Автоматическая коробка передач: что это, как работает и чем отличается от МКПП

Любая коробка передач — это агрегат, который позволяет передавать крутящий момент от двигателя к колёсам (иногда через редукторы, раздатки и другие узлы) с разными передаточными отношениями. И АКПП делает это без участия водителя. Поэтому характерный признак машины на «автомате» — отсутствие педали сцепления. И сегодня таких уже большинство. Рассказываем, что такое АКПП в автомобиле и как правильно обращаться с «автоматом».  

Материал обновлён 04.12.2024 г.

Традиционно трансмиссии на автомобилях с двумя педалями называют «автоматами», но есть разные виды автоматических коробок передач. При одинаковом предназначении автоматические коробки передач различаются по конструкции. У них могут быть разное количество диапазонов (передач), возможность ручного управления, механический или электронный селектор и так далее. Но есть и гораздо более важные отличия — в самом принципе работы. 

Гидромеханическая (классическая) АКПП

Объяснить устройство АКПП этого типа, а тем более принцип работы, довольно сложно. Однако у нас есть отдельная статья на эту тему. Если сильно упростить, можно представить устройство «автомата» следующим образом.  К коленчатому валу двигателя крепится гидротрансформатор. Это аналог сцепления, отвечающий за передачу крутящего момента — только делает он это за счёт перекачки масла внутри себя. Из-за него такую трансмиссию и называют гидромеханической, а приставку «классическая» эта АКПП получила потому, что была придумана первой и встречается чаще, чем другие типа автоматизированных трансмиссий.

Ещё один важный элемент классического «автомата» — планетарный ряд, состоящий из солнечной и коронной шестерён, а также сателлитов и водила. Его можно представить как наборы передач в МКПП, только здесь нет пар шестерён с разными передаточными числами. Принцип работы АКПП следующий: регулировка скорости вращения выходного вала (а вместе с ним и колёс) происходит за счёт блокировки нужных элементов планетарного ряда. 

Вариатор

Второе его название — бесступенчатая трансмиссия или CVT (Continuously Variable Transmission). Привычных шестерён здесь действительно почти нет, а передаточное отношение коробки меняется плавно. Чтобы понять, как работает коробка-«автомат» такого типа, представьте себе два вала. На каждом — пара дисков конической формы, ориентированные вершинами друг к другу. Один из этой пары может двигаться вдоль оси, второй — неподвижный. 

Между этими парами натянут металлический гибкий ремень или специальная цепь. Если подвести подвижный диск к неподвижному поближе, конусы сместят ремень наружу и получится импровизированный шкив большого диаметра. Если отвести подальше — маленького. Синхронизированно перемещая подвижные диски на ведущем и ведомом валах, удаётся регулировать передаточное отношение вариатора. Грубо говоря, система работает так же, как переключение передач на велосипеде: если мы хотим ехать быстрее, мы выбираем большую звёздочку на ведущем валу и маленькую на ведомом. Когда едем в горку — наоборот. Но в вариаторе за смену диаметров отвечает система шкивов, которая делает это не скачками, а плавно.

Роботизированная коробка

Или просто «робот». Конструктивно это механическая коробка передач — с валами, муфтами переключения и синхронизаторами, только выбором ступеней в ней командует не водитель напрямую, а автоматика с сервоприводами. Она же размыкает и смыкает при переключениях сцепления. В старых, более простых «роботах» было одно сцепление — и они тратили на переключения много времени, а езда порой превращалась в пытку, поскольку смены ступени сопровождались дискомфортными «кивками» и рывками.

Чтобы передавать момент практически непрерывно, придумали роботизированные коробки с двумя сцеплениями. Самый популярный пример — DSG от Volkswagen. Здесь передачи разделены на чётные и нечётные — каждый «пакет» со своим входным валом и сцеплением. Когда одно из них отключает передачу, другое одновременно включает следующую (или предыдущую). Поэтому такие коробки называют ещё «преселективными» — то есть выбор передачи происходит заранее. 

У классического «автомата» и вариатора есть четыре основных режима, выбираемых селектором в салоне:

• P (Parking). Используется при длительных стоянках. В этом режиме трансмиссия блокируется, а автомобиль надёжно удерживается на месте. Тем не менее при парковке на уклоне рекомендуется дополнительно использовать ручной тормоз. 
• R (Reverse). Режим заднего хода. Его включение заблокировано во время движения автомобиля из соображений безопасности.
• N (Neutral). Связь между двигателем и колёсами разрывается. Фактически это подобие «нейтрали» на механических коробках. В этом режиме автомобиль с АКПП можно буксировать на небольшие расстояния и толкать (но завести «с толкача», конечно, не получится). 
• D (Drive). Основной режим движения. В нём переключение диапазонов происходит автоматически. 

Роботизированная коробка, а также большинство современных АКПП имеют и пятый режим — ручного выбора передач. Он обозначается M (Manual) или просто символами «+» и «—». Для переключений диапазонов используется сам рычаг селектора или подрулевые лепестки.

В более старых «автоматах» вместо ручного выбора ступеней была возможность принудительно ограничить переключения диапазонов. Такие режимы обозначаются D3, D2, D1 или просто 3-2-1. Цифра указывает, выше какой передачи коробка переключаться не будет. Режимы с ограничениями полезны, когда надо сохранить постоянную равномерную тягу — например, при езде по грязи, снегу или песку, грунтовке, холмистой местности с затяжными спусками и подъёмами или даже буксировке другого автомобиля. 

Также у старых АКПП можно встретить режим OD (Overdrive). По умолчанию он включен. В таком положении трансмиссия работает в штатном режиме. Если нажать соответствующую кнопку и выключить OD, вы заблокируете автомобилю возможность выбирать последнюю (самую высокую) передачу. Это может быть полезно на подъёмах при неравномерной скорости потока или в других ситуациях, когда темп езды таков, что электроника постоянно «щёлкает» ступени между последней и предпоследней. 

Наконец, у некоторых коробок есть режимы S и L. Первый называют спортивным — для активной езды и резких ускорений: в нём электроника даёт двигателю раскручиваться до более высоких оборотов на каждой ступени, а также охотнее соглашается на переключения передач вниз. 

L чаще применяется на бездорожье, крутых спусках и незатяжных подъёмах и при застревании в колее (в ряде случаев). В этом режиме автоматическая КПП использует только первую передачу. Рядом с L может стоять цифра, обозначающая максимальный допустимый диапазон (как в случае с D). Например, L2 обозначает езду на первой и второй передаче.

В продвинутых коробках можно найти и режим W, который часто включается кнопкой. Эта буква обозначает Winter, то есть зимний режим. В нём автомобиль начинает движение максимально плавно, часто со второй передачи, чтобы избежать пробуксовки на скользком покрытии. Переключения тоже происходят максимально плавно. 

Зная, как работает коробка «автомат», можно представить себе её преимущества и недостатки. Начнём с первых. 

• Простота управления. Она особенно важна для начинающих водителей. Им не придётся отвлекаться на работу со сцеплением и рычагом механической КПП. Достаточно один раз переключить селектор в D, а по окончании поездки — в P. Сейчас даже можно получить права исключительно на автомобили с автоматической трансмиссией. Сдать экзамен легче, но за руль машины с «механикой» с ними садиться уже нельзя.
• Комфорт в движении. Современные АКПП переключаются очень быстро и плавно (не говоря уже о вариаторах, которые вообще не имеют передач или диапазонов). За счёт этого пассажиры чувствуют себя комфортно при разгоне и замедлении, как при переключениях МКПП очень опытным и умелым водителем.
• Идеальны для города. Фактически это преимущество является комбинацией двух предыдущих. В городских пробках на автомобиле с механической коробкой приходится постоянно работать сцеплением и рычагом. С «автоматом» же напряжённый трафик не так раздражает.
• Экономия топлива за городом. Считается, что с АКПП машины тратят больше топлива, чем с механической коробкой, — как минимум из-за более низкого КПД автоматической трансмиссии. Но это при рваном режиме езды, то есть при частых переключениях. За городом «автомат» (особенно вариатор) гораздо рациональнее подбирает диапазоны по сравнению с человеком, поэтому расход топлива будет даже меньше, чем на такой же модели с МКПП.

Но, конечно, есть и минусы. Практически все они — следствие более сложной конструкции АКПП.

• Высокая стоимость. Автомобили с АКПП могут стоить на 5–10% дороже точно таких же, но с «механикой», так как сами автоматические коробки дороги в производстве.
• Дорогой ремонт. Перебрать МКПП могут в любом хорошем сервисе, а для АКПП нужны специальное оборудование и профильные специалисты. Даже если обычные СТО берутся за ремонт, чаще всего они просто снимают агрегат и везут в специализированную мастерскую.
• Ряд ограничений в эксплуатации. Об этом расскажем отдельно. Если кратко — «автоматы» плохо переносят экстремально высокие нагрузки. 
• Больший вес по сравнению с МКПП. Это может сказаться и на управляемости автомобиля.  
• Потенциально меньший срок службы, чем у «механики». МКПП более простая и менее прихотливая в обслуживании. АКПП наоборот, оснащена более сложными деталями и узлами, что увеличивает риск поломки.

Автоматическая трансмиссия в целом упрощает эксплуатацию, но в то же время накладывает некоторые ограничения. Вот что нежелательно делать на машине с «автоматом».

Быстрая езда после старта. Прогрев требуется не только двигателю, но и автоматической коробке передач. Активно жать на акселератор сразу после старта — плохая идея. Лучше первые несколько километров проехать в спокойном режиме. 

Буксировка на большие расстояния. Неисправные автомобили с гидромеханической АКПП или вариатором лучше перевозить на эвакуаторе. При заглушенном двигателе «автомат» работает в режиме масляного голодания и может выйти из строя. Если ближайший сервис есть в паре километров от места поломки, можно доехать «на галстуке» (небыстро, до 30 км/ч). Но в соседний город так везти машину точно не стоит. Интересно, что и роботизированные коробки (по сути, механические) имеют те же ограничения — ведь сцеплениями в них обычно управляет гидравлика, которой тоже нужен работающий насос.

Буксование в снегу и грязи. Ещё один верный способ навредить АКПП. Длительные пробуксовки приводят к перегреву рабочей жидкости и подгоранию фрикционов, а их замена обходится дорого. Подробно об этом — в другой нашей статье. 

Буксировка другого автомобиля или прицепа. Строгого запрета нет, но, если вы намерены часто ездить с тяжёлым прицепом, лучше взять автомобиль с «механикой». Буксировать другой автомобиль тоже можно в качестве исключения. И лучше, чтобы объект буксировки был легче вашего автомобиля.

Что надёжнее — автомат или механика?

Механика традиционно считается более надёжной из-за простой конструкции. Запчасти к ней стоят дешевле, ремонт также обходится в меньшую сумму по сравнению с «автоматом».

Как понять, какой режим АКПП активен?

По положению рычага. Смотрите обозначение, возле которого он стоит — это и будет активный режим. Чаще всего информация дублируется на щитке приборов или экране бортового компьютера. 

Как работает АКПП в аварийном режиме?

Это режим «самосохранения». Он нужен чтобы доехать до ближайшего СТО или места, в котором можно безопасно остановиться. В зависимости от модели автомобиля, доступными остаются только одна или часть передач. Машина при этом будет очень медленно разгоняться и зажжёт лампочку о неисправности на панели приборов. Такое случается при серьёзных неполадках в работе автомобиля. И не факт, что главная проблема именно в трансмиссии.

Почему МКПП экономичнее АКПП?

Большинство современных автомобилей с автоматической и механической трансмиссиями существенно не отличаются по расходу топлива. Более ранние «автоматы» потребляли больше горючего за счёт неоптимального момента переключения, зачастую меньшего количества передач и большего веса.

Что происходит при смешивании масла для МКПП и АКПП?

У смазок для разных типов коробок передач разные свойства, обеспечиваемые присадками. При смешивании химические компоненты трансмиссионной жидкости могут вступить в реакцию (она может быть как быстрой, так и растянутой во времени), полностью поменяв свойства «масла». Поэтому их нельзя смешивать, это касается не только разных вариантов коробок передач, но и различных классов жидкостей при применении в одной и той же трансмиссии.

Как снять вариатор с аварийного режима?

Мы не рекомендуем «сбрасывать» ошибку коробки передач. Но если другого выхода нет, может помочь перезапуск мотора (с паузой 2–3 минуты). Кроме этого часто помогает «сброс» минусовой клеммы (не рекомендуется на современных автомобилях с обилием электроники). Если такие манипуляции помогут, в любом случае необходимо посетить СТО для диагностики неисправности. 

Может ли АКПП «пинаться» из-за масла?

Да, низкий уровень трансмиссионной жидкости, а также неправильно подобранное или некачественное масло может приводить к так называемым «пинкам» — толчкам и рывкам при переключении передач. Но на самом деле причин такого поведения «автомата» может быть много, и все они требуют поездки на СТО.

Фото на обложке: Mercedes-Benz