Гидромеханическая трансмиссия это автомат или нет

Вся правда о коробках передач. Часть 1. «Автоматы»

Вы окончательно и бесповоротно решили распрощаться с ручной коробкой? На сегодняшний день избавить себя от третьей педали можно с помощью классического гидромеханического "автомата", вариатора или "робота" в одной из нескольких его вариаций. В зависимости от того, какой из этих вариантов выбрать, можно стать как счастливым владельцем, так и… продавцом своего автомобиля.

"Однозначно" — только у Жириновского

Существует расхожее мнение, что классический гидромеханический "автомат" — это однозначно хорошо, а вариатор и роботизированная трансмиссия – однозначно плохо.

Такой стереотип сложился главным образом из-за того, что многие вариаторы и "роботы" долгое время были ненадежными или малоресурсными, а некоторые из них остаются таковыми до сих пор. Что неудивительно — ведь "гидромеханику" производят с середины прошлого века, а вариаторы и "роботы" начали массово появляться лишь 20-25 лет назад. А любая принципиально новая конструкция поначалу неизбежно страдает болезнями роста.

Однако сегодня я не судил бы о надежности разных типов автоматических трансмиссий с категоричностью лидера ЛДПР. Практика показала, что существуют модели вариаторов и "роботов", способные выхаживать более 200 000 км. При этом есть и гидромеханические коробки, отказывающие с завидной регулярностью на пробегах до ста тысяч. Взять хотя бы печально знаменитую четырехступку AL4/DP0, применяемую на многих моделях Peugeot, Citroen и Renault. Или восьмиступенчатый "автомат" рестайлингового Grand Cherokee, который поначалу ломался уже на первых километрах. Подобных примеров – сколько угодно…

Так, что по части надежности все как раз-таки неоднозначно. Если этот вопрос для Вас принципиален, по каждой конкретной модели "гидромеханики", вариатора или "робота" надо наводить справки, читая форумы или пытая сервисменов — если, конечно, они согласятся с Вами откровенничать.

А вот в том, что касается комфорта и способности работать в определенных условиях и с определенными нагрузками, между гидромеханическими "автоматами", вариаторами и "роботами" уже появляются закономерные различия. В некоторых случаях они настолько принципиальны, что выбирать автомобиль надо по типу автоматической трансмиссии.

Классика. Почему гидромеханическая?

В качестве альтернативы "механике" первой получила распространение автоматическая гидромеханическая трансмиссия, ставшая сегодня классикой. Гидромеханической она названа потому, что соединением двигателя с коробкой и переключением передач заведует гидравлика, а крутящий момент на колеса передается механически через зубчатые шестерни.

В качестве сцепления в такой трансмиссии используется гидротрансформатор, принцип действия которого напоминает два вентилятора, установленные лопастями друг против друга. Если один из них включить, другой тоже начнет вращаться от набегающего на него потока воздуха. В гидротрансформаторе "включенный вентилятор" соединен с двигателем и гонит поток масла на "выключенный", соединенный с коробкой передач.

Главным преимуществом гидротрансформатора над обычным сцеплением является способность точно дозировать и плавно наращивать до максимума передаваемую на колеса тягу. Что позволяет трогаться с места на скользких покрытиях без срыва колес в пробуксовку, а также уверенно стартовать при большом сопротивлении движению – например, в глубоком песке или с тяжелым прицепом на подъеме.

По теме

Если обычное сцепление от таких издевательств быстро изнашивается, то гидротрансформатор может терпеть их очень долго. Да и сама коробка передач – тоже. Единственное, чего не любит "гидромеханика", это переключений под большой нагрузкой уже во время движения. В такие моменты повышенному износу подвергаются расположенные в коробке фрикционы, отвечающие за плавную передачу эстафеты от одной передачи к другой. Но почти во всех современных "автоматах" есть режим ручного переключения, позволяющий заранее выбрать и зафиксировать нужную передачу, чтобы коробка самостоятельно не переключалась на тяжелом участке.

Еще одно важное преимущество "гидромеханики" над ручными коробками и простейшими "роботами" состоит в том, что переключения передач в ней происходят сглажено – без разрыва и последующего резкого падения (или скачка) передаваемой на колеса тяги. Благодаря этому водитель и пассажиры меньше ощущают моменты переключений, а машина почти не теряет ход при переключениях с тяжелым прицепом или на подъеме. Кроме того, уменьшается риск потери управления на скользкой дороге из-за резкого изменения тягового усилия на ведущих колесах.

Главные недостатки – в прошлом

До тех пор, пока гидромеханические "автоматы" были примитивными, их ругали за низкий КПД, поскольку слишком много энергии двигателя вязло в постоянно буксующем гидротрансформаторе. Да и с четырьмя передачами не добьешься плавных переключений, хорошей динамики и низкого расхода топлива. Собственно, это и стало основной причиной, заставившей многих автопроизводителей начать поиски альтернатив классическому «автомату».

Но те, кто продолжили работать над совершенствованием "гидромеханики", в итоге получили лучшую на сегодняшний день автоматическую трансмиссию. Современные многоступенчатые "автоматы" работают так, что переключения ощущаются только по слегка подергивающейся стрелке тахометра. При этом они научились блокировать гидротрансформатор сразу после старта или переключения, а также самостоятельно переходить в нейтраль при остановке с нажатой педалью тормоза, чтобы не жечь зря топливо. А наличие электронного управления позволяет им адаптироваться под стиль езды водителя, дорожные условия и даже под рельеф местности.

Правильная "гидромеханика" может все

Понятно, что неудачным может быть любой агрегат – тем более, такой сложный, как трансмиссия. Но если современный гидромеханический "автомат" сконструирован без просчетов, правильно настроен и установлен на автомобиле, на который рассчитан, он может все.

При размеренном темпе может работать очень плавно и обеспечивать расход топлива немногим больший, чем с "механикой". При спортивной езде может переключаться быстро и на высоких оборотах, тормозить двигателем и держать выбранную передачу, не допуская самопроизвольных переключений в быстрых поворотах.

Но самое главное, что "гидромеханика" — это единственный тип автоматической трансмиссии, способный эффективно и долго работать с большими нагрузками. Поэтому если Вы собираетесь таскать тяжелые прицепы или использовать автомобиль на бездорожье, по сторонам можете даже не смотреть. Выбирать надо среди машин, оснащенных "гидромеханикой".

Хорошо, но… дорого

Но неужели у такой трансмиссии совсем нет недостатков? Увы, есть. Один, но весьма существенный – высокая себестоимость. Современная многоступенчатая «гидромеханика» — агрегат технически сложный и потому дорогой. И это — вторая причина, по которой многие автопроизводители начали искать ей альтернативу.

БГидромеханические трансмиссии

Гидромеханические трансмиссии имеют гидромеханическую коробку передач, в состав которой входят гидродинамический преобразователь момента (гидротрансформатор, комплексная гидропередача) и механический редуктор. Преимущества этих трансмиссий состоят в автоматическом изменении крутящего момента в зависимости от внешних сопротивлений, возможности автоматизации переключения передач и облегчении управления, фильтрации крутильных колебаний и снижении пиковых нагрузок, действующих на агрегаты трансмиссии и двигатель, и в повышении вследствие этого надежности и долговечности поршневого двигателя и трансмиссии.

Основным недостатком этих трансмиссий является сравнительно низкий КПД из-за низкого КПД гидропередачи, что снижает запас хода танка. При КПД гидропередачи не ниже 0,8 диапазон изменения момента не более трех, что вынуждает иметь механический редуктор на три-пять передач, считая передачу заднего хода. Необходимо иметь специальную систему охлаждения и подпитки гидроагрегата, что увеличивает габариты МТО. Без специальных автологов или фрикционов не обеспечиваются торможение танка двигателем и пуск его с буксира.

ВЭлектромеханические трансмиссии

Электромеханические трансмиссии имеют электрические генераторы и тяговые электродвигатели и обеспечивают автоматическое изменение крутящего момента в соответствии с изменением сопротивления движению. Такие трансмиссии применялись на ЭКВ (СССР) и немецких военных машинах «Фердинанд» и «Мышонок». Также этот тип трансмиссии используется в дизельэлектровозах. Отсутствие жёсткой кинематической связи между агрегатами электротрансмиссии расширяет возможности создания различных компоновочных схем. Крутящий момент синхронных электродвигателей изменяется обратно пропорционально частоте вращения, сохраняя почти постоянную мощность. Это свойство электротрансмиссий упрощает управление танком и повышает среднюю скорость за счёт более полного использования мощности двигателя.

2.4Основные виды трансмиссии:

ступенчатая, бесступенчатая, комбинированная.

Механические ступенчатые трансмиссии

В механических ступенчатых трансмиссиях передаваемый от двигателя к ведущим колесам крутящий момент изменяется ступенчато в соответствии с передаточным числом трансмиссии (см. рис. 3, а), которое равно произведению передаточных чисел шестеренных (зубчатых) механизмов трансмиссии. Передаточным числом шестеренного механизма называется отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей шестерни.

На автомобиле с колесной формулой 4×2, передним расположением двигателя и задними ведущими колесами (рис. 4, а) в трансмиссию входят сцепление 2, коробка передач 3, карданная передача 4, главная передача 6, дифференциал 7 и полуоси 8. Крутящий момент от двигателя 1 через сцепление 2 передается к коробке передач 3, где изменяется в соответствии с включенной передачей. От коробки передач крутящий момент через карданную передачу 4 подводится к главной передаче 6 ведущего моста 5, в которой увеличивается, и далее через дифференциал 7 и полуоси 8 — к задним ведущим колесам.

Для легковых автомобилей такое взаимное расположение двигателя и механизмов трансмиссии обеспечивает равномерное распределение нагрузки между передними и задними колесами и возможность размещения сидений между ними в зоне меньших колебаний кузова. Недостатком является необходимость применения сравнительно длинной карданной передачи с промежуточной опорой.

Рис.4. Схемы механических трансмиссий автомобилей с различными колесными формулами:

а –в — 4×2; г — 4×4; д — 6×4; е — 6×6; ж — 8×8; 1 — двигатель; 2 —сцепление; 3 — коробка передач; 4 — карданная передача; 5 — ведущий мост; 6 —главная передача; 7 — дифференциал; 8 — полуоси; 9 – карданный шарнир;10 — раздаточная коробка; 11 — межосевой дифференциал

Механические трансмиссии легковых автомобилей с колесной формулой 4×2 могут иметь и другое расположение двигателя, сцепления и коробки передач у ведущего моста — задние ведущие колеса и двигатель 1 сзади (рис. 4, б) или передние ведущие колеса и двигатель спереди (рис. 4, в). Такие трансмиссии не имеют карданной передачи между коробкой передач и ведущим мостом и включают в себя сцепление 2, коробку передач 3, главную передачу, дифференциал и привод ведущих колес, который осуществляется не полуосями, а карданными передачами. При этом в приводе к ведущим управляемым колесам применяются карданные шарниры 9 равных угловых скоростей.

Читайте также  Какие бывают трансмиссии в автомобиле

Эти трансмиссии просты по конструкции, компактны, имеют небольшую массу и экономичны.

Заднее расположение двигателя и трансмиссии (см. рис. 4, б) обеспечивает лучшие обзорность и размещение сидений в кузове между мостами автомобиля, лучшую изоляцию салона от шума двигателя и отработавших газов. Однако ухудшаются управляемость, Устойчивость автомобиля и безопасность водителя и переднего пассажира при наездах и столкновениях.

Переднее расположение двигателя и трансмиссии (см. рис. 4, в) улучшает управляемость и устойчивость автомобиля, но при движении на скользких подъемах дороги возможно пробуксовывание ведущих колес вследствие уменьшения на них нагрузки.

Механическая трансмиссия автомобиля с колесной формулой 4 х 4 с передним расположением двигателя 1 (рис. 4, г) кроме сцепления 2, коробки передач 3, карданной передачи 4 и заднего ведущего моста 5 дополнительно включает в себя передний ведущий управляемый мост и раздаточную коробку 10, соединенную с этим мостом и коробкой передач 3 карданными передачами. Крутящий момент от раздаточной коробки подводится к переднему и заднему ведущим мостам. В раздаточной коробке имеется устройство для включения привода переднего ведущего моста или межосевой дифференциал, распределяющий крутящий момент между ведущими мостами автомобиля.

Передний ведущий мост имеет главную передачу, дифференциал и привод колес в виде карданных передач с шарнирами 9 равных угловых скоростей, обеспечивающих подведение крутящего момента к передним ведущим управляемым колесам.

У автомобилей с колесной формулой 6×4 (рис. 4, д) крутящий момент к среднему (промежуточному) и заднему ведущим мостам может подводиться одним общим валом. В этом случае главная передача среднего моста имеет проходной ведущий вал.

У автомобиля с колесной формулой 6×6 (рис. 4, е) крутящий момент к среднему и заднему ведущим мостам может подводиться и раздельно — двумя валами. В раздаточной коробке этих автомобилей имеется специальное устройство для включения привода переднего моста или межосевой дифференциал 11, распределяющий крутящий момент между ведущими мостами.

Автомобили с колесной формулой 8×8 обычно имеют потележечное расположение ведущих мостов, при котором сближены ведущие мосты — первый со вторым и третий с четвертым. При этом первые два моста являются и управляемыми.

При установке двух двигателей 1 (рис. 4, ж) трансмиссия таких автомобилей имеет два сцепления 2, две коробки передач 3 и две раздаточные коробки 10 с межосевыми дифференциалами 11. При этом автомобиль может двигаться при одном работающем двигателе.

По сравнению с другими типами трансмиссий механические трансмиссии проще по конструкции, имеют меньшую массу, более экономичны, надежнее в работе и имеют высокий КПД, равный 0,8. 0,95. Недостатком их является разрыв потока мощности при переключении передач, что снижает тягово-скоростные свойства и ухудшает проходимость автомобиля. Кроме того, правильность выбора передачи и момента переключения передач зависит от квалификации водителя, а частые переключения передач в условиях города приводят к сильной утомляемости водителя. Механические трансмиссии также не обеспечивают полного использования мощности двигателя и простоты управления автомобилем.

Устройство автоматической коробки передач

Первый шаг на пути к созданию гидромеханического «автомата» был сделан в 1903 году немецким профессором Феттингером. Он изобрел гидродинамическую передачу. Самый простой ее вариант — гидромуфта — имеет два лопастных колеса в замкнутом тороидальном объеме, заполненном рабочей жидкостью. Ведущее, или насосное, колесо приводится двигателем. Ведомое, или турбинное, связано с нагрузкой. Механической связи внутри гидромуфты нет, но кинетическую энергию от насосного колеса к турбинному передает жидкость — отброшенная лопатками насоса, она попадает на лопатки турбины и тут же возвращается обратно. И несмотря на то, что крутящий момент на турбинном колесе почти равен моменту на насосном, они могут вращаться с разной частотой.
Феттингер создавал гидромуфту для того, чтобы таким образом «развязать» судовой двигатель с гребным винтом. А нельзя ли использовать замечательные свойства гидромуфты в автомобиле? Можно, но только для смягчения рывков при трогании и при переключениях. Например, именно с этой целью гидромуфта устанавливалась перед обычной механической трехступенчатой коробкой передач в отечественном лимузине ЗИМ ГАЗ-12.
Применение в автомобильных трансмиссиях нашел агрегат под названием «гидродинамический трансформатор крутящего момента». В отличие от гидромуфты, внутри гидротрансформатора уже не два, а три рабочих колеса. Третье — так называемый реактор. Это неподвижное колесо, расположенное между турбиной и насосом. В самом начале разгона, когда насосное колесо вращается существенно быстрее турбинного, неподвижные лопатки реактора «подкручивают» поток масла, позволяя гидротрансформатору плавно и бесступенчато увеличивать крутящий момент на выходе. Естественно, сохраняя неизменными обороты и крутящий момент двигателя.
Правда, когда турбинное колесо раскручивается до оборотов насосного (например, если автомобиль уже набрал скорость), неподвижный реактор создает бесполезное сопротивление — по сравнению с гидромуфтой КПД передачи снижается на несколько процентов. Поэтому автомобильные инженеры пошли на хитрость — они установили реакторное колесо на муфте свободного хода. В момент трогания с места или движения в сложных условиях муфта блокируется, а после разгона — расклинивается, и реактор начинает вращаться вместе с насосом и турбиной. То есть гидротрансформатор превращается в обычную гидромуфту, что позволяет снизить потери.
Но гидротрансформатор не способен в одиночку обеспечить автомобилю необходимый диапазон изменения передаточных чисел. Пробовали ставить два трансформатора друг за другом, но потери в такой конфигурации получались слишком велики. Так что, как ни крути, а без механики гидравлике никак не обойтись — после гидротрансформатора начали устанавливать коробку передач. Как правило, планетарную — в ней переключения осуществляются путем блокировки элементов передачи между собой или на корпус коробки при помощи тормозов и фрикционных муфт с гидроприводом. Такое решение позволяет переключать передачи без участия водителя, не разрывая поток мощности через коробку при переключениях.
А заведует переключениями сложная гидросистема — мощный насос с приводом от коленвала двигателя и гидроблок управления, направляющий жидкость (кстати, ту же, что используется в гидротрансформаторе) в силовые цилиндры муфт сцепления и тормозов, которые включают необходимую в данный момент передачу. На старых «автоматах» доэлектронной эры информация о необходимости переключения поступала только по двум каналам — это присоединенный к выходному валу коробки центробежный регулятор, который определял скорость автомобиля, и силовой регулятор, который по разрежению во впускном коллекторе или просто по положению дроссельной заслонки позволял оценить нагрузку на двигатель. Передачи включаются по достижении определенной скорости, значение которой корректируется в зависимости от нагрузки на двигатель. То есть, чем сильнее мы давим на педаль газа, тем позже коробка включит следующую передачу, позволив двигателю раскрутиться до больших оборотов и развить большую мощность.
Кстати, многие упрекают «автомат»: мол, недостаточно быстро включает передачи. Меж тем, конструкторы автоматических коробок с самого начала были озабочены как раз обратным — борьбой с излишне быстрым срабатыванием гидроприводов включения фрикционов! Ничего удивительного: представьте, что произойдет, если после открытия клапана масло хлынет в гидроцилиндр под давлением в десяток атмосфер, не встречая никакого сопротивления. Передача «защелкнется» мгновенно! Поэтому значительную часть гидроблока системы управления коробкой занимает так называемая система плавности включения: дроссели и гидроаккумуляторы, препятствующие слишком резкому нарастанию давления в силовых гидроцилиндрах.
Кроме того, чтобы обеспечить плавное переключение передач, нельзя допускать даже кратковременного рассоединения трансмиссии — за это время двигатель успеет раскрутиться, и последующее включение произойдет с ударом. Поэтому включение следующей передачи в «автоматах» обычно производится до того, как выключается предыдущая. Это называется перекрытием передач. Его величину подбирают такой, чтобы, с одной стороны, передачи включались достаточно плавно и без рывков, а с другой — чтобы слишком большое перекрытие не привело к повышенному износу фрикционов.
Колыбелью гидромеханических «автоматов» стала богатая Америка — знаменитые коробки Hydrаmatic на автомобилях Оldsmobilе появились еще в 1940 году. А небогатой Европе в те годы было не до излишеств — «автоматы» были слишком дороги для большинства автомобилистов в Старом Свете, да и расход топлива по сравнению с «механикой» возрастал существенно. Ситуация изменилась в начале семидесятых, когда «автоматы» в Европе решил применять не только Mercedes-Benz, но и Opel, и Ford, и BMW. Производители коробок передач отреагировали моментально: Borg-Warner строит завод в английском Летчфорде, Ford — в Бордо, а GM — в Страсбурге. В Японии появилось сразу два новых производителя — Jatco и Aisin-Warner. А первенцем фирмы ZF, сегодняшнего законодателя «трансмиссионной» моды, стала автоматическая коробка модели 3НР-12 — которая копировала по конструкции одну из трансмиссий фирмы Borg-Warner. Коробка ZF собственной разработки появилась несколькими годами позже — это была поистине эпохальная модель 3НР-22, некоторые черты которой несут и самые современные трансмиссии фирмы.
Все «автоматы» той поры были трехступенчатыми и имели характерный общий признак. Дело в том, что планетарные передачи часто используют не по отдельности, а в виде так называемых рядов — особым образом объединенных групп, что позволяет получить в одном компактном и функционально законченном механизме сразу несколько ступеней. Так и в конструкции большинства новых европейских коробок (важная деталь — все они предназначались для заднеприводных автомобилей) применили ряд Симпсона — по сути дела, две простые планетарные передачи c общей солнечной шестерней, «корона» одной из которых объединена с водилом другой. А позже, на «автоматах» для переднеприводных автомобилей, получил распространение так называемый ряд Равинье, который в несколько измененном виде был использован в трансмиссии GM 3OHV начала 70-х. (Ряд Равинье более компактен и позволяет получить четыре передачи, но не столь надежен, как ряд Симпсона.)
Топливный кризис конца 70-х заставил разработчиков «автоматов» оперативно искать пути снижения расхода топлива. Гидротрансформаторы стали делать блокируемыми — после разгона на высшей передаче насосное и турбинное колеса жестко соединялись фрикционной муфтой, напоминающей по конструкции обыкновенное сцепление. Позже, в конце 80-х, блокировку гидротрансформатора начали применять и на передачах пониже — на всех, кроме первой.
Конец восьмидесятых ознаменовался повсеместным внедрением электроники. В «автоматах» она позволяет гораздо точнее выдерживать заданные моменты переключений (с точностью до 1% вместо прежних 5-8%) и лучше управлять блокировкой гидротрансформатора. Кроме того, появилась дополнительная возможность: по характеру изменения скорости при данной нагрузке на двигатель компьютер может легко вычислить массу автомобиля и ввести соответствующие поправки в алгоритм переключения — попозже включать повышенные передачи на полностью загруженном автомобиле.
Но важнее другое. Электронное управление предоставило колоссальные возможности для самодиагностики «автомата». Это важно не только для того, чтобы «запомнить» неисправности коробки для последующей диагностики при ремонте. Электроника, например, помогает «автомату» корректировать ход внутренних процессов в зависимости от многих условий — от температуры, от степени износа. Ведь в процессе эксплуатации фрикционные диски изнашиваются и становятся тоньше, а масло изменяет свою вязкость из-за нагрева. Кроме того, компьютер может постоянно отслеживать, к примеру, длительность каждого перекрытия передач — и при необходимости оперативно вносить коррективы. Именно самодиагностика вместе с применением синтетических рабочих жидкостей позволили создателям современных «автоматов» гарантировать их правильную работу в течение трехсот и более тысяч километров пробега без смены масла.
Однако электронное управление, в принципе, не изменило закон управления трансмиссией: передачи, как и прежде, включаются в зависимости от скорости и нагрузки на двигатель. И многое, как и прежде, зависит от тщательного подбора настроек системы управления, динамики процесса переключения, а также тщательного согласования их с характеристикой двигателя. Именно от этого в первую очередь зависит «характер» трансмиссии и всего автомобиля. Скажем, многие автомобили BMW и Audi имеют одинаковые на «железном» уровне коробки одной и той же фирмы ZF, но как же по-разному они работают!
Однако куда сложнее достичь гармонии с характером водителя, да еще во всех без исключения дорожных ситуациях. Так что, несмотря на нынешние адаптивные программы переключения передач, «автомат» по-прежнему остается автоматом. С ограниченным набором алгоритмов. А у человека их — бесчисленное множество. Ведь жизнь редко укладывается в категории «зима-экономия-спорт».

Читайте также  Ауди е трон трансмиссия

Благодарим за помощь, оказанную в подготовке материала, Виктора Ефимовича Раскина — технического директора Центра автоматических трансмиссий МАИ, а также весь коллектив Центра.

Каким образом неподвижное колесо реактора способно увеличить крутящий момент на выходе гидротрансформатора? Не вдаваясь в тонкости гидродинамики, это можно пояснить так. Когда масло, отработав свое на лопатках турбины (ведомое колесо), попадает обратно на насосное колесо, на пути оно встречает неподвижные лопатки реактора, которые отбрасывают поток на лопатки насосного колеса уже под другим углом. «Полезная энергия» потока растет — а с ней и крутящий момент. Но рост сопротивления потоку вызывает увеличение гидравлических потерь. Поэтому с ростом скорости автомобиля (а значит, и частоты вращения турбинного колеса) колесо реактора растормаживается, и гидротрансформатор переходит в режим гидромуфты.
Соотношение крутящих моментов на входе и на выходе в обоих режимах на рисунке отражено весом гирек, «подвешенных» к насосному и к турбинному колесам.

Блокируя те или иные элементы планетарной передачи между собой или на корпус коробки в простом (одинарном) планетарном ряду, можно получить прямую, повышающую, понижающую передачу или реверс

Когда планетарный ряд выполняет роль понижающей передачи, роль ведомого (выходного) звена играет водило — деталь, соединяющая оси сателлитов (на рисунке она не показана). Когда солнечная шестерня заторможена (например, тормозом — на корпус коробки), водило вращается медленнее «короны», а крутящий момент на нем оказывается больше приложенного к «короне»

Прямая передача получается посредством жесткого соединения водила и солнечной шестерни — при этом «корона» не может поворачиваться относительно солнечной шестерни (а сателлиты — вокруг своих осей), и весь планетарный ряд вращается как одно целое

В повышающей планетарной передаче, как и в понижающей, «солнце» является заторможенным элементом. Только ведомое звено теперь — не водило, а «корона»

Чтобы изменить направление вращения на противоположное, нужно затормозить водило (то есть сделать неподвижными оси сателлитов) — и теперь «корона» и «солнце» будут вращаться в разные стороны

Что выбрать: коробку-автомат или вариатор

На современном автомобильном рынке можно найти сразу несколько вариантов машин, использующих коробки передач с автоматическим переключением. В первую очередь к ним относятся классические гидромеханические автоматы и вариаторы, хотя существует еще и вариант с роботизированным переключением передач. Формально эти варианты схожи — при переключении передач не используется механическая энергия, то есть физическое усилие водителя. Однако конструктивно они значительно отличаются, что обуславливает различные достоинства и недостатки разных вариантов. Поэтому попробуем выяснить, чем отличаются классические автоматы от вариаторов и какая конструкция лучше.

Коробка автомат

С формальной точки зрения к коробкам типа автомат можно отнести любые КПП, в которых переключение передач происходит без участия водителя. Однако исторически такое наименование закрепилось за гидромеханической коробкой передач, появившейся еще в первой половине XX столетия. Первыми появились коробки с 4 передачами, современные АКПП могут насчитывать 6, 8 и даже 9 передач у самых продвинутых вариаций.

Краткий обзор

Классическая коробка-автомат состоит из нескольких блоков, обеспечивающих переключение передач без участия человека.

  1. Планетарная коробка передач (планетарный редуктор) — основной узел АКПП, осуществляющий переключение передач и отвечающий за скорость движения автомобиля. Редуктор состоит из солнечной шестерни, планетарного водила, сателлитов и коронной шестерни.
  2. Система гидравлического управления — отвечает за работу планетарного редуктора и управляет им.
  3. Гидротрансформатор (гидромуфта) — передает крутящий момент от двигателя к планетарной коробке передач. Для передачи гидромуфта использует рабочую жидкость — трансмиссионное масло. Одновременно гидромуфта выполняет и функции сцепления. Размещается гидротрансформатор на маховике мотора.

Коробка-автомат

Плюсы и минусы

Классическая АКПП — агрегат, чья конструкция проверена временем. Плюсы и минусы КПП гидромеханической конструкции АКПП ярко проявлялись еще на коробках первых поколениях. Современные автопроизводители совершенствуют конструкцию АКПП, поэтому на самых дорогих моделях ее недостатки сглажены.

К плюсам АКПП можно отнести следующие качества.

  1. Надежная и испытанная временем конструкция. Современные гидротрансформаторы имеют ресурс использования в сотни тысяч километров пробега.
  2. Удобство в использовании и простота ремонта. Конструкция АКПП довольна проста и хорошо изучена работниками автосервисов.
  3. Возможность «переваривать» огромный крутящий момент.
  4. Способность «переживать» кратковременную буксировку.
  5. Наличие ручного механизма переключения передач.
  6. Щадящее отношение к двигателю. АКПП переключает передачи раньше, чем обороты мотора достигают высоких чисел. Благодаря этому сохраняется ресурс силового агрегата.
  7. Невысокая требовательность к трансмиссионному маслу. Классические 4-ступенчатые автоматы практически «всеядны» — вовсе не обязательно приобретать оригинальное масло, так что вполне допускается его замена аналогом. В то же время АКПП нового поколения с 8 или 9 передачами достаточно требовательны к качеству трансмиссионного масла.

Ручка АКПП

Минусы коробки-автомат также ярко выражены. К ним относятся следующие недостатки.

  1. Сравнительно низкий КПД. Из-за потерь в гидротрансформаторе АКПП использует меньший объем полезной мощности мотора. В этом коробка-автомат уступает и механической КПП, и вариатору.
  2. Повышенный расход топлива. Этот недостаток напрямую связан с предыдущим. Для выдачи сравнимой мощности автомобиль с коробкой-автомат использует больший объем топлива.
  3. Недостаточная динамичность. Разгон автомобиля с АКПП уступает машинам с механикой и вариатором.
  4. Рывки при переключении передач. В процессе езды чувствуются заметные рывки, когда автомат переключает передачи. Особенно этот недостаток характерен для классического 4-ступенчатого автомата, на АКПП нового поколения с большим количеством передач рывки значительно смягчены.

Вариатор

Вариатор (CVT) — вариант бесступенчатой трансмиссии, в процессе работы которой не происходит переключения передач. Простейшие модели вариатора использовались на мельницах, затем — на различных станках. Легковые автомобили стали оснащаться вариаторами во второй половине XX столетия, а расцвет бесступенчатой трансмиссии наступил уже в XXI веке.

Коробка передач вариатор

Краткий обзор

Существует немало разновидностей вариаторов, в легковом автомобилестроении чаще всего встречаются следующие разновидности:

  • клиноременная трансмиссия;
  • клиноцепная трансмиссия

Клиноременной вариатор — самая распространенная разновидность вариатора на сегодняшний момент. Крутящий момент от движка в них передается с помощью трапециевидного металлического ремня. Ремень надевается на два шкива — один ведущий, передающий усилия от силового агрегата, и один ведомый, передающий усилие к колесам. Изменение диаметров шкивов изменяет передаточные числа, примерно соответствующие диапазонам обычных передач в коробке. Принцип работы клиноцепной трансмиссии схож, однако в них ремень меняется на цепь.

Плюсы и минусы

Вариатор имеет множество преимуществ по сравнению с МКПП и даже гидромеханическим автоматом. Однако отдельные недостатки конструкции не дают ему полностью вытеснить другие варианты трансмиссий.

К положительным качествам вариатора относятся следующие преимущества.

  1. Высокий КПД трансмиссии. У вариатора нет расходов мощности на переключение передач, так что используется больший объем мощности, поступающий от двигателя.
  2. Меньший расход топлива — этот плюс вытекает из предыдущего. Для достижения нужных показателей скорости вариатор использует меньший объем бензина.
  3. Большая экологичность — меньший расход топлива определяет и меньшее количество вредных выбросов в выхлопе автомобиля.
  4. Плавный разгон с лучшими показателями ускорения. Вариатор позволяет быстрее разгонять машину, так как нет затрат времени на переключение передач. Так что по динамическим характеристикам вариатор выигрывает и у МКПП, и уж тем более у коробки-автомат.
  5. Отсутствие рывков. Так как у вариатора нет передач, то движение происходит плавно. Ускорение на автомобиле с вариатором напоминает езду на электромобиле или, например, троллейбусе. Это обеспечивает максимальный комфорт езды на машине с вариатором.
  6. Дополнительный, но немаловажный плюс — отсутствие отката назад при трогании на неровной поверхности. Автомобиль с вариатором не заглохнет при трогании на горке и не откатится назад, что особенно важно для начинающих водителей.
Читайте также  Трансмиссия lks audi a4

Внешний вид вариатора (CVT)

Однако есть у вариатора и немало минусов, из-за которых он проигрывает другим типам трансмиссий.

  1. Вариатор невозможно установить на двигатели большой мощности — клиноременная или клиноцепная трансмиссия не способна передавать крутящий момент от двигателей мощностью более 220 л. с.
  2. Несмотря на хорошие динамические характеристики вариатор не подходит для спортивного типа езды. Он «не любит» высоких оборотов двигателя, резких ускорений, пробуксовок и т. д.
  3. Недостаточная надежность конструкции — наличие большого количества электроники приводит к усложнению системы. Поэтому поломка вариатора — достаточно распространенное явление. Кроме того, ремонт вариатора обходится дорого, к тому же настоящих специалистов по подобному типу трансмиссии не так много.
  4. Меньший ресурс коробки — ремень вариатора рекомендуется менять после пробега в 150 тыс. км вне зависимости от его физического износа.
  5. Требовательность к обслуживанию. Вариатор можно заправлять только оригинальным трансмиссионным маслом, которое обходится дороже аналогов.
  6. Вариатор не позволяет буксировать прицеп или другой автомобиль.

Сходства

Главное сходство коробок-автомат и вариаторов — отсутствие механического воздействия для переключения передач при движении автомобиля. Вариатор в принципе не имеет передач, а передаточные числа на нем изменяются в постоянном автоматическом режиме. За переключение передач и выжимание сцепления в АКПП отвечает гидротрансформатор, поэтому физических усилий водителя не требуется.

Различия

Различий у двух типов трансмиссий на самом деле больше, чем кажется на первый взгляд.

  1. Гидромеханический автомат универсален — его можно устанавливать на автомобили любого размера и направленности: от городских машин до спорткаров. Вариатор не подходит для мощных седанов, внедорожников или спортивных автомобилей. Его стихия — семейные и городские автомобили, а также кроссоверы.
  2. Вариатор обеспечивает большую мягкость хода и комфортность поездки. Автомат также более комфортабелен при езде, чем автомобили с МКПП, однако уступает вариатору из-за ярко выраженных рывков.
  3. Конструкция автомата имеет большую надежность и больший ресурс. Вариатор чаще ломается, требует особого обслуживания и выходит из строя раньше.
  4. Вариатор более экономичен, так как потребляет меньше топлива, чем автомат.

Что лучше вариатор или автомат

Что лучше: автомат или вариатор

Однозначного вывода о том, какой тип трансмиссии лучше, сделать нельзя. АКПП и вариатор значительно различаются и в целом предназначены для различного типа автомобилей. Вариатор подходит для спокойного вождения, автомат более универсален. Он также достаточно комфортабелен, но позволяет ездить в спортивных режимах, буксировать прицепы, передвигаться по легкому бездорожью и т. д.

У обоих видов трансмиссий есть свои поклонники, и их аргументы звучат достаточно убедительно. Можно сказать, что для современного уровня технологий вариатор и коробка-автомат практически равны в своих преимуществах. Однако это относится только к АКПП с количеством передач не меньше 6 — старые добрые 4-ступенчатые автоматы уже значительно проигрывают современным вариаторам.

В целом сейчас на рынке установилось равновесие — вариаторы заняли свою нишу в виде семейных автомобилей и кроссоверов. Классические коробки-автомат хоть и уступили отдельный сегмент рынка вариаторам, прочно удерживают свою нишу, особенно в доле дорогих и спортивных автомобилей. Изменить ситуацию может дальнейшее совершенствование вариаторов — повышение надежности, увеличение ресурса и наделение способностью «переваривать» большой крутящий момент сделает их безусловным лидером среди различных видов трансмиссий.

Что будет если залить моторное масло в коробку передач – можно ли это делать

Сегодня на рынке смазочных материалов представлен большой выбор составов, различающихся по базе, эксплуатационному классу и вязкости. Все горюче-смазочные материалы подразделяются на две группы: масло в КПП (трансмиссионное) и в ДВС (моторное). Первые классифицируются на жидкости для механической коробки переключения передач и устройства автомат. Согласно классификации, по базе выделяют минеральные, полусинтетические и синтетические составы. Горюче-смазочный материал для ДВС и жидкость для коробки передач работают в совершенно разных условиях. Но нередко ситуация складывается так, что перед владельцами авто встаёт вопрос, можно ли лить моторное масло в КПП? От идеи добавить продукт для двигателя в автоматическую гидромеханическую коробку стоит отказаться сразу даже в экстренном случае. Дело в том, бывают случаи, когда вариатор некорректно функционирует даже на специальных составах ATF. Можно ли долить моторное масло в механическую коробку передач? В старых «вазовских» моделях ТС и для двигателей, и для трансмиссии действительно использовали один и тот же горюче-смазочный материал. Как быть с современными автомобилями? Давайте разбираться.

В чём разница между двумя продуктами

Смазывающая жидкость для ДВС и ГСМ для КПП отличаются по составу, функции, условиям работы. В основе каждого из них присутствует индивидуальный комплекс присадок. И если последние не соответствуют характеристикам устройства, то могут нанести непоправимый вред его конструктивным элементам.

Отличия моторного масла

ГСМ в КПП и смазывающая жидкость в ДВС выполняют свои функции в условиях совершенно разных температурных показателей. Последняя подвергается воздействию высокой температуры с частым перепадом, испытывает разного уровня нагрузки (нормальные и экстремальные), контактирует с газами, продуктами сгорания топливной смеси.

Маркируется такой состав буквами и цифрами, обозначающими его эксплуатационные характеристики. Горюче-смазочный материал для ДВС подбирается с учётом рекомендаций производителя ТС. Моторная жидкость должна соответствовать конструктивным особенностям ДВС. Цвет ГСМ для двигателя – от светло жёлтого до насыщенного коричневого.

Отличительные характеристики трансмиссионных жидкостей

Такой продукт не подвергается воздействию перепадов температурного режима и агрессивной среды. В силу того, что ГСМ, который рекомендовано заливать в коробку передач, воспринимает серьёзные нагрузки, его основа является более густой, чем жидкости для двигателя. Повышенный показатель вязкости позволяет трансмиссионной смазке образовать на трущихся поверхностях надёжную и более плотную защитную плёнку. Последняя способна эффективно выполнять свои защитные функции в условиях высоких нагрузок:

  • усиленно отводить тепло от конструктивных элементов устройства;
  • снижать уровень шума и обеспечивать акустический комфорт;
  • предупреждать механический износ трущихся деталей.

Чем ещё отличаются смазки для КПП от ГСМ для силового агрегата? Трансмиссионное масло характеризуется большим сроком годности. Но при этом важно обращать внимание, какого цвета состав. Если трансмиссионное масло помутнело, и в нём образовался кристаллический осадок, то такой продукт заливать в коробку передач нельзя.

Важно! Качественный продукт для АКПП включает в своей основе различные добавки, благодаря которым он имеет красноватый или желтоватый оттенок, реже бывает зелёного цвета.

Смазывающая жидкость для МКПП маркируется MTF, для устройства автомат – ATF.

Как распознать тип масла?

Разница между смазывающим составом для КПП и ГСМ для силового агрегата кроется не только в основе и вязкости. Отличить эти жидкости можно и по следующим признакам:

  • по запаху. Трансмиссионный горюче-смазочный материал характеризуется специфическим «ароматом». Некоторые водители ощущают выраженный запах серы. Но если ГСМ определённое время находился в открытой таре, то он, как правило, не пахнет, так как его «аромат» зачастую выветривается;
  • по ощущениям. В этом случае поможет тактильный контакт. Все, что потребуется – это окунуть два сжатых пальца в жидкость, а потом следует медленно их разомкнуть. Если ГСМ для трансмиссии, то плёнка моментально порвётся, если для ДВС – растянется на 2-3 мм.

Способ, который наиболее точно поможет определить масла – моторное или трансмиссионное – это проверка водой. В ёмкость следует налить воды и добавить пару капелек горюче-смазочного материала. А затем посмотреть, как выглядит эксперимент. Если капельки, сохраняя форму, будут долго плавать на поверхности и плохо растворяться, то это ГСМ для силового агрегата. Как отличить трансмиссионное масло? ГСМ для КПП хорошо растекается плёнкой, переливаясь всеми цветами радуги.

Что будет, если залить моторное масло вместо трансмиссионного

Перед тем, как решиться на такой шаг, рекомендовано обратиться к руководству по эксплуатации ТС. В мануале точно найдёте ответ на вопрос: можно ли залить в КПП масло для двигателя? Некоторые механические коробки переключения передач вполне могут функционировать определённое время на моторном ГСМ. Такое решение оправдано, если нужно срочно долить в КПП смазывающий материал, чтобы доехать до СТО. Что будет, если практиковать на постоянной основе применение ГСМ не по назначению? Минимальное последствие – сокращение срока службы устройства, максимальное – выход из рабочего строя КПП.

Если уж так случилось, что в аварийной ситуации залил моторную жидкость в механическую коробку передач (в автомат ни в коем случае нельзя. ), то рекомендовано, как можно скорее добраться до СТО и, удалив в полном объёме старую смазку, заменить её на материал, рекомендованный производителем ТС.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: