С начала XXI века с появлением роботизированных коробок передач с двойным сцеплением АКПП стали постепенно сдавать позиции. При этом гидромеханические коробки сохранились на европейских машинах премиального сегмента, а также используются многими азиатскими брендами (в том числе и китайскими).
Причины отказа от гидротрансформаторных АКПП
Классическая гидромеханическая коробка оснащается гидротрансформатором, передающим и преобразующим крутящий момент от двигателя. В самой коробке установлено несколько планетарных редукторов и фрикционных пакетов, обеспечивающих соединение элементов редукторов для получения передач. Управление АКПП осуществляется при помощи гидроблока, давление в гидравлической системе создается насосом.
Массовый отказ от автоматических коробок с гидротрансформатором затронул автомобили ряда марок, которые предпочли перейти на использование роботов с двойным сцеплением. При этом дефицита АКПП нет – в производственной линейке сохранены модели с классическим автоматом, рассчитанные на поставки на ряд рынков сбыта.
Для премиального сегмента дефицит еще менее явен, практически все бренды сохранили гидромеханические коробки. Те же компании BMW, Mercedes-Benz или Audi выпускают автомобили с АКПП. Автоматические коробки (клоны продукции ZF) используют и китайские производители на кроссоверах и легковых автомобилях с двигателями объемом от 2 л.
Технические недостатки
Традиционным недостатком АКПП называют гидротрансформатор, в котором находится масло. Из-за конструктивных особенностей часть мощности теряется на нагрев жидкости. Эта проблема была хорошо заметна на АКПП образца 80-х гг. с небольшим количеством ступеней и отсутствием систем электронного контроля. Уже в 90-х гг. на рынок стали выходить автоматические коробки с 5 передачами и блокировкой гидротрансформатора, мало уступавшие по характеристикам МКПП.
При работе двигателя начинается подача масла от насосного колеса гидротрансформатора к турбинному, что позволяет передавать крутящий момент. В конструкции гидротрансформатора имеется реакторное колесо и пакет для блокировки. КПД гидротрансформатора в режиме блокировки доходит до 97%, что и используется производителями для снижения расхода топлива.
Примером могут служить КПП ZF серии 8HP, которые не являются дефицитом и способны блокировать гидротрансформатор даже при движении на первой передаче.
Автоматическая трансмиссия не имеет явных технических недостатков, хотя и требовательна к условиям эксплуатации. Замена масла должна производиться через каждые 50-60 тыс. км при нормальных условиях эксплуатации и чаще – при сложных условиях. Причиной загрязнения масла является работа фрикционных пакетов. Несмотря на наличие фильтра, продукты износа попадают в гидроблок и выводят из строя регуляторы давления. В ряде АКПП используются детали из алюминия с ограниченным ресурсом – в той же линейке 8HP от ZF установлены алюминиевые барабаны, на которых к 120-150 тыс. км появляется наклеп от контакта со стальными дисками пакетов.
Динамика и эффективность
Вторым недостатком АКПП нередко считают медленное переключение, что справедливо для моделей из прошлого столетия. Робот с двойным сцеплением переключает скорости в 2-2,5 раза быстрее, что в теории дает преимущество. Динамика разгона зависит не только от скорости переключения, но и от количества переключений при ускорении до определенной скорости. Современная АКПП практически не уступает по динамике разгона, а иногда и превосходит роботизированную коробку.
Для примера рассмотрим два автомобиля BMW с дизельным двигателем объемом 1,8 л с наддувом и дополнительным электродвигателем. На компактной модели BMW 120D установлена 7-ступенчатая роботизированная коробка с двойным сцеплением и 20-сильный электромотор. На BMW 320D используется 8-скоростная АКПП производства компании ZF и 11-сильный электродвигатель.
Анализ данных, взятых из рекламных проспектов, показывает отсутствие явного преимущества у роботизированной коробки. Разница в характеристиках минимальна и никак не замечается владельцем.
| Модель | Масса, кг | Скорость, км/ч | Разгон до 100 км/ч, с | Расход, л/100 км |
| 120D | 1570 | 222 | 7,9 | 4,8 |
| 320D | 1520 | 226 | 8,4 | 4,5 |
Экологические нормы
Снижение расхода топлива связки роботизированной коробки и малообъемного двигателя с турбиной достигается только при аккуратном стиле управления. Если водитель начинает разгоняться с интенсивной раскруткой коленчатого вала двигателя, то от экономичности не остается и следа. Подобная ситуация является нормой турбомотора, который «едет» только при большом расходе топлива. Наличие турбины и робота не в состоянии отменить принципы работы тепловой машины, каковой и является любой двигатель внутреннего сгорания.
Что касается экологии, то сертификация автомобилей в Европе происходит весьма оригинально. На протяжении последних нескольких лет популярность набрали гибриды PHEV – машины, способные проехать до 100 км на электрической тяге. При этом расход жидкого топлива составляет не более 1 л на 100 км, что позволяет получить минимальные количества выбросов угарного газа в атмосферу.
Парадокс заключается в следующем – автомобиль с таким запасом хода неплох для сравнительно щадящей эксплуатации и поездок на небольшие расстояния. После разряда батареи машина едет за счет двигателя внутреннего сгорания, что увеличивает расход топлива если не на порядок, то в 6-7 раз.
Экономические факторы
Основная и единственная причина мнимого дефицита АКПП и популярности роботов – меньшая стоимость производства. Основные затраты на доводку идеи роботизированной коробки с двойным сцеплением понес концерн VAG, который является пионером в данном сегменте трансмиссий. Концерн потратил более 10 лет на модернизации, прежде чем роботы стали сравнительно надежными.
Причем основные проблемы были с коробками, оснащенными сухими сцеплениями. Со сцеплениями многодискового типа в масляной ванне особых сложностей не было, большинство производителей роботизированных коробок используют именно такую конструкцию.
Капитальный ремонт АКПП в профильном сервисе обходится недешево, особенно в современных условиях дефицита запчастей. Восстановление АКПП серии 8HP обойдется примерно в 300-400 тыс. руб. при использовании оригинальных запчастей и соблюдения при ремонте всех требований производителя. С другой стороны, восстановление роботизированной коробки или вариатора будет ненамного дешевле, особенно при грамотной дефектовке, все том же дефиците запчастей и замене всех деталей с сильным износом.
Современные альтернативы
Альтернативой гидромеханической коробке, которая якобы стала дефицитом, считается робот с двойным сцеплением. Робот состоит из механической части, а также модуля переключения скоростей и управления сцеплениями. В роботах VAG используется мехатроник и гидравлический метод, ряд производителей отдает предпочтение электромеханическому приводу. Срок службы любого робота до ремонта определяется надежностью сцеплений и условиями эксплуатации. Многие мелкие детали роботов являются дефицитом и поставляются в запчасти в сборе.
Сцепления сухого типа редко выдерживают более 150 тыс. км даже при самой аккуратной эксплуатации. Многодисковые сцепления в масляной ванне надежнее и могут пройти до 200-220 тыс. км, но при этом активно загрязняют масло. В результате владелец должен менять масло в коробке через 50-60 тыс. км с одновременной установкой нового фильтра. Отказ от регулярного обслуживания приводит к проблемам с гидроблоком, устранение которых обходится недешево.
Роботы нередко ставятся на спортивных автомобилях, где имеет значение небольшой выигрыш во времени переключения. При этом ресурс коробки для спортивного автомобиля вторичен – никто не станет использовать такую машину в качестве повседневного транспорта на 100% возможностей.
Еще одной альтернативой АКПП считается вариатор, хотя бесступенчатая коробка имеет массу ограничений. При использовании ремня максимальный крутящий момент не превышает 220-230 Н*м, применение цепи несколько увеличивает запас прочности. Вариатор удобен плавной регулировкой передаточного числа, что в теории удерживает двигатель в оптимальном диапазоне и способствует снижению расхода топлива. На практике заметной экономии вариатор не дает – в лучшем случае удается снизить расход на 0,2-0,4 л на 100 км по сравнению с механической коробкой или АКПП.
Вариатор может оснащаться все тем же гидротрансформатором, некоторые производители использовали стартовые фрикционные пакеты. Для изменения направления движения в коробке установлен планетарный редуктор. Основной сложностью при создании вариатора является обеспечение синхронного изменения диаметров ведомого и ведущего шкивов, между которыми движется толкающий ремень или цепь. Большие нагрузки в месте контакта ремня и шкивов требуют использования специального масла, образование мелкой стружки является нормой для вариатора.
Из-за постоянного образования продуктов износа вариатор требует обслуживания через 25-30 тыс. км. Грязное масло нередко выводит из строя редукционный клапан насоса и изнашивает соленоиды в гидроблоке, что приводит к дополнительной пробуксовке ремня или цепи.
Отдельно стоит упомянуть о специфике ряда вариаторов компании Jatco, которая является одним и основных разработчиков и производителей бесступенчатых коробок. Из-за конструктивных особенностей последние модели вариаторов Jatco и даже гидроблоков нельзя менять на контрактные. Дефицит оригинальных новых гидроблоков лишь усложняет ремонт.
Региональные различия
Многие производители выпускают модификации автомобилей с учетом особенностей разных рынков сбыта. Тот же концерн VAG предлагает модель Golf VIII поколения для ряда стран с 8-ступенчатой автоматической коробкой, которая не является дефицитом. В Европе автомобиль доступен только с 6-скоростной механической коробкой и несколькими разновидностями робота DSG (включая специальную модификацию для гибридной силовой установки).
Стратегия производителей
Полностью отказались от автоматических коробок с гидротрансформатором только единичные бренды, отдавшие предпочтение роботам или изначально ориентированные на производство электромобилей. Даже концерн VAG – основоположник разработки и внедрения роботов DSG, сохранил в производственной линейке модели с классической гидромеханической коробкой. АКПП сохранены на машинах для ряда рынков сбыта и на внедорожниках, где использование других видов коробок нерационально.
Выбор производителей
Каждый производитель автомобилей выпускает несколько моделей машин, отличающих силовой установкой. В производственную гамму могут входить автомобили как с роботами, так и с МКПП или классической АКПП. В качестве примера можно рассмотреть продукцию китайской компании Chery, которая активно работает на российском рынке. Для РФ предлагается несколько специальных брендов – Tenet (идентичен Chery) и Jeland (Jaecoo для России).
В зависимости от модели производитель использует роботы с двойным сцеплением или гидромеханическую трансмиссию. На бюджетных моделях установлена механическая коробка, ряд принадлежащих Chery брендов применяет вариаторы. Точно такая же картина будет и при изучении модельного ряда любого другого производителя автомобилей – никакого дефицита АКПП на рынке нет.
Ниши для классических АКПП
Гидромеханические коробки передач продолжают использоваться многими производителями параллельно с роботами или вариаторами – все зависит от модели, ценового сегмента и характеристик двигателя. Причем АКПП даже сегодня встречаются как на бюджетных, так и на дорогих автомобилях, а также на коммерческом транспорте.
Электромобили, в которых трансмиссия состоит из планетарного редуктора без возможности переключения скоростей, весьма специфичны с точки зрения эксплуатационных характеристик. Длительная зарядка и уменьшение запаса хода в сильные морозы несколько ограничивают сферу использования электромобилей, особенно в условиях не слишком развитой инфраструктуры.
Автомобили с гибридной силовой установкой являются более универсальными с точки зрения потребительских характеристик, хотя и обходятся несколько дороже в содержании. С другой стороны, на протяжении последних лет наблюдается неуклонная тенденция к увеличению стоимости кВт*ч на зарядных станциях, убираются или уже аннулированы многие льготы для электромобилей. Соответственно, говорить об окончании эры двигателей внутреннего сгорания по меньшей мере рано. По этой причине гидромеханические коробки еще долго не будут дефицитом и останутся на рынке, хотя точно предсказать направление развития автомобильной индустрии на несколько лет вперед невозможно.
Будущее гидротрансформаторов
Автоматические коробки будут существовать еще очень долго, используясь в разных сферах. Компания ZF, один из лидеров рынка, с 2022 г. выпускает четвертое поколение АКПП серии 8HP, рассчитанное на использование в гибридных силовых установках.
Вспомогательный электродвигатель объединен с гидротрансформатором, масляный насос установлен на гидроблоке и имеет зубчатый привод вместо традиционного цепного. Дефицита таких АКПП нет, особенно с учетом массового использования.
Беглое изучение автомобильного рынка показывает, что гидромеханические коробки несколько сдали позиции под натиском роботов. При этом АКПП остались на автомобилях премиального сегмента, а также на многих крупногабаритных кроссоверах и пикапах. Что касается перспектив, то в ближайшие годы маловероятен полный отказ от АКПП в силу отсутствия альтернативы.
