семь причин увеличения количества передач в АКПП
18 февраля 2021 09:32 Иван Зенкевич Утро России
pexels.com
Классический автомат сегодня – самый распространенный тип трансмиссии. Им оснащают большинство современных авто. Конечно, в последнее время серьезную конкуренцию ему составляют вариаторы и преселективные роботы. Тем не менее, самой надежной и долговечной по-прежнему является старая добрая гидротрасформаторная АКПП. Но адреналиновые гонки, перегрузки и частый перегрев могут в итоге вывести из строя даже самую надежную конструкцию.
У производителей автомобилей началось новое соревнование: они выпускают модели с многоступенчатыми коробками автомат. 8, 9, 10 и даже 12 ступеней – так и хочется спросить, кто больше? Зачем нужны такие коробки, и не заставляют ли нас переплачивать за ненужную опцию?
Классический автомат сегодня – самый распространенный тип трансмиссии. Им оснащают большинство современных авто. Конечно, в последнее время серьезную конкуренцию ему составляют вариаторы и преселективные роботы. Тем не менее, самой надежной и долговечной по-прежнему является старая добрая гидротрасформаторная АКПП.
Первые ее серийные варианты появились еще в 50-х годах прошлого века. Были они двух- и трехступенчатыми. По мере совершенствования конструкции увеличилось и число передач.
Сегодня 4-ступенчатые автоматы уже считаются устаревшими и даже в бюджетных классах все чаще ставят 6 ступеней. Но и это далеко не предел: на авто многих брендов можно встретить коробки с восьмью, девятью и даже десятью ступенями.
Давайте разберемся, для чего создают такие автоматы, что дает увеличение количества передач и какой у них ресурс?
Конечно, многоступенчатые трансмиссии разрабатываются не просто так.
«Увеличенное количество передач в автоматической трансмиссии современных автомобилей связано в первую очередь с экологическими требованиями», — поясняет специалист по гарантии Андрей Дорожкин.
Дело в том, что работой современных автоматов управляет электронный блок. Он отслеживает множество параметров, и в итоге коробка сама выбирает оптимальную передачу с точки зрения динамики, нагрузки и расхода топлива. Двигатель таким образом почти всегда работает в оптимальном режиме, а значит и выбросы будут на минимальном уровне.
Еще одна причина увеличения количества передач в автомате – комфорт и динамика. Чем больше ступеней, тем ровнее и быстрее происходит разгон, а рывков при частой смене скоростей практически не заметно. Плюс снижается уровень шума – ведь двигатель уже не воет натужно на высоких оборотах.
Применяются такие коробки, как правило, на больших и тяжелых машинах с мощными моторами. Связано это еще и с тем, что такой вариант гораздо лучше «переваривает» высокий крутящий момент, заодно снижает нагрузку на двигатель и продлевает его ресурс.
Конечно, многоступенчатые автоматы дороже, хотя бы потому, что в них используется больше комплектующих. Однако снижения надежности опасаться не стоит.
«Это связно с тем, что точность производства и качество используемых деталей выше, чем у предыдущих коробок передач», — добавляет Андрей Дорожкин.
Правда, это не значит, что такие трансмиссии не требуют к себе внимания. Более сложный узел нуждается и в более качественном и своевременном обслуживании. И конечно, нужно применять только рекомендованные производителем расходные материалы.
Но имейте в виду, многое зависит от вашего стиля езды. Адреналиновые гонки, перегрузки и частый перегрев могут в итоге вывести из строя даже самую надежную конструкцию.
авто машина/автомобиль Иван Зенкевич ресурсы автомобили автоматическая коробка переключения передач/АКПП новости
Ранее по теме
Нюансы разных видов подвесок, которые нужно учитывать
What Car: топ-5 самых проблемных SUV
Названы самые беспроблемные кроссоверы 2023 года
Эксперты назвали пятерку «автокоролей ржавчины»
Он так и остался мечтой: тест-драйв русского «Хаммера»
Тонкости промывки двигателя
6 причин почему коробки передач с большим количеством скоростей бессмысленны
Почему автоматические трансмиссии с более чем с 7-ю передачами не нужны.

Не всегда в нашем мире такая фраза, как- «больше-лучше»- оправдана. Например, давайте с вами узнаем, почему большое количество скоростей в коробке передач не делает такую коробку лучше, и почему, производители современных автомашин совсем забывают об этом. Посмотрите на образовавшуюся тенденцию в автомире за последние годы. Многие автопроизводители начали гонку за количеством передач в автоматических КПП. И что мы с вами видим?
На многих автомобилях в итоге появились автоматические трансмиссии с 8-ю а то и с 9-ю передачами. Но означает ли это, что новые инновационные АКПП лучше классических, которые оснащаются и имеют обычное количество передач?
Много граждан по всему миру думает, что большинство автопроизводителей немного сошли с ума оснащая машины своими многоскоростными автоматическими коробками. К нашему счастью, это безумие относится только к АКПП.
Производители не рискнули экспериментировать с МКПП, поскольку среди тех кто любит «механическое» переключение передач немало тех автомобилистов, кто любит лицезреть на дым из-под колес, любит максимальные обороты двигателя и спорт-треки (по крайней мере люди мечтают об этом и это является немалой мотивационной частью подталкивающей к покупке автомобиля на механике).
Поэтому естественно, что автопроизводители пока не рискуют браться за эксперимент с МКПП, поскольку в таком случае можно легко подорвать доверие тех сограждан, кто во истину любит автоспорт или спортивный стиль езды.
Что же касаемо автоматических трансмиссий, то современные АКПП стали очень сложными и заодно выдающимися агрегатами по сравнению с коробками прошлых лет. Например, многие современные автоматические трансмиссии стали адаптивными, они самонастраиваются под водителя в зависимости от его стиля езды.
Также в современных АКПП появилось и используется множество других технологий, которые заметно улучшили передачу крутящего момента поступающего на колеса.
Но в сегодняшнем современном автомире появилась и существует одна проблема. Речь конкретно идет о количестве передач в сегодняшних АКПП. Например, за последние годы на рынке стали появляться автоматические коробки с большим количеством передач, которые по мнению автомобильных компаний улучшают динамические характеристики автомобиля и делают его более эффективным. Но на самом деле это лукавство, пока нет ни одной серьезной причины по которой современные автомобили нуждаются в большом количестве передач. И сам факт остается фактом. Большинству современных автомашин не нужна АКПП в которой более 7 скоростей передач.
Да, безусловно, с одной стороны коробки с 8-ю, 9-ю или 10-ю передачами должны сделать машину быстрее и экономичней. Но при детальном и тщательном рассмотрении выясняется следующее, что добавление большого количества передач современным автомобилям на самом деле не является оптимальным решением для улучшения скорости разгона и экономичности. Существует мнение, что коробки с большим количеством передач наоборот снижают мощность, динамичность и т.п. машины.
Да, это понятно, я не являюсь как-бы инженером и не могу вам привести тех доказательств с точки зрения самой науки. Но тем не менее, беря во внимание обычную логику я попробую вас все-же убедить в том, что автоматические коробки передач с большим количеством скоростей по-просту бессмысленны.
1). Миф: Добавленная сложность в коробке означает добавленную стоимость
Начнем с простого. Чем больше передач имеет автоматическая коробка, тем больше она имеет деталей, разных компонентов и «винтиков». Также, для сборки такой АКПП с большим количеством передач необходимо гораздо больше времени. Это безусловно отражается на себестоимости этой КПП. Кроме того, естественно и всем понятно, что коробка передач с 9-ю передачами намного сложней по самой конструкции, чем 7-ми ступенчатая коробка. А это означает, что вероятность сбоя в коробке с большим количеством передач намного выше, чем в АКПП с небольшим их количеством.
Так что друзья, покупая машину с 9-ти ступенчатым «автоматом» вы не только переплачиваете за саму трансмиссию, но и получаете еще автомобиль с большим риском поломки АКПП. В том числе, при выходе из строя данной коробки передач затраты на ремонт этой современной трансмиссии с большим количеством передач будут куда значительнее и выше, чем при ремонте того же классического 5-ти или 6-ти ступенчатого «автомата».
2). Миф: Больше передач в АКПП означает больший вес
Как бы ни старались автопроизводители уменьшать массу своих новых автомобилей, у них не получается пока уменьшить вес самих автоматических коробок с большим количеством передач. Дело в следующем, в какой бы корпус они не засунули внутренние компоненты 9-ти ступенчатого «автомата», данная АКПП будет все-равно весить больше, чем тажа 7-ми ступенчатая трансмиссия.
А как мы с вами знаем, вес — это враг производительности любого автомобиля. Как же так получается? Ведь все автопроизводители давно знают, что для повышения мощности и производительности нужно делать автомобили легче… Зачем тогда оснащать автомобили АКПП с большим количеством передач? Ведь в таком случае итоговый вес машин начинает компенсироваться за счет уменьшения веса более важных деталей и компонентов. Согласитесь, все это как-то не разумно…(?)
Кроме того не стоит забывать и о том, что более тяжелая коробка передач приводит к перегрузке передней части машины. Особенно это касается переднеприводных машин. Ведь чем тяжелее трансмиссия, тем больше идет разбалансировка распределения веса между передней и задней осью. Таким образом, установка коробки с большим количеством передач, которая весит намного больше аналога с меньшим количеством передач, не лучшее инженерное решение в современной автопромышленности.
3). Миф: Чем больше передач в АКПП, тем чаще коробка переключается
Я знаю, что большинство современных инновационных автоматических трансмиссий с большим количеством передач, как правило, адаптивные и умеют подстраиваться под стиль вождения водителя. Таким образом, эта коробка начинает работать в более эффективном режиме и учитывать стиль вождения владельца. Но это совсем не означает, что такая АКПП будет переключать меньшее число передач.
Дело в следующем, любая автоматическая коробка во время движения автомобиля на разных его скоростях постоянно переключает соответствующие передачи. И чем больше коробка имеет передач, тем чаще она переключает скорости.
Возьмите к примеру, тот-же 5-ти ступенчатый старый классический «автомат». Он также частенько раздражает водителей своим постоянным переключением передач. Например, на многих автомобилях достаточно лишь того чтобы изменился уклон дороги и коробка может автоматически переключится на другую передачу, если не изменять обороты мотора, поскольку начнет меняться скорость машины. Иногда это сильно раздражает.
А теперь представьте себе, как часто будет переключаться автоматическая коробка с 9-ю передачами…
И не надо быть инженером, чтобы понимать, что частое переключение передач не идет на пользу всем внутренним компонентам трансмиссии. Тут все понятно и так. Чем чаще и больше деталей перемещается и вращается внутри, тем большему износу они подвергаются.
Подумайте друзья об этом. Особенно на тот момент, когда коробка передач в вашей машине при старте со светофора и до тех пор пока ваш автомобиль не наберет определенную скорость, переключится где-то 8 — 9 раз. Сами понимаете, что при таких нагрузках ресурс АКПП будет не таким долгим.
4). Миф: Чем больше передач в АКПП, тем автомобиль экономичней. — Все это реклама
Большинство автопроизводителей рекламируя свои 9-ти ступенчатые коробки передач заявляют, что трансмиссии с большим количеством передач позволяют сделать автомобиль экономичней. Но это друзья полный бред.
К нашему сожалению, на самом деле максимальная экономия топлива в автомобиле к примеру, с 9-ти ступенчатым «автоматом» по сравнению с 7-ми или 8-ми ступенчатыми трансмиссиями, может составлять всго 0,25 — 0,3 литра на 100 километров. Даже если сравнивать такую коробку с более старыми АКПП, которые имеют пять или шесть передач, то максимальная экономия топлива в машине с этой 9-ти ступенчатой АКПП будет составлять максимум 0,5 — 0,6 литра на 100 километров.
На первый взгляд такая экономия может показаться приличной. Но, на самом деле это просто мизер, поскольку различные другие факторы на дороге в итоге просто украдут эту экономичность машины. К примеру, тот же стиль вождения, те же атмосферные условия и даже шины могут сэкономить намного больше топлива, чем самая дорогая АКПП с большим количеством передач.
Вот вам пример: Автомобиль Infiniti I35 (2002 года выпуска), оснащенный двигателем V6 мощностью 255 л.с. и четырехступенчатым «автоматом» в среднем потребляет 10 литров на 100 километров пути при движении со средней скоростью 110 км/час. Новый же автомобиль Chrysler 200 с V6 мотором мощностью 295 л.с. и с 9-ти ступенчатой автоматической трансмиссией потребляет в тех же реальных условиях 9,7 литров на 100 км пути.
5). Миф: Чем больше передач в коробке, тем быстрее разгон автомобиля
Я конечно не стану отрицать, что большее количество передач в АКПП помогает динамичному ускорению автомобиля. Вот почему большинство автомобилей оснащенных 6-ти ступенчатой АКПП разгоняются быстрее своих предшественников, которые ранее оснащались четырехступенчатыми «автоматами».
Но это не означает, что девятиступенчатые трансмиссии сделают современные авто еще быстрее.
Спросите у любого человека, у кого есть горный велосипед с 21-скоростями, какими скоростями он чаще всего пользуется. В итоге вы выясните, что велосипедисты чаще всего и как правило используют скорости с 1-й по 7-ю и с 14-й по 21-ю. Остальные скорости используются очень редко.
То же самое касается и автомобилей с 5-ти или 6-ти ступенчатыми АКПП. Чаще всего автомобиль будет использовать одинаковые валы и шестерни. Так что друзья запомните, большую часть времени автомобиль с 9-ти ступенчатой АКПП будет также чаще всего использовать одни и теже передачи, что и обычные старые классические АКПП. Соответственно, в большинстве случаев при ускорении автомобили с 6-ти ступенчатой трансмиссией не будут уступать машинам с 9-ти ступенчатыми АКПП.
Вот почему автомобиль Mazda6 с 6-ти ступенчатым «автоматом» разгоняется также быстро и эффективно, как новый автомобиль Chrysler 200 с 9-ю ступенчатым «автоматом».
6). Зачем нужна автоматическая коробка с большим количеством передач, если есть вариатор?
Наверное о вариаторах уже сказано все что было можно. К большому нашему сожалению, мы все чаще и чаще слышим критику этого вида трансмиссии в современных авто. Но на самом деле хочется вам сказать друзья, что этот вид коробок передач получает критику совсем незаслуженно. Как мне кажется, вариаторные трансмиссии это будущее трансмиссий для многих автомобилей.
Да, безусловно, вариаторы зарекомендовали себя не самым лучшим образом. Особенно, если говорить о их надежности. Но, тем не менее, это не говорит о том, что вариаторные трансмиссии обречены на свое дальнейшее забвение. Ведь прогматичного смысла в них намного больше, чем в АКПП с большим количеством передач. Согласитесь со мной, нет смысла добавлять классическим АКПП еще больше передач, когда есть вариатор с бесконечным количеством передач…
Несмотря на нелестную репутацию на самом деле вариаторы реально недооценивают. Ведь они действительно имеют ряд преимуществ перед обычными АКПП. Например, автомобили, оснащенные вариаторами реально экономичней, а еще выбрасывают в атмосферу меньше вредных веществ. И все дело в том, что вариатор обеспечивает сам двигатель бесконечными передаточными числами, что влияет на эффективность работы мотора.
В итоге благодаря более эффективной работе двигателя существенно снижается и само потребление топлива. Соответственно от этого снижается и уровень вредных выбросов в атмосферу. Это ж мечта любого эколога друзья!
Кроме того, вариатор позволяет улучшить динамические характеристики автомобиля и делает это за счет более эффективного ускорения машины, и благодаря бесконечному числу передач.
Если вы господа сомневаетесь в эффективности вариаторов, то вот вам один пример на видео из 1990-х годов, где команда Формулы-1 «Williams» тестирует болид F1 оснащенный вариатором. К большому сожалению, после этих испытаний руководство Формулы-1 запретило использовать этот вид трансмиссии в гонках, поскольку это привело бы к явному господству команды в гонках Гран-При.
Я знаю и не только по-наслышке, что люди частенько ругают вариаторы за громкий звук двигателей, поскольку этот вид трансмиссий требует более высоких оборотов силового агрегата. Да, это действительно так, громкий звук двигателя работающего в паре с вариатором, многим просто непревычен. Но это же друзья дело времени, можно к этому шуму и привыкнуть (извините за тавтологию).
Да, не скрою, многим на начальном этапе вариатор доставляет определенные неудобства. Ведь по своей сути вариатор не имеет передач и водителю трудно понять, когда коробка меняет передаточные отношения. Особенно этот дискомфорт будут испытывать те водители, кто долгое время владел и ездил на машине со старым классическим «автоматом», где переключения передач ими хорошо чувствовались.
Но, тем не менее друзья, со временем к вариатору все-же можно привыкнуть.
Смотрите также: Вот как можно избежать повреждения механической коробки при переключении передач не по порядку
Так что я со своей стороны думаю так, автопроизводителям нет смысла изобретать заново колесо придумывая все новые виды трансмиссий с большим количеством передач. Ведь пятое колесо по сути, уже давно придумано и изобретено. Речь идет конкретно о вариаторных трансмиссиях.
Странно даже как-то, что вариаторы, так быстро набрав популярность также быстро стали ее терять. Скорее всего так нужно именно производителям, которые в погоне за своей прибылью проводят различные маркетинговые эксперименты. Но скорее всего, я так думаю, что мода на коробки с большим количеством передач вскоре пройдет.
Пришла как-раз пора воспользоваться тем самым изобретенным пятым колесом и массово начать использовать на всех машинах вариаторы.
Сколько скоростей передачи вам нужно?
Современный рынок трансмиссии полон новых технологий и новых разработок. По мере того, как функции и компоненты трансмиссии становятся все более совершенными, в центре большинства дебатов о технологиях автоматических трансмиссий стоит одна разработка: каково оптимальное количество передач? Производители представили совершенно новый мир трансмиссий с девятью, десятью и более передачами, не говоря уже о модулях с непрерывным передаточным числом с неограниченным передаточным числом.
Но откуда водителям знать, что им действительно нужно, и как эти многоскоростные агрегаты повлияют на будущее автоматических трансмиссий? В этом посте мы объясним преимущества, которые потенциально может обеспечить большее количество передач, и обсудим некоторые мнения отрасли, чтобы определить, сколько скоростей передачи вам действительно нужно.
Необходимость в большем количестве скоростей трансмиссии
Увеличение количества трансмиссий с числом передач выше восьми или девяти фокусируется на нескольких конкретных преимуществах технологии:
- Более легкое и плавное ускорение
- Пиковая мощность и производительность двигателя
- Улучшенная экономия топлива и эффективность оборотов двигателя
Короче говоря, чем больше передач в трансмиссии, тем ближе двигатель может оставаться к месту, где он производит наибольшую мощность. В то время как более традиционные автоматические устройства имели только от трех до пяти передач, добавление еще нескольких передач придает современным устройствам более сложный общественный имидж.
Сколько скоростей нам действительно нужно?
Хотя мы можем признать потенциальные преимущества и преимущества трансмиссии с большим количеством скоростей, остаются большие вопросы: сколько скоростей нам действительно нужно? В какой момент большее количество передач становится ненужной сложностью, а не полезным развитием? Хотя правда в том, что конкретного ответа от отрасли пока нет, в дебатах участвуют несколько автопроизводителей.
Сегодня максимальное количество передач в автоматических коробках передач колеблется около десяти, хотя, возможно, в разработке еще больше скоростей. Кроме того, технология CVT использует передаточные числа вместо заданных передач, чтобы обещать неограниченное количество передач и возможность создать идеальную передачу для любых условий вождения. Хотя эти технологии захватили лишь небольшую долю рынка, сегодня мы видим их больше, чем когда-либо, на сборочных линиях и в дороге.
Похоже, производители пришли к согласию относительно того, что может наступить момент, когда большее количество передач перестанет приносить дополнительные преимущества водителям или отрасли. Представители Ford и GM считают, что их коробки передач с девятью и десятью скоростями находятся в выигрышном положении. Однако представитель Ford Кевин Норрис сказал, что Ford обнаружил, что трансмиссия с одиннадцатью или двенадцатью передачами может создавать архитектурные проблемы, которые перевешивают любые дополнительные преимущества, которые они могут предоставить. Марк Шампайн, директор по качеству трансмиссии и трансмиссии в Fiat Chrysler, также считает, что преимущества большего количества передач могут сравняться с десятью. Тем не менее, Honda может двигаться вперед с моделью с одиннадцатью скоростями, в которой используются три сцепления, чтобы быстро пропускать передачи при переключении и обеспечивать передаточные числа, которые могут конкурировать с вариаторами.
Что наиболее важно помнить о количестве скоростей в трансмиссии, так это то, что эти приложения все еще являются относительно новыми для рынка. Чтобы по-настоящему понять, что означает большее количество передач, нам нужно продолжить тестирование и узнать больше о том, как работают эти устройства. Двигаясь вперед, будущие приложения могут найти еще более полезное и интересное применение большему количеству передач в особых условиях или более совершенным транспортным средствам, которые мы еще не видели.
«Яркая идея» для короткого обнаружения
Если вы достаточно стары, чтобы помнить автоматическую коробку передач Powerglide от GM, вы должны знать, что для многих автомобилей того времени достаточно было всего двух передних передач. Низкооборотные двигатели той эпохи с большим рабочим объемом производили достаточный крутящий момент, чтобы заставить относительно тяжелые автомобили трогаться с места на пониженной передаче, а высокая передача обеспечивала комфортные обороты двигателя для движения на крейсерской скорости.
Все стало немного сложнее, когда несколько лет спустя GM представила трехступенчатую Turbo-Hydramatic, и с тех пор автоматические коробки передач стали добавлять передние передачи. Сегодня обычным явлением стали автоматические коробки передач с восемью, девятью и даже десятью скоростями переднего хода. Может показаться, что производители транспортных средств участвуют в международной гонке вооружений с автоматическими трансмиссиями, и каждый пытается превзойти других, добавляя еще одну передачу в свои автоматические трансмиссии. Но причина на самом деле намного проще и сводится к одному слову: эффективность.
В среднем рабочий объем современных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) намного меньше, чем у больших железных глыб, которые были нормой во второй половине прошлого века. Эти двигатели меньшего размера развивают большую мощность на кубический дюйм, чем их предшественники. Но чтобы работать наиболее эффективно и обеспечить гораздо лучшую экономию топлива, сохраняя при этом выбросы на минимуме, они лучше всего работают в относительно узком диапазоне оборотов.
Существует множество различных способов изготовления многоступенчатой автоматической коробки передач, и в этой статье мы рассмотрим некоторые из наиболее инновационных решений. Мы также рассмотрим движение автоматических коробок передач в противоположном направлении — назад к коробкам передач только с одной и, возможно, двумя передними передачами. Большие, ленивые двигатели V8 больше не вернутся, но сегодня производятся электрические и гибридные силовые установки, которые более чем способны соответствовать выходному крутящему моменту V8. И для них одной-двух передач вперед более чем достаточно.
Многоскоростные коробки передач
ZF 8HP является одним из примеров восьмиступенчатой автоматической коробки передач с гидротрансформатором для заднеприводных и полноприводных моделей. Есть четыре планетарных ряда, для которых требуется пять переключающих элементов, из которых только два открыты на любой заданной передаче. Для 8HP также требуется не более трех многодисковых сцеплений и двух тормозов. Поскольку на каждую передачу открыты только два переключающих элемента, потери на сопротивление уменьшены. Масляный насос лопастного типа с параллельными осями также снижает потери на сопротивление.
Хотя 8HP имеет на две скорости больше, чем более ранняя 6HP, размеры остались прежними, а вес был уменьшен на 3%, включая масло. В то же время общее передаточное отношение 7:1 гарантирует, что двигатель всегда находится в оптимальном рабочем диапазоне. Это выражается в улучшении ускорения и снижении расхода топлива. Обладая переменным спектром крутящего момента, совместимостью с полным приводом и широким спектром вариантов гибридизации, 8HP является идеальным партнером практически для всех сегментов транспортных средств и областей применения.
ZF также производит девятиступенчатую автоматическую коробку передач. Несколько лет назад Ford и GM совместно работали над 10-ступенчатой автоматической коробкой передач. Эти две компании также работали вместе над разработкой 9-ступенчатой поперечной автоматической коробки передач для переднеприводных автомобилей и кроссоверов. ZF 9HP — автоматическая трансмиссия, предназначенная для легковых автомобилей с передне-поперечным расположением двигателя, как с передним, так и с полным приводом. Девять скоростей осуществляются четырьмя планетарными передачами и шестью переключающими элементами. Зубчатые передачи сгруппированы для экономии места, а трансмиссия имеет широкий диапазон передаточных чисел (почти 10:1) с небольшими шагами между ступенями передаточных чисел. 9HP также впервые использует блокирующие кулачковые муфты в трансмиссии легковых автомобилей с переключением под нагрузкой.
Бесступенчатые трансмиссии
Бесступенчатая трансмиссия (CVT) — это автоматическая трансмиссия с ременным приводом, которая может плавно переключаться в непрерывном диапазоне эффективных передаточных чисел. Это контрастирует с другими обычными трансмиссиями, которые предлагают фиксированное число передаточных чисел. Гибкость вариатора позволяет входному валу поддерживать постоянную скорость даже при изменении выходной скорости.
Бесступенчатая трансмиссия с ременным приводом обеспечивает КПД примерно 88%, что не так хорошо, как у механической коробки передач, но лучше, чем у многих обычных автоматических коробок передач. Конструкция бесступенчатой трансмиссии позволяет двигателю работать на максимально эффективной скорости для различных скоростей автомобиля. Когда мощность важнее экономичности, можно изменить передаточное отношение вариатора, чтобы двигатель мог вращаться на тех оборотах, при которых он производит наибольшую мощность.
Вождение автомобиля с вариатором может сбить с толку водителя, привыкшего к характеристикам обычной трансмиссии. При трогании с места двигатель сразу переходит на точку оборотов и остается на ней, в то время как автомобиль разгоняется. Это может ощущаться и звучать так, как будто сцепление пробуксовывает или проблема с автоматической коробкой передач. Некоторые производители обходят это ощущение, искусственно создавая «шестерни». Это заданные точки, в которых два шкива будут иметь определенные относительные размеры, как обычные шестерни. По мере того как автомобиль разгоняется, вариатор поддерживает заданные размеры шкивов, создавая ощущение переключения передач при выборе каждого нового набора размеров шкивов.
В отличие от обычной коробки передач, эти шестерни представляют собой не что иное, как настройки программного обеспечения, определяющие относительные размеры двух шкивов. Так что «передаточные числа» можно изменить в любое время. Вариатор Subaru WRX имеет экономичный режим с шестью скоростями и режим производительности с восемью скоростями. Toyota утверждает, что Corolla CVT имеет семь скоростей. Все это кажется довольно упрощенным, поскольку первоначальным преимуществом вариатора является то, что он может иметь потенциально неограниченное количество передаточных чисел. Принуждение шкивов к остановке в определенных точках, чтобы передать «ощущение» обычной трансмиссии, — это победа маркетинга над инженерами.
Коробки передач с двойным сцеплением
Коробки передач с двойным сцеплением (DCT) имеют несколько разных названий в зависимости от производителя автомобиля. Некоторые немецкие производители используют аббревиатуру DSG, что означает «коробка передач с прямым переключением» или «коробка передач с прямым выбором». В оригинальном немецком языке это direkt-schalt getriebe . Первые коробки передач с двойным сцеплением были разработаны для гоночных автомобилей Porsche 962 1980-х годов.
Коробка передач с двойным сцеплением — это автоматизированная механическая коробка передач, в которой используются два отдельных сцепления для нечетных и четных наборов передач. Хотя обычно они работают в полностью автоматическом режиме, многие из них также могут вручную переключать передачи в полуавтоматическом режиме. Две муфты расположены концентрически: большая внешняя муфта приводит в движение четные шестерни, а меньшая внутренняя муфта приводит в движение нечетные шестерни. При переключении на повышенную и пониженную передачу DCT переключается последовательно, чередуя четные и нечетные передачи.
Переключения могут выполняться без прерывания распределения крутящего момента на ведущие колеса. Крутящий момент двигателя передается на одно сцепление, поскольку оно отсоединено от другого сцепления. Поскольку альтернативные передаточные числа могут предварительно выбирать нечетную передачу на одном валу шестерни, в то время как автомобиль движется на четной передаче (или наоборот), следующее переключение на повышенную или пониженную передачу можно предвидеть и предварительно выбрать, что позволяет DCT переключаться быстрее, чем обычное механическая коробка передач. Это было его изначальным преимуществом в гоночном приложении.
В коробках передач с двойным сцеплением используются либо два многодисковых сцепления мокрого типа, либо два однодисковых сухих сцепления. Конструкция мокрого сцепления обычно используется в автомобилях с более высоким выходным крутящим моментом, а конструкция сухого сцепления подходит для небольших автомобилей с более низким выходным крутящим моментом. Преимуществом конструкции с сухим сцеплением является повышение эффективности использования топлива, поскольку исключаются насосные потери конструкции с мокрым сцеплением.
Преимущество автоматической коробки передач с двойным сцеплением, которое используется обоими типами сцепления, заключается в улучшенной экономии топлива по сравнению с обычной автоматической коробкой передач с гидротрансформатором. DCT можно переключить в нейтральное положение, отключив оба сцепления, когда автомобиль остановлен. Это позволяет двигателю продолжать работать, но снижает нагрузку, повышая экономию топлива и снижая вибрацию. Одно из двух сцеплений включается, когда водитель отпускает тормоз.
Коробки передач Multiclutch
Когда стоимость не имеет значения, производитель автомобилей может проявить творческий подход, отказавшись от большинства устоявшихся концепций конструкции автоматических трансмиссий. Koenigsegg, шведский производитель экзотических автомобилей, представил трансмиссию Light Speed Transmission (LST) в своей модели Jesko 2019 года. LST включает в себя девять передач переднего хода и семь мокрых многодисковых сцеплений в компактном корпусе. LST способна очень быстро переключаться между передачами вверх и вниз благодаря одновременному открытию и закрытию муфт.
Koenigsegg утверждает, что LST способна переключаться намного быстрее, чем обычная коробка передач с двойным сцеплением, отчасти потому, что она может одновременно переключаться между и скоростями переднего хода, тогда как DCT должны предсказывать и предварительно выбирать следующую передачу. Если водитель передумает или изменится нагрузка, DCT должен отменить выбор и выбрать новый, что приведет к небольшому прекращению передачи крутящего момента на колеса. DCT также являются последовательными, поэтому они не могут пропускать передачи. Они переключаются с интервалом в одну передачу — например, с 7-й на 6-ю, на 5-ю, на 4-ю.
Система мультимуфты LST может мгновенно выбирать нужную передачу, обходя несколько передаточных чисел, если это необходимо для удовлетворения спроса. Конструкция мультимуфты LST управляется технологией UPOD (максимальная мощность по требованию), чтобы выбрать оптимальную передачу для максимальной мощности с легким переключением передач, независимо от того, находится ли эта передача на одной, двух или даже на пяти передачах. UPOD использует скорость автомобиля и двигателя, чтобы определить правильную передачу для максимальной мощности, и дает указание LST включить эту передачу, независимо от ее отношения к текущей передаче.
LST предлагает как обычное (одноступенчатое), так и переключение передач UPOD. Подрулевые лепестки переключения передач и центральный рычаг переключения передач имеют зубчатые механизмы, позволяющие переключать оба типа переключения передач. Нажмите нужный лепестковый переключатель или центральный рычаг переключения передач до первого деления, и трансмиссия мгновенно переключится на одну передачу, как обычно. Нажмите весло или центральный переключатель за этой первой отметкой, чтобы активно использовать возможности UPOD для прыжков. Интеллектуальная система UPOD мгновенно определяет оптимальную передачу и автоматически включает ее.
Двухступенчатые коробки передач
Вместо одноступенчатой коробки передач, как в большинстве электромобилей, Porsche Taycan EV имеет двухступенчатую коробку передач сзади и одноступенчатую коробку передач спереди. Более низкое передаточное число используется до 62 миль в час, что означает, что оно может увеличить коэффициент крутящего момента электродвигателя перед переключением на более экономичную вторую передачу.
Высшая передача двух передаточных чисел соответствует передаче двигателя, приводящего в движение передние колеса. Таким образом, на более высоких крейсерских скоростях два двигателя вращаются примерно с одинаковой скоростью. Шаг между двумя передачами большой, при этом передаточное число второй передачи составляет примерно половину первого.
Во время большей части движения Taycan работает с включенной высшей передачей. Включение первой передачи происходит при выборе режима Sport или Sport Plus. Для трогания с места на 1-й передаче в обычном режиме требуется сильное нажатие педали акселератора. Кулачковая муфта может полностью отделить задний двигатель от коробки передач, позволяя Taycan управляться как переднеприводным автомобилем в режиме Range или при очень легких нагрузках.
Двухступенчатая коробка передач Taycan была разработана компанией Porsche. Другие производители также представили двухскоростные модели, разработанные для электромобилей. ZF анонсировала двухступенчатую коробку передач без сцепления для электромобилей, которая может обеспечить более высокую максимальную скорость и повысить эффективность движения на шоссе на 5%. Многие производители электромобилей настраивают их на максимальную скорость около 125 миль в час. Это потребовало более крупного двигателя, чем могло бы быть необходимо, в сочетании с более высоким односкоростным передаточным числом, чем могло бы быть идеальным для езды по городу.
«До сих пор при использовании электродвигателей производителям транспортных средств приходилось выбирать между высоким начальным крутящим моментом и высокой максимальной скоростью», — сказал Берт Хеллвиг, глава отдела систем электронной мобильности в ZF. «Сейчас мы разрешаем этот конфликт, и новый привод будет совместим с мощными и более тяжелыми автомобилями».
Например, электрические внедорожники или пикапы, буксирующие прицепы, могут выиграть от нескольких передаточных чисел, чтобы максимизировать мощность на низких скоростях без ущерба для эффективности. Porsche, без сомнения, использовал двухступенчатую коробку передач для Taycan, чтобы он мог обеспечить высокую производительность и скорость, которыми он известен, а также обеспечить полезный запас хода батареи.
Односкоростные коробки передач
Для большинства электромобилей достаточно односкоростной коробки передач. Способность электродвигателя развивать полный крутящий момент с 0 об/мин устраняет необходимость в пониженной передаче для преодоления инерции и запуска автомобиля с места. Промежуточные передачи также не нужны.
Volkswagen называет одноступенчатую коробку передач в своем электромобиле ID.3 двухступенчатой одноступенчатой коробкой передач. При движении задним ходом направление системы электропривода просто меняется на противоположное. Для достижения максимальной мощности в 150 кВт блок электропривода должен вращаться с высокой скоростью. Для обеспечения высокого уровня крутящего момента используется передаточное число 10:1. Для экономии места редуктор имеет двухступенчатую конструкцию с двумя меньшими шестернями вместо одной большой. В результате приводной электродвигатель ID.3 обеспечивает максимальный крутящий момент 310 Нм постоянно в широком диапазоне скоростей. Максимальная скорость 100 миль в час достигается при максимальных 16 000 об/мин. Для ID.3, оптимизированного для максимальной дальности, использование одной передачи для всех дорожных ситуаций вполне достаточно.
Коробки передач с прямым приводом
Система Koenigsegg Direct Drive (KDD), в которой отсутствует возможность выбора передаточного числа, была впервые установлена на Regera 2015 года. KDD убирает с автомобиля традиционную коробку передач и обеспечивает прямой привод на заднюю ось от ДВС без необходимости использования нескольких передач или трансмиссии CVT. По сути, автомобиль все время находится на эквиваленте 7-й передачи.
Ключевые компоненты системы KDD:
• Три электродвигателя с осевым потоком,
•Улучшенный момент блокировки,
•Сверхплотный и сверхкомпактный аккумулятор.
ДВС Regera развивает мощность 1100 л.с. и крутящий момент 1250 Нм, но его пиковый крутящий момент недоступен при 0 об/мин. Поэтому, когда Regera трогается с места, основной крутящий момент обеспечивается тремя электродвигателями. Электродвигатели обеспечивают мгновенный крутящий момент с 0 об/мин и действуют как нижние передачи традиционной трансмиссии, обеспечивая плавное (и довольно мощное) движение Regera с места.
Система электропривода Regera обеспечивает мощность 670 л.с. и крутящий момент 3500 Нм непосредственно на задние колеса, доступные с места до 3500 об/мин. В этот момент крутящий момент электродвигателя начинает снижаться, хотя он поддерживает до 8000 оборотов в минуту. HydraCoup передает мощность от ДВС в трансмиссию по мере того, как Regera ускоряется, пока HydraCoup не заблокируется и не будут применены полная мощность и крутящий момент ДВС.