О любви к вариаторам и «роботам»
Вариаторы и «роботы», то есть коробки с автоматическим сцеплением (одним или двумя), ни по истории развития, ни по причинам появления не имеют ничего общего. Роднит их лишь одно: обе конструкции некогда были претендентами на первенство в «автоматической» гонке, и обе не сумели одолеть «классику».
От резины — к металлу
Начнем с вариатора. Бесступенчатые передачи известны еще со средних веков — нечто похожее наверняка найдется и в бумагах Леонардо. Инженеров во все времена привлекала идея плавно, без рывков менять скорость и усилие, неудивительно, что вариаторы попытались применить там, где человек постоянно «спотыкался» о ступени. В послевоенное автомобилестроение вариаторы вошли с легкой руки голландской фирмы DAF, которая в 1959 году на небольшом автомобильчике с индексом 600 применила бесступенчатую передачу с резиновым ремнем. Конструкция не отличалась долговечностью и не получила широкого распространения, хотя устанавливалась и на более позднюю модель DAF 66, превратившуюся в Volvo 66. По-настоящему громко вариаторы заявили о себе в начале 90-х годов, точнее, в 1992 году, когда Nissan начал устанавливать на свои машины механизмы с металлическим наборным звеном. Через увлечение вариаторами прошло множество компаний — и китайские, выпускавшие копеечные машины, и немецкие из премиум-сегмента (такие как Audi и Mercedes-Benz), однако сейчас CVT в основном используют в японских машинах, хотя один из лидеров «вариаторостроения» компания Jatco поставляет их не только для своей материнской фирмы Nissan, но и для множества других брендов — Renault, Mitsubishi, Lada.
Поначалу вариаторы ставили только на слабосильные городские автомобильчики — металлический ремень, который для Jatco разработало и много лет выпускало подразделение Bosch-CVT, практически не доставлял хлопот владельцу, по крайней мере, не больше, чем классические «автоматы» 90-х годов. Затем вариаторы начали распространять на все более мощные машины, и все чаще инженеры пробовали вместо наборного металлического звена цепь (Audi, Subaru, Kia), которую, к слову, тоже изготавливала немецкая фирма (LuK). Между тем ставить CVT в пару к тяговитым моторам, особенно дизельным, до сих пор не решаются многие производители: зубчатое зацепление — надежнее и выносливее.
По мере роста нагрузочной способности вариаторов начались и проблемы, ставшие причиной роста «потребительского терроризма», в том числе и в России. Речь о том, что многие владельцы, отъездив на вариаторе практически до конца гарантийного срока, намеренно «убивали» узел с тем, чтобы получить бесплатный ремонт и затем либо продать машину по более высокой цене, чем с неремонтированным CVT, либо обрести уверенность в том, что ближайшие 60-80 тыс. км в ремонт вариатора не придется вкладывать деньги. Механизмов и способов здесь придумано множество, скажем, можно упереться колесами в бордюр в том месте, где за ночь образовался лед, включить передачу и начать интенсивно буксовать. Минут через двадцать что-нибудь да обязательно сломается. Еще вариант: час-другой помесить легонькую грязь, желательно с открытым дросселем на выставленной в вариаторе условной первой передаче.
Два или одно?
Под «роботами» сначала подразумевались самые обычные механические коробки, куда конструкторы встраивали модуль автоматического управления сцеплением при смене передачи. Несмотря на сомнительные потребительские свойства, особенно в части комфорта, такие коробки приобрели самое широкое распространение — от бюджетных автомобилей до суперкаров: для первых они хороши были своей дешевизной, для вторых — безальтернативной возможностью получить быстрый автомобиль с двумя педалями. «Роботами» их стали называть с легкой руки самих автомобильных компаний, которые намеревались дистанцироваться от «древних классических АКП», поэтому в пресс-релизах именовали свои коробки «роботизированными» (robotized). Эти агрегаты, успев обрести широкую популярность, увы, быстро сошли со сцены. Дело в том, что передовые фирмы сделали ставку на «роботы» с двумя сцеплениями («преселективные автоматы»). Общее название этих коробок — Double Clutch Transmission, но в среде потребителей их часто называют DSG — по фирменному названию Direct-shift Gearbox, запатентованному Volkswagen. Собственно, именно с немецких моделей и пошла дурная слава DSG.
Коробки DSG пришли из спорта. Идею быстрого переключения ступеней без разрыва потока мощности с возможностью передачи больших усилий реализовали инженеры Porsche на спортивных прототипах еще в конце 70-х прошлого века. К середине нулевых годов века нынешнего дело дошло до массового автопрома — застрельщиком здесь выступил концерн Volkswagen. При этом в отраслевой прессе развернулись дебаты по конструкции сцеплений. Вопрос стоял следующим образом: должны ли сцепления быть сухими или работать в масляной ванне? Считалось, что нагрузочная способность сухих сцеплений при прочих равных ниже, при этом конструкция — дешевле. В то же время фрикционы, работающие в масляной ванне, сложнее и дороже, зато надежнее и могут передавать больший момент. Что ставить? Скажем, Porsche при переводе 911-й модели с классической гидромеханики на DSG в 2009 году сразу применила два пакета мокрых фрикционов — проблем с этой коробкой не возникало. Во многом благодаря этому Porsche 911 постоянно занимает верхние строчки в ежегодном рейтинге подержанных автомобилей TUV Auto Bild.
А вот с бюджетной продукцией концерна VW проблемы начались довольно быстро, особенно с моделями, где устанавливали 7-ступенчатую DSG с сухими сцеплениями DQ200. «Падеж скота» был настолько масштабным, что в нашей стране немцы решили покрыть коробку дополнительной гарантией, а депутат Госдумы Вячеслав Лысаков даже пытался инициировать полный запрет на деятельность Volkswagen в России, утверждая, что и гарантийный ремонт не спасает владельцев от проблем, поскольку покрывает только замену сцеплений и мехатроника — устройства, управляющего включением ступеней с помощью электрогидравлических исполнительных механизмов. Кроме того, коробки DSG конца нулевых — начала десятых годов не могли соперничать с классическими «автоматами» (и тем более вариаторами) по плавности переключения ступеней, на что обильно жаловались владельцы. А еще машины с DSG откатывались назад при старте на подъеме в том случае, если автомобиль не был оборудован соответствующей системой помощи.
За что любить?
Возникает вопрос, а за что любить массовые коробки DSG — за красоту компоновки и конструкторские решения? Позвольте, рядовому покупателю от этого ни жарко ни холодно. Более того, и «автомат» с двумя сцеплениями, и «автомат» на базе вариатора оказались ничуть не дешевле классических АКП. Именно поэтому нынешние Octavia и Rapid с 1,6-литровым мотором предлагают классическую гидромеханику, к слову, производства японской фирмы Aisin. Более того, японские «устаревшие» коробки применялись и на моделях Audi Q7, и на VW Touareg, и даже на первых двух поколениях Porsche Cayenne, а на третьем поколении модели они были заменены на классику немецкой фирмы ZF. Проще говоря, новшество в виде DSG не только не пришлось по душе многим потребителям по всему миру, не исключая и российских, но и инженерам VW — главным адептам «автоматов» с двумя сцеплениями. Между тем немцы вложили в собственную коробку DSG столько средств, что отказываться от нее в обозримом будущем не будут, поскольку им придется покупать коробки на стороне. Другое дело, что АКП с двумя сцеплениями с каждым обновлением становятся лучше в плане надежности, однако, похоже, они исчерпали потенциал своего развития.
По вариаторам таких масштабных отзывов, как по DSG — 1,5 миллиона машин и более, не проводили, но владельцы хлебнули с бесступенчатыми передачами изрядно, в том числе и российские. Первым массовым вариатором в нашей стране стал JF011E, относящийся ко второму поколению этого агрегата, разработанного инженерами Jatco. Во многом те проблемы, с которыми столкнулись российские владельцы, были связаны с отсутствием культуры вождения машин с таким типом трансмиссии. Напомним, что в Японии они получили распространение на тихоходных маленьких автомобильчиках. Сев за вариатор, наш человек начинал по привычке разгоняться с педалью в пол и активно тормозить, а ведь для бесступенчатых коробок нет более губительного режима. Даже не нужно было выезжать на вариаторном кроссовере в грязь, достаточно интенсивно эксплуатировать автомобиль в городе в знакопеременных режимах, и проблемы не заставляли себя ждать. И если современные вариаторы стали куда менее чувствительны к манере езды, то JF011E в ответ на жесткое обращение грубил и огрызался.
Итак, интенсивная езда прежде всего увеличивает количество стружки, поступающей в масло, — это результат трения наборного металлического ремня о поверхность половинок шкивов. Чем агрессивнее водитель работает с педалью газа, тем резче половинки шкивов сходятся или расходятся, меняя радиус обкатки ремня, тем обильнее выделяется стружка. В нулевые годы у нас еще не была наработана практика и статистика эксплуатации вариаторов, поэтому владелец зачастую узнавал, что масло нужно менять тем чаще, чем интенсивнее идет эксплуатация машины, уже после того, как узел отказывал, требуя капитального ремонта: стружка, попадавшая в масло, выводила из строя фрикцион, который отвечал за включение реверса, изнашивались шлицы планетарной передачи. Интенсивная езда приводит к перегреву и быстрому выходу из строя датчиков, очень часто на JF011E ломался мотор, отвечавший за перемещение половинок шкивов, то есть за регулировку передаточного звена. Опять же, никто не знал, что вариатор требует обязательного прогрева перед началом движения, особенно при старте в холодное время года. Наконец — и это самое главное — механический износ гибкого металлического звена и поверхностей шкивов достигал таких величин, что даже при слаженной работе всей управляющей электроники и исполнительных механизмов вариатор уже не мог адекватно функционировать.
Со временем конструкция вариаторов стала совершеннее, производители начали разгружать бесступенчатую передачу, интегрируя в конструкцию зубчатую передачу, сокращавшую диапазон работы шкивов (на JF015E) или используемую для старта (текущее поколение Toyota RAV4). На многих моделях вариаторов, рассчитанных на высокий крутящий момент, предусмотрен дополнительный радиатор, который выносится перед радиатором системы охлаждения двигателя — эта мера помогает бороться с перегревом масла, что вовсе не исключает его замену на больших пробегах в 80-100 тыс. км. К слову, многие не знают, что нужно следить за чистотой сот этого радиатора: их загрязнение ведет к снижению эффективности его работы и, опять же, к перегреву масла.
И кто тут «динозавр»?
Между тем вариатор не оправдал главного своего предназначения, в чем виноваты исключительно потребители. Дело в том, что сама суть, весь смысл применения вариатора в паре с двигателем внутреннего сгорания заключается в том, чтобы сразу вывести мотор на обороты максимальной мощности, когда удельный расход горючего (грамм на 1 кВт•ч) — минимальный, и в дальнейшем регулировать режимы движения только изменением передаточного числа. Увы, что в Японии, что в Европе непривычные к такому характеру изменения шума мотора покупатели потребовали изменить этот принцип. В итоге ни на одной из выпускаемых ныне моделей автомобилей вариатор не использует весь свой потенциал. Более того, лишь немногие автомобильные фирмы, применяющие вариаторы, не имитируют работу классических «автоматов», когда с повышением передаточного числа обороты то падают, то вновь возрастают. Особенно эту идеологию продвигают в Nissan и Renault.
Наконец, дойдя до конвейера, конструкция вариаторов обросла дорогостоящими механизмами. Во-первых, они переняли от классических «автоматов» гидротрансформатор, во-вторых, для повышения надежности и нагрузочной способности бесступенчатую передачу снабжают дополнительными зубчатыми ступенями. В-третьих, не обошлись без системы управления шкивами — как электронной, так и исполнительной. В этом смысле и вариатор, и «автоматы» типа DST оказались ничуть не проще, не беспроблемнее и не дешевле классических АКП.
Все эти недостатки, в общем-то, не главная причина неспособности новомодных конструкций вытеснить старые «автоматы». Дело в том, что «динозаврами» и ретроградами оказались, по счастью, не только потребители, но и автомобильные инженеры, взявшиеся развивать конструкцию классических коробок именно в тот момент, когда, казалось, они готовы кануть в Лету. И вот сегодня ведущие мировые автомобильные бренды на большинстве своих моделей полностью используют именно классические АКП. Это касается и премиум-сегмента — от Mercedes-Benz и BMW до Land Rover и Cadillac, и бюджетного — от Peugeot-Citroen до Mazda и Ford. «Классика» применяется на самых престижных и больших машинах, имеет большее количество ступеней (никого не удивишь и 9-АКП, и 10-АКП) и самые широкие диапазоны передаточных чисел. Именно «классика» сегодня сочетает лучший комфорт и топливную экономичность, и теперь уже вариаторы и DCT находятся в арьергарде. Более того, не забудем, что на многих моделях и «роботы», и бесступенчатые передачи устанавливаются безальтернативно, поэтому, например, покупку Skoda Octavia с 1,4-литровым турбомотором, к которому прицепом идет коробка DSG, никак нельзя считать признаком популярности этого типа трансмиссий. То же можно сказать и о CVT.