автомобиля и нагрузки двигателя (положения педали акселератора).
В ручном режиме водитель может решить, когда переключать передачи. Если нажать «+» для переключения на более высокую передачу, а «-» — для переключения на более низкую передачу. В этом режиме активны некоторые функции защиты, которые переключают передачи, даже если водитель этого не запрашивал. Например, если частота вращения двигателя слишком высока, будет выполнено переключение на повышенную передачу, а если частота вращения двигателя слишком низкая (недостаточный крутящий момент двигателя), будет выполнено переключение на пониженную передачу.
Большинство автомобилей с AMT имеют «снежный режим». Этот режим полезен в условиях движения с низким трением дороги. В этом режиме для трогания с места выбирается 2-я передача вместо 1-й. Таким образом ограничивается сила тяги на колесе и предотвращается проскальзывание колеса.
Основными преимуществами автоматизированной механической коробки передач (AMT) по сравнению с механической коробкой передач (MT) являются:
Плюсы и минусы разных коробок передач
Деление трансмиссий на механические и автоматические уже не такое однозначное — последние успели обзавестись сразу тремя разновидностями. Поэтому мы расскажем подробнее о плюсах и минусах каждого типа коробок передач.
Механическая трансмиссия
Этот вариант предусматривает ручной переключение передач. Двигая рычаг в салоне, вы приводите в движение специальные муфты. Последние соединяют между собой шестерни первичного и вторичного вала. Разница в размерах шестерён позволяет регулировать величину крутящего момента, который передаётся колёсам. Выбирая нужное передаточное число, вы можете плавно трогаться с места, уверенно разгоняться и снижать нагрузку на двигатель при равномерном движении.
Основные преимущества механической коробки передач (МКПП) — простота конструкции и возможность контролировать процесс переключения на 100%. Отсюда следуют все плюсы такого типа трансмиссии:
Надёжность. Большинство МКПП сравнимы с двигателем автомобиля по сроку службы.
Меньшие расходы на обслуживание. Периодичность замены масла — до 100–150 тысяч километров пробега. Некоторые модели вовсе обходятся без этой процедуры.
Сниженный расход топлива. Простая конструкция снижает механические потери в трансмиссии и повышает коэффициент полезного действия.
Лучшая динамика при сравнимых характеристиках двигателя — по причине, описанной в предыдущем пункте.
Прогнозируемое поведение автомобиля — вы сами отвечаете за переключение, и потому можете выбрать оптимальную передачу перед обгоном, при экстренном торможении или при выполнении другого манёвра.
Механическая коробка передач повышает проходимость машины. Она позволяет использовать такие приёмы, как раскачка и пробуксовка до очистки твёрдой поверхности.
Стоимость автомобилей с МКПП на 5–10% ниже, чем у конкурентов с автоматическими трансмиссиями любого типа.
Главный минус «механики» — это необходимость ручного переключения передач. Даже опытные водители отвлекаются при этом на доли секунды, не говоря уже о новичках. А при долгом движении в городских пробках постоянное движение рычага попросту утомляет.
Автоматическая трансмиссия
Ещё лет 20 назад так называли только один тип коробок передач. Сейчас это целая группа, в которую входит по меньшей мере три вида механизмов. У всех автоматических коробок передач есть общий плюс — это комфорт передвижения. Процесс переключения возложен на бортовую электронику, тогда как вы можете следить за дорогой и получать максимум удовольствия от вождения. Другие преимущества и недостатки автоматических коробок передач мы рассмотрим более внимательно.
Гидромеханический «автомат»
Этот тип трансмиссии часто называют классической или планетарной коробкой передач. Последнее — от используемого механизма. Планетарная передача позволяет изменять крутящий момент, фиксируя определённые шестерни друг относительно друга. Результат будет зависеть от того, какая часть механизма подключена к вторичному валу.
Обязательный элемент автоматической коробки передач (АКПП), определяющий большинство плюсов и минусов — гидротрансформатор. Мотор автомобиля крутит насосное колесо, которое приводит в движение масло, а через него — турбинное колесо. Для повышения коэффициента полезного действия могут использоваться ещё два элемента — реакторное колесо и фрикционное сцепление. Первое повышает скорость циркуляции жидкости, а второе жёстко блокирует механизм, снижая потери при равномерном движении.
Теория кажется сложной, но современным водителям не обязательно разбираться во всех нюансах работы узла. Куда важнее плюсы автоматической коробки передач:
Удобство — переключение происходит без участия водителя. Хотя в некоторых автомобилях с АКПП это можно делать вручную. Для этого трансмиссию нужно перевести в режим Manual или Sport.
Надёжность по сравнению с другими видами автоматических коробок передач. «Гидромеханика» спокойно выдерживает до 200–250 тысяч километров пробега.
Выносливость — большинство автоматических трансмиссий устойчиво к пробуксовкам и резким разгонам.
Меньший риск перегрузить двигатель и другие узлы. Даже в коробках передач с ручным переключением есть защитный механизм, который допускает автоматическую смену ступени в экстренной ситуации.
Простота освоения — управляться с двумя педалями легче, чем с тремя. С другой стороны, если вы учитесь на «автомате», то для управления машиной с МКПП придётся сдавать дополнительный экзамен.
Конечно, у автоматической коробки передач есть свои минусы. Главный — более дорогое обслуживание, которое выражается в частой замене масла и высоких ценах запчастей. Кроме того, АКПП ограничивают динамику машины за счёт сложной конструкции. Некоторые водители жалуются и на отсутствие полного контроля — механизм может переключить передачу в неподходящий момент. Хотя для них созданы адаптивные «автоматы», которые приспосабливаются к определённому стилю езды.
Вариатор
Достаточно простая трансмиссия. Крутящий момент в ней передаётся пластинчатым ремнём, скользящим по двум коническим шкивам. Такой механизм позволяет плавно регулировать усилие, которое передаётся колёсам. Передаточное число меняется при смещении ремня на миллиметры — это можно делать на ходу, не разрывая поток мощности. Иногда вместо ремня используется цепь. Плюс таких вариаторов в надёжности, а минус — в высокой цене коробки передач.
Подобно классическому «автомату», вариатор не может обойтись без гидротрансформатора. Он поглощает избыточную нагрузку на старте и позволяет останавливаться с работающим двигателем. При равномерном движении узел также блокируется, повышая коэффициент полезного действия.
Плюсы вариатора в качестве автомобильной коробки передач:
Плавность движения в городских пробках — крутящий момент регулируется плавно, переключения передач и потери мощности нет.
Вариатор снижает нагрузку на двигатель. Он всегда выбирает оптимальные обороты и поддерживает их при незначительном изменении скорости.
Доступная цена по сравнению с гидромеханическим «автоматом» — ненамного больше, чем у машин с МКПП.
Главный минус вариатора по сравнению с другими коробками передач — чувствительность к перегреву. Езда по бездорожью и резкие рывки на старте сильно снижают ресурс трансмиссии. Зимой узел нужно долго прогревать — сначала на стоянке, а потом при движении с минимальной скоростью. По стоимости ремонта и обслуживания вариатор сравним с классической АКПП. Многим водителям также не нравится шум мотора, работающего на постоянных оборотах. Но они могут выбрать вариаторы с «виртуальными передачами», ступенчато изменяющие крутящий момент.
Роботизированная трансмиссия
Фактически, в основу этого гибрида положена механическая коробка передач. Но сцеплением и перемещением фрикционных муфт занимаются электронные приводы. Роботизированная коробка передач объединяет плюсы «механики» и «автомата»:
Быстрее ускорение, выше максимальная скорость.
Меньше расход топлива по сравнению с АКПП и вариатором.
Можно выбирать автоматическое или ручное переключение.
Есть защита от перегрузки двигателя и других узлов.
Нет педали сцепления, обучение намного проще.
К сожалению, у «робота» есть минусы по сравнению с другими коробками передач — внедрение электроники не решило всех проблем. По стоимости обслуживания он сравним с гидромеханическими АКПП или обходится дороже. Многие агрегаты чувствительны к резким ускорениям и долгой езде на высоких оборотах. В бюджетных машинах часто встречаются роботизированные коробки передач с одним сцеплением, у которых есть дополнительный минус. Они работают грубо и медленно, из-за чего автомобиль дёргается в момент переключения. Более дорогие модели с двумя сцеплениями лишены этого недостатка.
Заключение
Какую коробку передач выбрать?
Механическая трансмиссия снизит стоимость автомобиля и обойдётся дешевле. А ещё она улучшит динамику машины.
Гидромеханический «автомат» порадует сроком службы и выносливостью, хотя увеличит цену автомобиля и расходы на его обслуживание.
Вариатор обеспечит плавное передвижение в городе и снизит нагрузку на двигатель, но потребует аккуратного обращения.
Роботизированная трансмиссия сочетает удобство автоматической и экономичность механической. Но у неё самые высокие расходы на ремонт и обслуживание.
Источник https://www.kolesa.ru/article/kak-vybrat-avtomaticheskuyu-korobku-pereklyucheniya-peredach-2011-10-18
Источник https://ev-auto.ru/kak-rabotaet-avtomatizirovannaya-mexanicheskaya-transmissiya
Источник https://www.rolf.ru/blog/mehanicheskaya__avtomaticheskaya_kpp_i_variator__plusy_i_minusy/
Источник