Что мы знаем о коробках передач? То, что есть архаичная «механика», удобный «автомат», скорострельный, но, по слухам, ненадежный «робот» и уж совсем непонятный вариатор. Оказывается, существуют и более экзотические разновидности КПП.
Первыми до такого додумались Porsche. В 2011 году «механику» с таким количеством передач и функцией автоматической перегазовки при переключениях вниз получил легендарный 911 (кузов 991). Ради унификации 7-ступенчатая «механика» и преселективный «робот» PDK получили единый корпус. Обе версии имели даже одинаковый ряд передаточных чисел. Но диск сцепления у «механики» был большего диаметра — 240 мм (против максимальных 202 мм у PDK). Случайно перейти на высшую передачу мешала блокировка. Врубить седьмую можно было только с пятой или шестой. Позже вслед за Porsche подтянулись и другие производители. Сначала отметились спорткары: 7-ступенчатую коробку получил Corvette С7 и Aston Martin Vantage в ограниченной версии AMR.
Но больше всех удивил Ford, который подарил «семиступку» новому Bronco. Возрожденный внедорожник получил коробку Getrag. В ней помимо шести передач переднего хода предусмотрена еще одна передняя передача ниже первой. На рычаге КПП она обозначена не цифрой, как остальные, а буквой C (Crawler, «ползущая»). Ее передаточное отношение — 6,588:1 (у первой передачи — 4,283:1).
Последнее поколение 911 также доступно с 7-ступенчатой «механикой». Наши коллеги из Car and Driver, тестировавшие Carrera S с такой коробкой, особо отметили привычную схему переключений. Для того, чтобы ее сохранить с учетом особенностей компоновки в корпусе «робота» PDK, инженеры Porsche разработали механически преобразованный привод переключения MECOSA. Без него водителю пришлось бы использовать нечетную схему переключения передач — первая передача на месте четвертой, четвертая — там, где обычно шестая.
Скоро все в автомобиле будет выполняться по проводам. Тормоза и рулевое управление уже есть, настала очередь сцепления. Обновившийся недавно хэтчбек Kia Rio (к локализованной у нас версии не имеет никакого отношения) с 48-вольтовой умеренной гибридной системой (MHEV) получил систему intelligent Manual Transmission (iMT): 6-ступенчатая «механика», где сцепление управляется полностью по проводам. Нажатие педали просто посылает сигнал в блок управления трансмиссией. Благодаря этому система MHEV способна сама выключать сцепление, без команды со стороны водителя. С таким сцеплением становится возможна полная остановка ДВС во время свободного выбега на скорости, когда батарея отдает свою энергию второстепенным системам автомобиля. Таким образом достигается дополнительная экономия топлива и снижение выбросов углекислого газа.
Не все разделяют энтузиазм Kia насчет этой инновации. Главный редактор издания Topspeed считает, что «iMT лишает водителя главных преимуществ “механики” — возможности полностью контролировать двигатель и трансмиссию, использовать торможение двигателем и иметь полный контроль над выбором передачи. Если компьютер, который, скорее всего, будет осторожничать, не сочтет ваш выбор передачи приемлемым, он не позволит трансмиссии соединиться с двигателем».
Одно из технических новшеств, примененных на Toyota Auris последнего поколения, — коробка Direct Shift-CVT. В ней скрещены классическая ступень из пары шестерен (разработчики называют ее «стартовой передачей») и вариатор. Эта первая ступень аналогична первой передаче в обычной механической коробке. Она приводится в действие лишь во время разгона с места, чтобы избежать вялости отклика обычного вариатора. После электроника эту передачу выключает и плавно переходит на вариатор. Это позволяет ему работать на более высоких передачах, что в угоду экономичности снижает обороты мотора в крейсерском режиме.
Тойоте не впервой делать «микс» из двух типов трансмиссий. В 2015 году на купе LC 500h дебютировала система Multi Stage Hybrid. В ней традиционная планетарная передача, соединяющая ДВС и основной электродвигатель с колесами, дополнена 4-ступенчатым «автоматом», установленным позади гибридного блока. Дополнительные передачи дают возможность ДВС и электромотору активнее трудиться во время разгона. Согласование между оборотами двигателей и откликом акселератора получается более естественным. К тому же добавляется ручной режим. «Передачи включаются настолько быстро, что момент переключения даже в спортивном режиме абсолютно незаметен. Это просто лучшая автоматическая трансмиссия, которую мы когда-либо тестировали», — писал после теста The Car Magazine.
Британская фирма Ariel Motor известна в основном по бесчисленным вариациям легкого трек-кара Atom. При этом интересная по своей конструкции коробка передач досталась другой модели — багги Nomad («Кочевник»), точнее, ее экстремальному варианту Nomad R мощностью 340 л.с.
Привод на задние колеса у легкого 340-сильного спорткара идет через алюминиевую 6-ступенчатую секвентальную коробку Sadev ST82-17. Эта гоночная коробка имеет встроенный масляный насос, пневматический переключатель с электронным управлением, главную передачу с дифференциалом повышенного трения. Управление коробкой осуществляется единственным (правым) подрулевым «лепестком». Тянешь на себя — повышаешь передачу, нажимаешь — переходишь на пониженную. Сама смена скоростей занимает 0,04 секунды (вверх) и 0,05 секунды (вниз) соответственно. Как пишет английское издание Autocar, «передаточные числа в коробке настолько близки, что вы можете с радостью перейти на шестую передачу при скорости в 40 км/ч или врубить первую на 80-ти». Но главное — это одна из самых компактных и легких КПП в мире: весит всего 38 кг.
У роботизированных трансмиссий наличие даже девяти передач — редкость. Недавно 9-ступенчатый «робот» с двумя сцеплениями 9DCT рассекретил китайский Great Wall на модели Haval H6. Но европейские производители пока обходятся меньшим количеством передачам. Например, Volkswagen, ответственный за моду на такой тип коробок, в своих моделях использует 7-ступенчатый «робот».
В лидеры среди массовых производителей метит Honda. В 2016 году японцы запатентовали «робот» на 11 ступеней с тремя сцеплениями. Такая схема позволит менять скорости еще быстрее, чем раньше, не теряя при этом тяги на колесах и выбирая нужные передаточные числа точнее и оперативнее. Использоваться такая коробка будет на небольших автомобилях, нацеленных на высокую экономичность. На каких конкретно, пока неясно.
У производителей суперкаровской экзотики — свои ориентиры. 9-ступенчатой роботизированной коробкой может похвастать, например, Acura NSX. Но куда интересней представленный в прошлом году Koenigsegg Jesko (1280 л.с. на бензине и 1600 л.с. на спиртовой смеси E85) с 9-ступенчатым многодисковым «роботом» Light Speed Transmission (LST). Он состоит из девяти передач переднего хода и семи мокрых многодисковых муфт в компактном и сверхлегком корпусе (всего 90 кг). В отличие от обычных «секвенталок», которые могут переходить только на соседнюю передачу, LST способен перескакивать через несколько ступеней сразу. По сути, все возможные передачи у него включены постоянно.
Коробки передач с двузначным количеством ступеней уже давно реальность. Вроде бы есть вариаторы, но бесступенчатые трансмиссии оказались милы далеко не всем производителям. Один из первых 10-ступенчатых «автоматов» — результат совместной работы Форда и GM. Разработчикам удалось добиться, чтобы 10-ступенчатая трансмиссия уместилась в том же форм-факторе, что и 6-скоростная, при весе всего на полтора килограмма больше. Коробку Hydra-Matic 10L80 еще в 2015 году получил безумный пикап Ford F-150 Raptor, а через год — купе Chevrolet Camaro ZL1. Впоследствии «десятиступка» появилась на Мустангах, новом Chevrolet Tahoe и других моделях.
Из других примеров — 10-ступенчатый «автомат» Aisin Direct Shift-10A (AGA0E), который используется на Lexus LS и LC. В свое время эта КПП с пластиковым масляным поддоном стала первой подобной коробкой для продольной установки. Плюс компактные размеры, не превышающие таковые у «восьмиступки», и завидная скорость переключений. Со второй на третью за 0,12 секунды в ручном режиме, в «Драйве» — около 0,2 секунды. 10-ступенчатый «автомат» есть также у Honda, им оснащаются, например, Accord и ряд моделей Acura.
Гонку за количеством передач поддерживают не все компании. Недаром будущий «царь седанов» Mercedes S-класса довольствуется 9-ступенчатой АКПП. Аналогичное количество ступеней имеет «автомат», которым комплектуются отечественные Аурусы. BMW тоже не спешит увеличивать количество ступеней в своих коробках. Баварцы считают, что восемь ступеней на «автомате» — абсолютный оптимум, за пределами которого потенциальные выгоды не перевешивают рост сложности, стоимости и веса. Недаром последние баварские модели вроде восьмой серии имеют лишь 8-ступенчатую коробку. А глава бренда ZF Стефан Зоммер назвал для автоматической коробки разумным пределом девять передач (правда, было это в далеком 2012 году).
К надежности и ремонтопригодности многоступенчатых трансмиссий есть ряд претензий. К такому выводу пришли исследователи американского издания Consumer Reports (публикует независимые обзоры и сравнительные тесты потребительских товаров и услуг) в 2015 году. «Мы наблюдаем дефекты сложно устроенных автоматических коробок у ряда брендов (продукция Fiat Chrysler, Acura). Многим автомобилям требуется ремонт или замена агрегата целиком, в частности из-за рывков при смене ступеней», — обрисовывает ситуацию Джейк Фишер, глава отдела автомобильных испытаний Consumer Reports. У старых «шестиступок» таких проблем на порядок меньше.
Другой пример — мерседесовский «автомат» 9G-Tronic. Ради компактных размеров и небольшого веса эта коробка получила встроенный в поддон масляный фильтр (меняется в сборе) и единый модуль мехатроники с печатной платой, гидравлическими клапанами и датчиками. В случае поломки он также меняется только целиком.
Тем не менее проект «автомата» на 11 передач уже существует. Патент на такую конструкцию зарегистрировал Ford в 2015 году. Правда, официально «Голубой овал» разработку такой КПП не подтвердил. «Патентные материалы помогают защитить наши идеи, но не обязательно указывают на будущее развитие бизнеса или планы производства», — заявил представитель компании.
Коробки передач бывают не только странной конструкции, но и странной формы. Давно прошли те времена, когда селектор трансмиссии представлял собой привычный рычаг на центральном тоннеле или подрулевую «кочергу». Сегодня это в первую очередь элемент дизайна. Вспоминаем самые необычные решения.
Поворотная шайба
Впервые подобную схему примерил на себя Jaguar XF первого поколения. Идея прижилась. Подъем-поворот селектора «автомата» стал главной фишкой сначала всех Ягуаров, а потом и Land Rover. Но выдвижную шайбу, неудобную на парковке и бездорожье, ругали не только журналисты, но и реальные покупатели. В итоге Land Rover оставил шайбы лишь на дорогих Velar и большом Range Rover. Остальные внедорожники перешли на нефиксируемые селекторы привычной формы.
Другие производители тоже не спешат повсеместно внедрять это оригинальное внешне, но эргономически спорное решение. Встречается оно на Фордах и Крайслерах. Genesis использует вращающийся селектор трансмиссии только на флагманском кроссовере GV80 и седане G80. Из последних новинок с таким селектором — китайский Haval B06 и локализованный у нас Kia Sorento четвертого поколения.
Кнопки
Кнопочным селекторам переключения передач уже больше 60 лет. Впервые такую схему применил Chrysler в 1956 году для своего «автомата» PowerFlite. Позднее эта конструкция была скопирована при создании советского партийного лимузина ЗИЛ-111.
В настоящее время кнопочные селекторы КПП применяются повсеместно. Прошли времена, когда это было исключительно «фишкой» суперкаров вроде Aston Martin. Кнопочный «автомат» получил кроссовер Hyundai Santa Fe и флагман Palisade, хотя у его собрата Kia Telluride в салоне установлен традиционный рычаг. Аналогичная история с Sonata и Kia K5. Кнопочный пульт стал приметой большинства последних моделей Honda, Acura, GMC и Lincoln. У последнего поколения Navigator кнопки АКПП — неотъемлемый элемент внутреннего декора.
Кнопки управления «автоматом» могут быть и на руле. Первым, кто додумался до этого, были кудесники тюнинг-ателье Alpina. В дальнейшем схема получила повсеместное распространение, но в любом случае это было дублирующее управление, параллельно с традиционным рычагом КПП.
Но технологии не стоят на месте, и все управление коробкой можно сосредоточить только на руле. Соответствующую технологию запатентовал Ford в 2017 году. Фордовцы посчитали, что на руль можно убрать все переключатели (P, R, N, D, + и -). Патент защищает не просто размещение кнопок трансмиссии на руле, но описывает схему управления, связывающую эти кнопки, педали тормоза, газа и гибридный силовой агрегат. Также указан алгоритм переключений в зависимости от ряда входных сигналов (нажата педаль тормоза или нет, движется машина или стоит на месте). Ждем серийного воплощения.
Подрулевой селектор
Современная реинкарнация «кочерги», распространенной на классических американских дредноутах. Старое решение на новый лад впервые предложила BMW в до сих пор самой ругаемой «семерке» Е65. Мерседес тоже не остался в стороне — подрулевой джойстик появился на флагманском S-классе W221, E-классе и кроссоверах с трехлучевой звездой. В современных Бенцах «автомат» управляется аналогичным образом, тогда как BMW оставила эту идею в прошлом.
И другие варианты
Их очень много. Тут и различные джойстики, как у Nissan Leaf или гибрида Lexus CT 200h. У новой Октавии в машинах с DSG теперь нет жесткой связи селектора с коробкой, поэтому появился нефиксируемый «дизайнерский» переключатель. В BMW рукоятку селектора КПП можно украсить элементами из хрусталя. Хоть какое-то разнообразие в автомобилях, где интерьеры сплошь оккупированы сенсорными дисплеями и черным глянцем.