Цепная реакция.

Седан Audi A6 2.8 multitronic благородного темно-серого цвета, что ждал меня на стоянке фирменного гостевого центра Audi Forum в мюнхенском аэропорту, на первый взгляд ничем не отличался от обычного автомобиля с ’автоматом’ tiptronic. Возле рукоятки селектора режимов — обычные позиции P, R, N и D. Справа от позиции Drive — еще одна прорезь для ручного ’секвентального’ режима, в котором передачи можно переключать последовательно. На баранке — ставшие уже привычными кнопки +/Р, которыми можно в ручном режиме выбирать передачи, не снимая рук с руля.

Однако внимательный взгляд заметит и отличие — среди режимов селектора отсутствуют пониженные диапазоны 4, 3 и 2. Потому что для вариатора, да еще с электронным управлением, они не нужны.Принцип работы трансмиссии CVT, Continuously Variable Transmission, по-русски именуемой бесступенчатым вариатором, известен давно. Если в обычных трансмиссиях, будь то механические или автоматические коробки передач, передаточное число изменяется путем смены нескольких пар шестерен, то вариатор способен плавно и бесступенчато изменять передаточное отношение — в традиционных клиноременных вариаторах это достигается сдвижением и раздвижением половинок разрезанных вдоль шкивов, между которыми натянут клиновый ремень. Теоретически клиноременный вариатор является идеальной автомобильной трансмиссией — с его помощью можно подобрать оптимальное передаточное отношение в любой момент движения, позволяя двигателю всегда работать в самом выгодном режиме.

Но это лишь в теории. А на практике оказалось, что при большом крутящем моменте резиновый клиновый ремень проскальзывает, быстро изнашивается, а чуть что — рвется. Поэтому вариатор в основном применяют только на легких и относительно маломощных мотороллерах, гидроциклах и снегоходах.

Первым исключением стали голландские малолитражки DAF, появившиеся в 1958 году — двухдверные автомобильчики с двухтактными 22-сильными моторами, которые владелец завода инженер Хуб ван Доорн снабдил вариатором Variomatic собственной конструкции. Вариатор был далек от идеала, но ван Доорн был настолько увлечен идеей его усовершенствования, что в 1965 году продал производство легковых автомобилей фирме Volvo (после чего вариатор перекочевал на автомобили Volvo 3-й серии, но потом был снят с производства из-за малого ресурса ремня — около 30000 км), а сам основал фирму VDT, Van Doorne Transmissie. В 1971 году на VDT начали работу над изобретенным здесь стальным толкающим ремнем, состоящим из множества нанизанных на две стальные полосы плоских сегментов, и в конце 80-х голландцы добились-таки успеха: все вариаторы, которые с 1987 года и до последнего времени появлялись на легковых автомобилях Subaru, Fiat, Ford, Nissan, Rover, Honda, оснащались ремнями от VDT.

Но, несмотря на то, что ремень передает не тянущее, а толкающее усилие и поэтому весьма надежен, диапазон допустимого крутящего момента современных ременных вариаторов все равно невелик. Последний рекорд принадлежал японцам из фирмы Nissan — самым мощным автомобилем с вариатором несколько месяцев назад стала новая Primera с двухлитровым 140-сильным двигателем, развивающим крутящий момент 181 Нм. Однако с появлением Audi A6 2.8 multitronic это достижение померкло...

Рычаг селектора переведен в позицию D, отпущена педаль тормоза — и Audi A6 2.8 multitronic слегка подается вперед, как с обычным ’автоматом’. Нажатие напольной педали газа — обороты двигателя вырастают до 2000 об/мин, и с плавным набором скорости мы уходим на трассу Мюнхен—Ингольштадт.Насколько больше вариатор подходит для мощного автомобиля высокого класса, нежели для малолитражки! Не раз, испытывая вариаторные машины с 1,3—1,6-литровыми моторами, мы жаловались на высокую шумность.

А все потому, что вариатор при интенсивном разгоне позволяет двигателю работать на оборотах максимальной мощности. Катались когда-нибудь на снегоходе или на гидроцикле? Нажали на газ — мотор взревел, голос его завис на одной высокой ноте, а набор скорости идет только за счет плавного изменения передаточного числа вариатора. Когда такое происходит на автомобилях с не очень хорошей звукоизоляцией, звук двигателя быстро начинает доставать. При этом многие вариаторы (и ниссановский в том числе) при работе издают дополнительный шум.

Но Audi А6 multitronic производит совершенно иное впечатление. Во-первых, даже при максимальных оборотах благородный тембр V-образной ’шестерки’ не давит на уши. Во-вторых, вариатор работает совершенно бесшумно. А в-третьих, электронный блок управления вариатора настроен таким образом, чтобы у водителя создавалось впечатление, будто он едет на автомобиле с более привычной трансмиссией.

Дроссель открыт на 30% — двигатель раскручивается в диапазоне 2000—3000 об/мин. Педаль нажата более чем наполовину — стрелка тахометра поднимается к 3500—4500 об/мин, к зоне оборотов максимального крутящего момента. И только если продавить довольно тугую педаль ’в пол’ до срабатывания кнопки kick-down, то двигатель сразу выйдет на ’мощностные’ 5500—5800 об/мин. Кстати, блок управления здесь адаптивный и способен подстраиваться под манеру езды водителя. А при неторопливой езде вообще складывается ощущение, что едешь на машине с ’механикой’. Или с ’автоматом’, но только очень совершенным — даже лучше, чем tiptronic. ’Мозг’ вариатора multitronic позволяет ему оставаться на повышающем передаточном отношении до скорости не ниже 60 км/ч. И когда плавно катишь по аккуратным улочкам маленького баварского городка с оборотами чуть выше холостых, между колесами и двигателем устанавливается жесткая связь, как в ступенчатой трансмиссии.

Но, несмотря на это, и здесь не удалось избежать свойственной вариаторным автомобилям рассогласованности между чувством скорости ’по слуху’ и реальной динамикой. Отличная шумоизоляция и очень хорошие управляемость и плавность хода, свойственные последним версиям Audi A6, на хороших дорогах и без того притупляют ощущение скорости. А тут еще и вариатор — когда при утопленной педали газа тембр двигателя почти не меняется, кажется, что автомобиль недостаточно быстр. И аэродинамические шумы что-то великоваты... Но тут бросаешь взгляд на спидометр — батюшки, на нем уже сто восемьдесят!

Для тех, кто не хочет мириться с этим дискомфортом, есть ручной режим, в котором электроника позволяет водителю последовательно переключать шесть выбранных ’передач’. Когда мы передвигаем рычаг селектора вправо, вариатор фиксирует текущее передаточное отношение, а на дисплее в центре комбинации приборов высвечивается ’округленный’ номер передачи. Например, если автомобиль движется на ’пятой с половиной’ передаче (вы не забыли, что вариатор-то бесступенчатый?), то в окошечке покажется цифра 6. А теперь, если мы качнем рычаг на себя или нажмем одну из клавиш ’Р’ на баранке, то шкивы вариатора перейдут в положение ’пятой передачи’, затем — ’четвертой’ и так далее. Причем алгоритм переключений точь-в-точь копирует tiptronic — при разгоне электроника позволяет мотору раскручиваться до максимальных 6500 об/мин и потом самостоятельно переключает вариатор на следующую ’передачу’, а при остановке никогда не забудет вернуть шкивы в положение, соответствующее первой передаче.

Связь между колесами и двигателем в этом режиме ничуть не хуже, чем при механической коробке передач. Более того — вследствие врожденных свойств вариатора поток мощности не прерывается даже при ’переключениях’. И насколько это кстати в напряженном повороте, когда на передних ведущих колесах нужно иметь надежную тягу! А переход на другое передаточное отношение происходит столь быстро, что опережает даже смену цифр передач на дисплее.

— Вариатор способен изменять передаточное отношение практически мгновенно, но скорость срабатывания пришлось снизить — иначе двигатель не успевал отреагировать на изменение нагрузки, — рассказывали инженеры Audi.

Правда, ручной режим с шестью передачами — это, скорее, игрушка для активного водителя. А максимального ускорения, равно как и наибольшей экономичности, Audi A6 2.8 multitronic достигает в автоматическом режиме вариатора.

И если заявления Audi о достигнутых сенсационных расходах топлива и времени разгона 0—100 км/ч соответствуют действительности, то это — настоящая революция в автомобильных трансмиссиях!— Ничего принципиально нового мы не придумали — просто усовершенствовали давно известную конструкцию и вместо стального ремня, изобретенного голландцами из VDT, применили плоскую многозвенную цепь...

Рейнхарт Гезенхаус, один из ’отцов’ трансмиссии multitronic, скромничает. Его бывший коллега, который нынче преподает в Мюнхенском техническом университете, начал работу над цепным вариатором еще в 1980 году, двадцать лет назад, и только разработка серийной конструкции мультитроника заняла пять лет.

Вместо ремня на шкивы натянута стальная цепь, которую для Audi разработала и выпускает фирма Luk. Благодаря большей гибкости она позволила уменьшить минимальный диаметр шкивов, что расширило диапазон передаточных чисел вариатора (он простирается от понижающей 12,7 до ’овердрайва’ 2,1) и сделало конструкцию более компактной. Контакт со шкивами приходится на скошенные торцы осей звеньев, сделанных из подшипниковой стали. Хотя при минимальном радиусе всю нагрузку несут только девять осей, цепь все равно не проскальзывает. Во-первых, потому, что здесь применили двухконтурную систему гидравлического управления шкивами, которая очень точно позиционирует их сдвижные половинки. А во-вторых, на ведущем шкиве стоит механическая прижимная муфта — при малейшем проскальзывании цепи она тут же сжимает шкив, исключая пробуксовку вариатора. При езде, кстати, это иногда проявляет себя небольшими рывками в трансмиссии.

Все это позволило передать крутящий момент в 280 Нм и даже выше — по словам баварцев, multitronic способен выдержать триста с лишним ньютон-метров, а срок службы вариатора превышает ресурс самого автомобиля.

Потрясающе! Но ведь это элементарно — обычная цепь вместо сверхсложного наборного ремня?

— Не все так просто, — усмехается Гезенхаус. — Наш секрет в сочетании материалов шкивов и осей звеньев, их геометрии, рецептуре масла, в котором работает вариатор... И конечно, в техническом исполнении.

Но за счет чего инженерам Audi удалось ранее невозможное — превратить теоретическое преимущество вариатора в разгонной динамике в практическое?

— Для этого пришлось хорошенько поработать над конструкцией мультитроника, избавляя его от потерь мощности, свойственных другим вариаторам. Например, для рассоединения двигателя и вариатора при остановке автомобиля и для плавного старта с места мы вместо гидротрансформатора, в котором потери энергии выше, применили пакет ’мокрых’ фрикционов. А двухконтурная конструкция гидравлического управления шкивами и система раздельного масляного охлаждения позволили применить гидронасосы с меньшим давлением и опять-таки снизить потери мощности.

Можно ли теперь ожидать ’цепной реакции’? Ведь с такими преимуществами multitronic вскоре может вытеснить обычные гидромеханические ’автоматы’! Пока в Ингольштадте полны оптимизма, но сдержанного. Ведь tiptronic, который для Audi выпускает немецкая фирма ZF, — это отработанная и весьма совершенная конструкция. А multitronic собственного производства на тысячу марок дороже ’автомата’, а вдобавок требует применения специального масла и его замены вместе с двумя фильтрами — пока через 60000 км пробега. Кроме того, есть еще одно препятствие — инерция мышления, отторжение непривычной трансмиссии с необычными реакциями автомобиля. Кстати, когда я высказал создателям мультитроника единственную жалобу — на отсутствие торможения двигателем в режиме Drive, — баварцы развели руками: ’Вариатор позволяет добиться суперэффективной реакции на сброс газа, но большинство наших клиентов жалуются даже на tiptronic — они привыкли, что при отпущенном акселераторе автомобиль идет накатом’. Жаль, что в Ингольштадте не применили испытанный японцами прием — сделать два режима Drive, один с торможением двигателем, а второй без него.

Но главное преимущество вариатора Audi бесспорно — это одна из первых серийных автоматических трансмиссий, по динамике и экономичности сравнимая с механической коробкой передач. Заметьте — не первая, а одна из первых, так как существуют механические КПП с автоматическим переключением (например, BMW M Sequentional Transmission). Но они пока слишком сложны и дороги, а цепной вариатор с ростом объемов производства будет дешеветь. В Ингольштадте не отрицают того, что multitronic может появиться и на других автомобилях концерна VW — в первую очередь, на машинах с продольным (Passat) расположением двигателя. Да и другие производители наверняка заинтересуются цепным вариатором — благо, Luk не связан с Audi эксклюзивным соглашением и имеет право поставлять компоненты этой трансмиссии кому угодно.

В конце года Audi A6 2.8 multitronic с кузовами седан и универсал появится в продаже — сначала в переднеприводном варианте, а потом, как только баварцы закончат адаптацию вариатора к полному приводу, и в версии quattro. А если машины с цепным вариатором к весне доберутся до России, то мы непременно устроим дуэль-тест мультитроника и ’механики’ с нашими замерами. Тогда и посмотрим, кто кого...


Л. ГОЛОВАНОВ
Фото автора и фирмы Audi