что такое дайрект шифт в акпп
Главное достоинство вариатора с точки зрения инженера – плавное изменение передаточного числа. Благодаря этому на любой скорости машины можно подобрать такое передаточное число, чтобы двигатель работал в оптимальном режиме. Однако с точки зрения водителя это становится недостатком: при нажатии на акселератор двигатель почти не меняет обороты – автоматика стремится обеспечить его работу в оптимальном режиме. И человек теряет привычное по более традиционным трансмиссиям «чувство автомобиля». Особенно это не нравится американцам, а ведь это один из крупнейших рынков сбыта для японских компаний. Да и сам вариатор в чистом виде не идеален, поэтому современные трансмиссии такого типа получили гидротрансформатор, а программы управления ими становятся все сложнее.
Новый вариатор Toyota под названием Direct Shift-CVT отличается тем, что у него есть дополнительная зубчатая передача, Toyota назвала ее Launch gear, «стартовой передачей». Именно на ней машина трогается с места и разгоняется до скорости 25 км/ч и более – в зависимости от того, насколько интенсивно водитель нажимает педаль акселератора.
Затем зубчатая пара выключается и передача крутящего момента идет через раздвижные шкивы и толкающий металлический ремень.
Меньше – значит легче и лучше.
Дополнительная ступень решает сразу несколько проблем. Трогание с места и разгон сильно нагружают двигатель и трансмиссию. КПД зубчатого зацепления выше, чем у вариатора, и использование «стартовой передачи» снижает потери именно тогда, когда нагрузка особенно велика.
Внедрение зубчатой пары расширило диапазон передаточных чисел трансмиссии, что позволило несколько уменьшить диапазон изменения передаточных чисел вариатора. Если в предыдущей модели диапазон достигал 6,5, то в Direct Shift-CVT общий диапазон 7,5, а диапазон вариатора – 5,0. Благодаря этому появилась возможность уменьшить размеры деталей вариатора, а значит, и их массу. Это снизило потери от инерции на 40%.
Результатом снижения потерь на инерцию, а также облегчения коробки в целом, по данным Toyota, стало сокращение расхода топлива на 6%. Угол между конусными поверхностями полушкивов уменьшен с 11 до 9 градусов. В итоге каждое сближение или раздвигание шкивов приводит к более быстрому перемещению ремня к оси вращения или от нее и, соответственно, передаточного числа. Скорость изменения передаточных чисел выросла на 20%. В этом трансмиссии помогает и новый, более эффективный насос.
Еще одна «десятка»
Как и практически все современные вариаторы, Direct Shift-CVT дает водителю возможность самому выбирать передачи. Всего у этой трансмиссии 10 фиксированных ступеней – на данный момент рекорд для вариаторов, да и вообще для автоматических трансмиссий. Гидромеханической коробкой Direct Shift-10AT оснащаются Lexus LC и LS. Кроме Toyota, десятиступенчатые АКП на легковые автомобили устанавливают Ford, General Motors и Honda.
Похоже, но не то же
Решение, использованное Toyota, заставляет вспомнить о вариаторе Jatco CVT7 (JF015E), который производят почти 10 лет (с июля 2009 года). Это первый в мире вариатор с механическим двухступенчатым редуктором. Однако компания JATCO поставила вариатор и редуктор последовательно, и крутящий момент всегда передается через одну из зубчатых пар и вариатор.
А в Direct Shift-CVT зубчатая пара и вариатор задействованы, так сказать, попеременно-параллельно – момент передает либо зубчатая пара, либо ремень на шкивах.
Трансмиссия Toyota Direct Shift-CVT разработана совместно с компанией Aisin AW Co., Ltd. Производит ее сама Toyota. В России ее можно увидеть на новом кроссовере Lexus UX 200.
Детские болезни
В США еще осенью прошлого года поступила в продажу Toyota Corolla Hatchback 2019 модельного года, которая оснащается таким вариатором. Получит его и седан Corolla, который в этом году появится на китайском рынке.
В декабре 2018 года стало известно об отзыве всех Corolla Hatchback, проданных в США. Выяснилось, что их гидротрансформатор может внезапно отказать и автомобиль окажется обездвижен. Дилеры должны связаться с владельцами и заменить трансмиссию. По данным американских СМИ, вариаторы пока в дефиците, поэтому дилеры не спешат с оповещением владельцев.
Зато можно быть уверенными, что, когда новая трансмиссия дойдет до Европы и России, она уже будет избавлена от «детских болезней»
Добавление вариатора механической передачей позволило снизить расход топлива на 6% и улучшить динамику разгона.
Фирма Toyota представила передовые агрегаты
Показанные моторы и коробки передач начнут появляться на разных Тойотах с 2017 года.
Глобальная модульная архитектура Тойоты (TNGA), как известно, стартовала на рынке с запуском Приуса последнего поколения. За ним уже выстроились в очередь на серию паркетник C-HR и хэтч Auris. Далее распространение этой платформы по модельному ряду только усилится. И специально под неё инженеры продолжают разрабатывать моторы и трансмиссии. Шестого декабря японцы раскрыли детали некоторых новинок. Это «четвёрка» 2.5 с непосредственным впрыском топлива, восьми- и десятиступенчатый «автоматы», плюс гибридная система THS-II для заднеприводных моделей.
Развивая идеи в области газораспределения и сгорания, заложенные ещё в 2014 году, инженеры довели термический КПД бензинового двигателя до 40% когда он работает на обычной машине, и до 41% при использовании в составе гибридной установки (в ней несколько иные режимы ДВС). А это, к слову, на 1% выше, чем в новейшей пятидверке Prius, выведенной на рынок всего лишь в 2015-м. Данные числа японцы не называют рекордом, но говорят, что они одни из самых высоких в индустрии.
Следующими идут «автоматы» Direct Shift на восемь и десять передач. В их конструкции применено несколько идей, которые помогли повысить КПД трансмиссии. Его величину производитель не указал, но опять же утверждает, что параметр — один из лучших в мире. Вдобавок, новые коробки компактнее и легче предшествующих.
О принципе новаторской многоступенчатой гибридной системы мы уже рассказывали. Если коротко, её изюминка — это совмещение обычного для гибрида планетарного вариатора с переключаемыми планетарными рядами, как у «автомата». Так достигается сочетание максимально возможной (для данного ДВС) динамики с высокой эффективностью всей установки в самых разных ситуациях. Плюс есть возможность длительное время двигаться на одной электротяге, в том числе на высоких скоростях.
По уверению разработчиков, новые агрегаты сами по себе примерно на 10% производительнее и на 20% бережливее прежних, а в сочетании с улучшением моделей (снижение массы и коэффициента сопротивления воздуху) они позволят получить ещё большую экономию.
До конца 2021 года Toyota планирует представить 17 версий девяти двигателей нового поколения, в том числе 2,5-литровый показанный сейчас, десять версий четырёх трансмиссий, в том числе «автоматы» и новый вид бесступенчатой коробки передач, а ещё десять вариантов шести гибридных систем. В совокупности через пять лет все эти агрегаты должны стоять на 60% продаваемых в Японии, США, Европе и Китае Тойот и Лексусов, что позволит сократить средний расход топлива модельных рядов на этих рынках на 15%.
Toyota Corolla получила новый вариатор Direct Shift-CVT
Хоть новая Тойота Королла и не пользуется столь же большим спросом, как скажем Camry или LandCruiser 200 мы не могли обойти стороной новость о том, что автомобиль получил вариатор со «стартовой передачей». Японский хэтчбек нового поколения дебютировал на американском автосалоне в Нью-Йоркском автосалоне, где вызвал неподдельный интерес у большого количества автолюбителей за счет интересной внешности и главное, машина стала более спортивной. Об этом говорит наличие “гибридного” вариатора и спортивные настройки подвески.
Под капотом городской зажигалки находится 2.0 литровая «четверка» семейства Dynamic Force Engine с комбинированным впрыском топлива, а также системой изменения фаз газораспределения на впуске и выпуске. Мощность мотора составляет порядка 171 л.с. и 205 Нм крутящего момента.
В качестве трансмиссии потенциальным владельцам доступен выбор между:
Если первая коробка хорошо известна многим, то вариатор представляет собой уникальный вариатор с первой в мире «стартовой передачей» (классическая ступень с зубчатым приводом используется на начальном этапе разгона с места). Более того у кпп имеется спортивный режим и она способна имитировать работу 10-ступенчатой секвентальной коробки передач.
Принцип работы
При старте используется классическая ступень с зубчатым приводом, затем электроника переходит с редуктора на ременной привод вариатора. Со слов инженеров, это должно улучшить разгон с места, а также положительно повлиять на остроту ощущений при работе с педалью газа. Вместе с этим, производители обещают более плавное переключение за счет нового блока управления, разработанного на базе технологий, позаимствованных у классических автоматических трансмиссий с гидротрансформатором.
В продажу Toyota Corolla нового поколения на американском рынке начнутся летом текущего года, а вот судьба автомобиля на российском рынке пока не известна.
АКППMAX
Развеивая стереотипы:
Существует расхожее мнение, что хорошая механическая трансмиссия всегда быстрее и резвее автоматической; более быстрая, потому что она передает энергию напрямую, без типичных потерь энергии гидротрансформатора, и более резвая, потому что откликается без задержек непосредственно на команды водителя. Быстрый, полностью контролируемый, предсказуемый – каждый автовладелец мечтает, чтоб его автомобиль обладал этими качествами. Эти качества заключает в себе новая 8-ступенчатая автоматическая трансмиссия — 8-Speed Sport Direct Shift transmission, установленная на Lexus IS-F.
Да, но зачем создавать себе проблемы, пытаясь создать АКПП, превосходящую по характеристикам ручную трансмиссию? В конце концов, простая механическая КПП пользуется большой популярностью и уважением среди водителей-энтузиастов во всем мире.
Но инженеры любят испытания. Поэтому когда главный инженер Lexus IS-F вдохновил свою команду на создание революционно нового высокопроизводительного автомобиля, основной целью было оборудовать его качественной автоматической трансмиссией. Почему? Потому что цели, поставленные перед разработкой IS-F, не будут достигнуты без создания принципиально новой КПП.
Возможно, вас не очень интересуют подробности, и вас интересует непосредственно вождение. Тогда вы можете использовать возможность и просто посидеть в IS-F. Но если Вам интересно как создавалась одна из самых быстрых АКПП в мире, читайте дальше.
От недостатков к преимуществам:
В процессе создания автомобиля с превосходными техническими характеристиками, Lexus сделал ни много, ни мало, переворот, совершая ошибки на пути, постепенно превращая их в преимущества. Давайте их перечислим:
— невероятно быстрое переключение передач, около 0.1 сек (повышение передачи)
— полностью ручной режим переключения передач, который вы можете включить в любой момент, передвинув переключатель в положение «М» и затем использовать либо подрульные «лепестки», либо рукоятку переключения. В ручном режиме передачи переключаются только по вашей команде.
— переключение без рывков, обеспечиваемое превосходной автоматикой, достигается благодаря муфте блокировки, функционирующей от второй до восьмой передачи.
— сверхбыстрая работа дроссельной заслонки, которая автоматически переходит на меньшую передачу и уменьшает скорость трансмиссии, чтобы избежать внезапной поломки двигателя. Это является явным преимуществом при быстрой и динамичной езде.
— увеличение значения крутящего момента первой передачи для максимально быстрого разгона с места.
— Плавное и быстрое переключение передач в автоматическом режиме.
Эти характеристики предназначены для создания высокопроизводительной трансмиссии с отличными техническими характеристиками, которая работает для вас и отвечает всем вашим требованиям в любой момент, когда это необходимо. И в отличие от других АКПП, она создана для динамичной езды.
Скорость трансмиссии – основополагающий фактор.
Наиболее важной характеристикой при создании новой АКПП является скорость переключения передач. Невероятно, но команда разработчиков-инженеров новой коробки для Lexus IS-F для достижения наилучшего результата использовала концепции, применяемые в трансмиссиях Формулы-1. Средняя скорость переключения в таких трансмиссиях около 0.05 сек, с мизерным, практически неразличимым временем задержки. Скорость переключения трансмиссии при повышении передачи на Lexus IS-F составляет 0.1. Представленные ниже графики дают представление о том, как быстро сможет переключать передачи трансмиссия на Lexus IS-F в перспективе.
Повышение передачи 
Lag time – время задержки
Gear shift time – время переключения передачи
Manual shift 2-nd to 3-rd – ручное переключение со 2-й на 3-ю передачу с WOT ( с полностью открытым дросселем).
Competitor – соперник, конкурент.
Понижение передачи 
Новый надежный дизайн:
Инженеры Lexus начали разработку дизайна принципиально новой 8-ступенчатой автоматической трансмиссии, взяв за образец LS 460.
Это может показаться абсурдом, но IS-F должен был быть намного более мощным, чем LS. По этой причине был необходим новый дизайн трансмиссии.
Новая, хорошо спроектированная трансмиссия на самом деле относительно легкая и использует специальный планетарный ряд, обеспечивающий более компактный дизайн. Весь узел весит всего лишь 96 кг, но тем не мене обладает более чем достаточной величиной крутящего момента для 5-литрового двигателя IS-F. 
В погоне за качеством
Команда инженеров, проектировавшая и разрабатывавшая новую трансмиссию, знала, что необходимо сделать все, чтобы автомобиль показывал себя во всей красе как на треке, так и на дороге, при этом удовлетворяя запросы самых опытных водителей.
Были достигнуты удивительные результаты в двух основных аспектах: управление переключением; работа блокировочной муфты и муфты переключения. Также в новой трансмиссии не оказалась лишней и восьмая передача.
Блокировочная муфта присутствует и в новой АКПП, однако изменились принципы ее действия и контроля.
Традиционная АКПП использует блокировочную муфту, делая ее более эффективной, создавая прямой силовой поток между двигателем и трансмиссией. Обычно это происходит на высоких передачах и при малой нагрузке для более плавного переключения и экономии топлива.
Lexus IS-F перевернул эту идею с ног на голову, исключив из этого процесса первую передачу в режиме ручного переключения. Это исключает всевозможные потери энергии через гидротрансформатор со второй до восьмой передачи, при этом увеличивая величину крутящего момента на первой передаче, на сколько это необходимо, обеспечивая хороший разгон с места. Как результат – ощущение абсолютной плавности переключения, и мгновенная реакция на движение педали газа.
Стратегический контроль.
Чтобы создать виртуальные незамедлительные переключения передач вверх (в ручном режиме), инженеры Lexus разработали новые методы контроля гидравлического давления, задействуя муфты трансмиссии. Высокоэффективный соленоид и специальное компьютерное программирование обеспечивают быстрый и точный контроль при взаимодействии с крутящим моментом двигателя. Способность трансмиссии мгновенно реагировать на ваши команды появилась благодаря ручному режиму. В нем вы можете переключать передачи когда вам это необходимо, а не когда АКПП сама этого захочет.
В добавок, вы можете переключиться на режим ручного переключения передач, даже не касаясь рычага переключения передач. Просто, находясь в режиме «Drive», вам нужно щелкнуть «лепесток» переключения на более низкую передачу. В этом режиме вы можете вручную переключать передачи по своему желанию. Система сама вернется в автоматический режим когда автомобиль остановится или будет ехать с постоянной скоростью в течение некоторого времени. 
Новый CVT с первой передачей от «механики». Вымысел? Нет, реальность!
Вариатор RAV4 – коробка хорошая, удобная и даже менее сложная, чем классические автоматы и всевозможные роботы. Но инженеры Toyota не стоят на месте и создали новый агрегат Direct Shift CVT, который устанавливается на RAV4 последнего, 5-го поколения.
Средство столь же радикальное, сколь и простое – можно как угодно долго буксовать, двигаться на первой передаче с большой нагрузкой. Это особенно важно на бездорожье. Работает первая передача просто – включается на старте или в ситуации, когда нужен максимальный крутящий момент (передаточное число 4,262), по мере разгона с ростом скорости отключается и дальше в дело вступает наш главный герой – металлический ремень.
Другое изменение – уменьшен угол между конусами шкивов, сами шкивы стали меньше и легче, что кардинально снизило износ ремня и шкивов. Острее угол – меньше времени и движений для «смены орбиты» ремня. Вместе с более производительным и быстродействующим масляным насосом все перечисленные новшества дали не только экономичность и более резвый старт с места, но и увеличили ресурс коробки.
В итоге выходит, что наш вариатор при трогании с места теперь вроде как и не вариатор, а обычная коробка, которая вновь становится вариатором с ростом скорости. И на ходу ведёт себя как вариатор, только более импульсивный, точнее чувствующий смену режимов тяги и быстрее к ним адаптирующийся.
Спортсмены, вы и теперь будете утверждать, что вариатор медлителен, задумчив и тормозит на обгонах? Попробуйте Direct Shift CVT, он вас переубедит.
Анализируя всю историю появления коробок CVT в целом, и вариаторов на RAV4 хочется воскликнуть: «Чудеса, да и только!». Сначала инженеры научили трансмиссию работать вообще без ступеней, затем сымитировали передачи в угоду клиенту, а теперь и вовсе на первой скорости применили частичку обычной механики? Что это, шаг назад?
Ни в коем случае! Нынешний вариатор Toyota Direct Shift CVT – объединение всего лучшего, что есть в обычном автомате, механике и бесступенчатой трансмиссии. Так сказать, трансмиссионный гибрид, который сходу непросто отнести к какому бы то ни было типу. Но ведь именно такой, вобравшей всё самое совершенное и должна быть хорошая трансмиссия.
Итак, не бойтесь вариатора – у него, определённо, есть будущее!