В развитых странах преобладают автомобили с автоматический трансмиссией, однако ввиду различий в конструкции, такие трансмиссии можно разбить на несколько видов
Самый распостранённый вид — гидротрансформаторная АТ — устанавливается на широком диапазоне автомобилей, от микролитражек до Роллс-Ройса. В Японии на микролитражных автомобилях и компакт-карах распостренён ещё один вид - бесступенчатая коробка передач — вариатор CVT. В Европе на автомобилях малого класса стало распостранённым установка т.н. роботизированой механической трансмиссии (AMT), в которой сцеплением управляет автоматика. Ещё в последнее время говорят о том, что роботизированная механическая трансмиссия является витриной эволюции. При этом появилась трансмиссия двойного сцепление DCT (dual clutch transmission), в которой каждое из двух имеющихся сцеплений переключает чётные и нечётные передачи раздельно.
В таких, например, странах, как Япония и Америка, где автомобильный парк оснащён автоматическими трансмиссиями более чем на 90%, преобладают гидротрансформаторные автоматы. Однако в последнее время были выявлены некоторые недостатки такого типа трансмиссии. Инертность трансмиссионной жидкости отрицательно сказывается на расходе топлива, а запаздывание включений передач не лучшим образом отражается на качестве езды автомобиля — вот, пожалуй, основные минусы распостранённого автомата.
В то же время, у вариатора есть такие неприятные пункты, как управляемость в целом, шум и расход топлива на высоких скоростях. У роботизированой механической трансмиссии слабым местом оказались скорость переключения передач и плавность. Ввиду вышеизложенного, темой для разговора станет трансмиссия двойного сцепления DCT, которая за эти последние годы показала себя сравнительно беспроблемной.
Однако в реальности оказалось много так и не сглаженных шероховатостей, возникших при разработке моделей с трансмиссией DCT. К примеру, у Mercedes или Porsche крутящий момент двигателя большой, и сцепление работает легко, без труда. Однако на автомобиле с малым объёмом двигателя, оснащённом двойным сцеплением, повышение оборотов трансмиссии в начале запаздывает при повышении оборотов двигателя, но потом вдруг резко, словно проснувшись, повышается крутящий момент. Плавность работы, как у гидротрансформаторного автомата, у двойного сцепления является слабым местом. В современной ситуации на японских дорогах, внезапное появление крутящего момента при движении на автомобиле с двойным сцеплением может затруднить и без того нелёгкое передвижение по наводнённым машинами дорогам мегаполиса.
В связи с этим, компания Mazda, в качестве автоматической трансмиссии нового поколения, выбрала гидротрансформаторную автоматическую трансмиссию, заслуживающую внимания. Действительно, что это за такая волшебная коробка передач, превосходящая трансмиссию DCT? Каким же образом удалось улучшить параметры расхода топлива, всегда являющиеся слабым местом для гидротрансформаторных автоматов? Чтобы понять «SkyActiv drive», нужно понять основы гидротрансформаторной трансмиссии.
Гидротрансформатор используется только в начале движения. Гидротрансформаторный автомат не имеет устройства прерывающейся передачи энергии, как у механической трансмиссии. Вместо этого присутствует гидротрансформатор, устройство, передающее и усиливающее энергию. Представьте себе единую конструкцию деталей, представляющую собой два направленных друг на друга вентилятора, находящихся внутри ёмкости, которая наполнена масляным веществом. Одна из лопастей «вентилятора» связана с коленчатым валом, а другая связана с колёсами посредством связки с главным валом коробки передач.
Когда лопасть, связанная с двигателем, начинает вращение, обороты двигателя ещё малы, масляная жидкость пока не взбита, поэтому крутящая энергия на другую, противоположную лопасть, еще не передаётся. Однако с повышением оборотов двигателя, лопасть от двигателя также начинает крутиться быстрее, и жидкость взбивается бурно, тогда лопасть от колёс тоже начинает вращение (здесь играет роль такое свойство масла, как вязкоупругость). Теперь вам стала примерно понятна конструкция гидротрансформаторного автомата.
В свою очередь, если взглянуть на прозрачную схему модель SkyActiv, то картинка в принципе, становится понятной. По сути это та же гидротрансформаторная АТ, только весьма уменьшенная модель. В уменьшении видится обстоятельный взвешенный подход, при котором во главу угла ставится начало движения механизма. На идею использовать гидротрансформатор только лишь для начала движения намекнуло то, что на DCT можно легко тронуться с места, многоступенчато выжимая сцепление на низкой передаче.
Особенность SkyActiv заключается в том, что сразу после начала движения он блокируется, и потом уже переключение передач происходят напрямую, без участия гидротрансформатора. Для этого Mazda сделала блокирующее сцепление многослойным, что повысило его прочность, а для подавление вибрации блокировки установила большого размера амортизатор. Кроме того, для повышения скорости и точности переключения передач, на корпусе клапана изменения скорости установлен высокоскоростной линейный соленоид прямого действия (direct linear solenoid).
Таким образом, получилась конструктивно законченная гидротрансформаторная АТ нового поколения, с оптимизированным сочетанием эффективности, плавности и быстроты переключения передач. При трогании с места используется только гидротрансформатор, затем уже точное и скрупулёзное переключение скоростей происходит под руководством многослойного сцепления. В итоге получилась волшебная автоматическая трансмиссия, сочетающая в себе лучшие качества гидротрансформатора и DCT. В процессе разработки выяснилось, что способ движения масла в многослойном сцеплении имеет важное значение.
В ближайшем будущем сцепление ещё больше усовершенствуется, и даже во время езды можно будет закрывать заслонку и глушить двигатель. Mazda намеревается и дальше совершенствовать и улучшать свои технологии.
