Попытки создать такую коробку переключения передач, которая бы облегчила водителю управление автомобилем, предпринимались в США ещё в первой половине 20-го века. Среди результатов этих попыток имелись примеры, черты которых присутствуют в современных АКПП.
В середине 1930-х годов была представлена трансмиссия разработки GM, где использовался планетарный механизм, управление которым осуществлялось с помощью гидравлики. Планетарный редуктор представляет собой устройство, состоящее из нескольких планетарных шестерён, вращающихся вокруг центральной шестерни, которая называется солнечной. Планетарный редуктор отличается от редуктора, использующего параллельные валы с шестернями (как в современных механических коробках передач), компактностью, меньшей массой, меньшими потерями при передаче мощности и другими свойствами, которые впоследствии оказались полезными в современных АКПП. Недостатки — более высокие нагрузки на его элементы и сложное устройство. В то время обеспечение надёжности такого механизма было нелёгкой задачей, а главное — разработанная тогда в General Motors трансмиссия использовала обычное сцепление, тогда как главным стремлением разработчиков было полное исключение необходимости разобщать двигатель и трансмиссию в моменты переключения передач, остановки автомобиля при включенной скорости и т. п.
В то же время шла параллельная работа над применением изобретённой в начале 20-го века гидромуфты в автомобилях корпорации Chrysler. Так возникла комбинация механической коробки передач и гидромуфты, использующей для передачи крутящего момента не жёсткую механическую связь, а поток жидкости. Это позволило сделать начало движения автомобиля плавным и останавливаться без выключения сцепления или передачи. Такая трансмиссия получила особенно массовое распространение на автомобилях Chrysler после Второй Мировой Войны. Позже гидромуфта на автомобилях Chrysler была заменена гидротрансформатором — устройством, которое не только передаёт крутящий момент с помощью потока жидкости, но и способно изменять крутящий момент. В оригинале он так и называется — torque converter (конвертор крутящего момента). Однако переключение передач в таких трансмиссиях Chrysler всё-таки производилось вручную.
Работа над обоими направлениями — усовершенствованием планетарных редукторов и развитием технологии гидропривода — привела к созданию фирмой General Motors первой в мире полностью автоматической трансмиссии, получившей название Hydra-Matic. Эта трансмиссия появилась в 1940 году на автомобилях марки Oldsmobile, а позднее — Cadillac. Hydra-Matic являлась комбинацией гидромуфты и планетарной коробки передач, которая автоматически управлялась гидравликой и имела 4 передних скорости. Система управления учитывала положение педали газа и скорость автомобиля. Таким образом, здесь не только была произведена замена обычного сцепления на гидропривод, но и организовано управление элементами планетарного редуктора с помощью давления масла, что позволяет назвать эту трансмиссию прообразом современных АКПП. В рекламе Oldsmobile тогда на педали сцепления стоял большой крест, что подчёркивало реализацию идеи «лёгкого вождения» (easy drive).
Вообще, со времени Второй Мировой Войны и по 1950-е годы основные американские производители автомобилей усиленно занимались разработкой автоматических трансмиссий. В США тогда в моде были автомобили с большим объёмом двигателя, потреблявшие много топлива. Применение трансмиссий с гидроприводом приводило к ещё большему расходу топлива, но экономичность в США не являлась в то время проблемой, тогда как автоматические трансмиссии рассматривались как воплощение идеи «лёгкого вождения» и в итоге, вместе с гидроусилителем руля, стали атрибутом удобства американских автомобилей.
Гидротрансформаторы в массовых АКПП впервые были успешно применены в 1948 году на автомобилях марки Buick, также принадлежащей General Motors, в трансмиссиях Dynaflow. Позже подобные трансмиссии появились на автомобилях других марок: трансмиссия Ultramatic на автомобилях марки Packard (1949 год) и трансмиссия Powerglide на автомобилях марки Chevrolet (General Motors). Эти трансмиссии имели всего 2 передние скорости. Переключение между 1-й и 2-й передачей осуществлялось вручную. Движение обычно происходило на 2-й передаче, а если требовалась дополнительная мощность (начало движения, движение на низкой скорости), то можно было включить 1-ю. Изменение крутящего момента целиком возлагалось на гидротрансформаторы (конверторы крутящего момента). К примеру, в Dynaflow конвертор крутящего момента состоял из 5 элементов и производил увеличение крутящего момента в широком диапазоне, что требовалось для приведения в движение довольно тяжёлых автомобилей.
В начале 1950-х годов фирма BorgWarner разработала 3-ступенчатые автоматические трансмиссии с гидротрансформатором для компаний American Motors, Ford, Studebaker и ряда других, как в США, так и за их пределами. Оптимальные решения, найденные фирмой BorgWarner, привели к тому, что концепция такой автоматической трансмиссии к концу 1960-х годов почти повсеместно вытеснила другие концепции — 4-скоростную коробку передач в комбинации с гидромуфтой и 2-скоростную коробку передач в комбинации с гидротрансформатором. Дело в том, что 3-ступенчатые автоматические трансмиссии с гидротрансформатором не имели тех недостатков, которыми обладали два других типа автоматических трансмиссий. Например, трансмиссия с гидромуфтой в комбинации с 4-скоростной коробкой передач (Hydra-Matic) страдала не очень плавным переключением передач. В свою очередь, комбинация гидротрансформатора с 2-скоростной коробкой передач (Dynaflow и т. п. ), хотя и обеспечивала мягкую езду благодаря сравнительно простому устройству механической части, имела такие проблемы, как повышенный расход топлива и медленную реакцию на нажатие педали акселератора.
Конструкция автоматической трансмиссии системы BorgWarner с гидротрансформатором и 3-ступенчатой коробкой передач не имела этих явно выраженных недостатков. Впоследствии, в результате нефтяного кризиса 1973 года, породившего требования к экономичности автомобилей, а также дальнейшего развития технологий, в эту конструкцию были внесены многочисленные усовершенствования. Появилась ещё одна передача, «овердрайв», имеющая передаточное число меньше единицы и обеспечивающая экономичность на определённой скорости. Появилась жёсткая блокировка гидротрансформатора на высокой скорости автомобиля, позволяющая исключить участие жидкости в передаче крутящего момента и тем самым ещё больше повысить экономичность. Произошло дальнейшее увеличение количества передач и т. п. Однако неизменным остаётся принцип этого устройства — сочетание гидропривода, способного плавно изменять крутящий момент (гидротрансформатор) и механического устройства со ступенчатым изменением передаточного числа (планетарный редуктор), переключение передач в котором происходит путём сообщения или разобщения отдельных его элементов, которое производят фрикционные муфты (фрикционный пакет). Такая концепция является самым оптимальным сочетанием и позволяет в наиболее полной мере использовать преимущества и компенсировать недостатки обоих типов передачи и изменения крутящего момента — гидромеханического и чисто механического.
В инструкциях по применению добавок в масло АКПП марки FRONTIER указано, что их применение допускается только в автомобилях с автоматической трансмиссией системы BorgWarner. Тем самым обозначается чёткое отличие таких трансмиссий (обычных в наше время АКПП) от бесступенчатых трансмиссий (вариаторов, CVT), а также от роботизированных коробок передач, в которых отключение сцепления и переключение передач происходит так же, как и в механической коробке передач, но производится не водителем, а специальными электрическими, а иногда гидравлическим приводами (актуаторами), которые управляются электронным блоком.
Фирма BorgWarner основана в 1928 году в США, является поставщиком агрегатов и комплектующих для автомобильной промышленности во всём мире, и в первую очередь известна продукцией, предназначенной для двигателей и трансмиссий.
Вы находитесь в разделе Инфо-кафе. Здесь можно не спеша, имея немного свободного времени, почерпнуть или освежить в памяти сведения, которые окажутся полезными для правильного применения добавок и лучшего понимания изложенной в других разделах сайта информации.
