АВТОМАТ ДЛЯ Лодырей И Работяг
"АВТОМАТ" ДЛЯ Лодырей И Работяг
ТЕХНИКА
"АВТОМАТ" ДЛЯ Лодырей И Работяг
То и дело орудуя рычагом коробки в городской толчее, каждый шофер, наверняка, хотя бы раз думал об удобстве автоматического переключения. О том, как появились и развивались разные коробки такового типа, скажут Борис ШИШМАРЕВ и Антон ЧУЙКИН, исторический экскурс подготовил Сергей КАНУННИКОВ.
Основными типами коробок передач еще сначала века стали механические ("ручные") двух-, а позднее и трехвальные коробки, подобные нынешним, также планетарные, которые в чистом виде до наших дней не сохранились. (Примером последних служит коробка знаменитого "Форда-Т".) Уже тогда инженеров потряхивала мысль как-то упростить процесс переключения, а в эталоне - сделать его стопроцентно автоматическим. С высоты сегодняшнего технического опыта мы, может быть, улыбнемся, лицезрев предлагавшиеся тогда конструкции. Но, вдумавшись, заметим - все окружающее нас обилие, хотя бы в зачаточном состоянии, присутствовало еще тогда!
Проще всего оказалось заавтоматизировать планетарную коробку. Дело в том, что ее шестерни - в неизменном зацеплении, а для переключения передач затормаживают одни комплекты шестерен и высвобождают другие. Делают это фрикционы и ленточные тормоза (на самом деле, различные виды сцепления). Нет необходимости сглаживать скорости деталей - механизмы трения работают сравнимо мягко, потому последующая передача врубается не мгновенно. Если коробкой управляет сам шофер, он может избежать противных рывков. Навык позволяет ему плавненько переводить рычаг в последующее положение (либо плавненько работать педалями переключения, как на том же "Форде-Т"). Другое дело - "автомат". "Думающих" исполнительных устройств в ту пору еще не было, потому переключение, вне зависимости от критерий, происходило идиентично. По достижении определенных оборотов мотора замыкались электронные контакты (если исполнительный механизм - соленоид), либо раскрывался клапан гидросистемы (и давление сдигало поршень гидравлического исполнительного механизма), либо к вакуумному сервоприводу подводилось разрежение из впускного коллектора. Исполнительный механизм использовал ленточные тормоза и фрикционы, и передача переключалась. Но рывок при всем этом все таки был неизбежен - даже самой сложной механике не под силу учитывать все обилие критерий движения.
Инженерам оставалось поставить меж мотором и коробкой гидромуфту, которая смягчала возникающие рывки и колебания (правда, за счет проскальзывания в муфте), расположить масляный насос и всем другим вариантам предпочесть гидравлические сервомеханизмы - и вот пред нами она, автоматическая гидромеханическая коробка. Десятилетия отшлифовали ее конструкцию, обратим внимание только на один элемент - немаленький блок, в разрезе схожий на муравейник. В этом лабиринте каналов, калиброванных отверстий и клапанов как раз и определяется управляющее давление для тех либо других сервоприводов. В выборе передачи участвуют вакуум выпускного коллектора, подводимый сюда по трубочке, позиция педали акселератора и скорость ее нажатия, передаваемые тросиком от карбюратора, еще некие характеристики. Можно сказать, этот блок - "механический мозг" коробки. Но как он ни умен, коробку этого типа всегда реально отличить по хотя бы чуток приметному рывку при перемене передач.
Перспективен ли таковой "автомат"? Инженеры продолжают его улучшать. "Механические мозги" в массовых конструкциях сейчас подменяют более надежными электрическими: сервоприводы остаются гидравлическими, но рассредотачиванием воды управляют электрические клапаны.
Перейдем сейчас к истории автоматических аналогов часто встречающихся - "обыденных" коробок передач.
Поглядите на схему простейшей из последних. Ведущий вал через сцепление соединен с маховиком. Заодно с ним выполнена шестерня, приводящая промежный вал, который всегда крутится совместно с ведущим - их шестерни находятся в неизменном зацеплении. Обычно другие шестерни промежного вала закреплены на нем агрессивно. А вот на ведомом валу шестерни имеют степень свободы, они при включении передачи передвигаются повдоль ведомого вала на шлицах и входят в зацепление с соответственной шестерней промежного вала. Другой, более современный вариант - шестерня свободно крутится на ведомом валу, находясь в неизменном зацеплении с шестерней промежного вала. При включении подходящей передачи по ведомому валу на шлицах передвигается муфта, "хватает" свою шестерню и фиксирует ее, заставляя крутиться совместно с собой. Естественно, на торцах зубьев шестерен либо муфт делают "заходы", но 1-го этого не достаточно, чтоб стремительно, без ударных нагрузок включить подходящую передачу. Главное требование - должны быть равны линейные скорости зубьев сопрягаемых шестерен (в первой схеме) и угловые скорости шестерни и ведомого вала (во 2-ой).
Как вы понимаете, скорость сглаживают особые устройства - синхронизаторы (ЗР, 1994 , № 2). До того времени, пока они не получили распространения, ни о какой автоматизации таких коробок не было и речи. Сделать механизм, хорошо выполняющий "двойной выжим" либо "перегазовку", в 30-х годах казалось чудом. Потому стопроцентно синхронизированные "автоматы" тех пор - достаточно дорогие в производстве - были редки. И, казалось, погибнуть бы этой идее, но она возродилась на данный момент, когда большинством современных движков стала управлять электроника. Сказалась, кстати, и борьба за эффективность - все-же КПД гидромеханической коробки сравнимо низок.
Представьте для себя, что мы можем, исходя из наружных критерий, очень точно задавать количество горючего, поступающего в движок, а как следует, и тяговое усилие, и частоту вращения коленвала. Тогда можно совсем отрешиться от сцепления (не считая случаев троганья и остановки). Каждому, наверняка, бывало выключать передачу, не нажимая на левую педаль - довольно только изловить газом режим, когда движок уже не приводит колеса, но к тому же не тормозит. Так же просто можно включать передачи, если мотор "когда нужно" скинет либо добавит обороты, уравняв скорости валов и шестерен в коробке. А ведь в выравнивании этих скоростей, единственном творческом моменте, нет ничего непосильного для управляющего движком компьютера. Самое сложное, естественно, создание программки, умеющей не просто переключать передачи, да и знающей, когда это делать. "Электрические" коробки работают исключительно в паре с "умным" движком, образуя совместно единую систему. Получая сигналы о скорости и нагрузке (раздельно - по движку и коробки), о состоянии сцепления, тормозов, даже - нраве водителя, электроника определяет момент переключения передач и берет бразды правления в свои руки: сбрасывает газ, выключает одну передачу, если нужно, перегазовывает, включает другую и плавненько наращивает газ. Шофер при всем этом даже не меняет положения ног! Еще бы - сцепление-то не срабатывает. Кстати, вот вам очередной плюс - оно и не изнашивается. Как и неработающие синхронизаторы - оставленные на случай отказа системы.
Естественно, опытнейший шофер на машине с обыкновенной механической трансмиссией разгонится резвее - все-же необходимо учесть инерционность деталей мотора и коробки. Время на переключение можно уменьшить, поменяв метод работы: бросить нормально работающее сцепление и синхронизаторы. Тогда ювелирной точности при операциях с подачей горючего и выравниванием скоростей валов не надо - просчеты электроники исправит механика. Но эта схема работы подойдет легковому автомобилю, в то время как рассмотренная ранее - грузовику. Первому важны удобство и быстрота, у второго главенствуют надежность и экономичность. Непопросту ведь на БМВ избрали "легковую" схему, а на "Скании" - "грузовую". Коробку БМВ мы уже рассматривали в прошлом номере ЗР, потому остановимся на "грузовых" разработках в этом направлении.
Пожалуй, первой в Европе коробкой с электрическим управлением может повытрепываться ИВЕКО. В конце 80-х - начале 90-х компания предлагала на заказ свои грузовики с "умной" коробкой "Фуллер" (США). Поближе к нашим денькам пальму первенства перехватила "Скания", представив на 4-й серии грузовиков свою разработку - систему "Оптикруиз" (ЗР, 1996, № 1). Следом был "Mercedes" - у томного "Актроса" электрическая коробка под заглавием "Теллигент" предлагается в первый раз в качестве стандартного оборудования (ЗР, 1996, № 11). И вновь отметились машины ИВЕКО - в Брюссельском салоне они были выставлены с большой надписью "Евротроник" на борту, обозначающей "электрическую" коробку.
Различия у всех сейчас имеющихся механических коробок с автоматическим управлением невелики. Шофер в конце концов избавлен от массивного рычага переключения передач и оперирует маленьким джойстиком - необычным у каждой компании. Наличие ручного режима, когда выбор передачи остается за водителем, и автоматического, когда все делает компьютер, уникальная убирающаяся педаль сцепления - маленькие штришки, внесенные каждой компанией в портрет современной коробки. А вот черты посерьезнее: "Мерседесу" и ИВЕКО в автоматическом режиме совсем не нужна педаль сцепления - даже при троганье. У ИВЕКО в первый раз, специально в расчете на электронику, сама коробка (она разработана вместе с ZF) вначале изготовлена без ненадобных синхронизаторов. В конце концов, "Скания", кажется, обладает самым комфортным на сей день методом управления.
Мы преднамеренно не стали рассматривать малоизвестные в Европе изумительные японские конструкции - скажем, с 2-мя сцеплениями ("до" и "после" коробки) - и тормознули на более всераспространенных. О клиноременных вариаторах, очень фаворитных в ближайшее время, разговор еще впереди. Резвое улучшение схожих конструкций наводит на идея, что, вроде бы ни бранились "Подвескасмены", через некое время шофер, возможно, будет избавлен от рычага переключения передач - так же, как в свое время ему пришлось расстаться с ручкой опережения зажигания и педалью стартера.
ИЗ ИСТОРИИ Коробки
По терминологии 30-х годов, коробки разделялись на автоматические, автоматические и автоматические. Мы разглядим 1-ый из этих классов - так как подобные конструкции в наше время вновь оказались на острие инженерной мысли. К автоматическим относились коробки "Майбах", "Вильсон", "Бендикс", "Коталь".
На пятиступной "Майбах" была использована непростая система вакуумного переключения. 1-ая передача, рассчитанная на особо томные условия движения, и задний ход врубались обыденным рычагом. Другие - 2-мя установленными под рулем маленькими рычагами, которые управляли 2-мя золотниками. В систему входили два рабочих цилиндра, золотники докладывали их с впускным коллектором либо атмосферой. Поршни в цилиндрах были соединены со штоками, а те - с переключающей кулачковой муфтой. При сбросе газа под действием пружины, установленной на штоке цилиндра, кулачковая муфта передвигалась сама.
На более поздних автомобилях этой марки система дополнялась муфтой свободного хода. Роликовый храповой механизм передавал вращение только от ведущего вала к ведомому. При сбросе газа движок и коробка отключались от карданного вала - это давало возможность переключать передачи без отжатия сцепления.
В механической автоматической коробке "Вильсон" (для малеханького автомобиля БСА) была использована непростая система тормозов ленточного типа. Они затормаживали венцы планетарных комплектов 3-х передач. Шофер мог избрать передачу заблаговременно, переведя в соответственное положение рычаг, расположенный под рулем. Включение же выполнялось только тогда, когда он надавливал на педаль сцепления.
Электропневматическая коробка "Бендикс", показавшаяся в 30-х годах на автомобилях "Хадсон" (в СССР их называли "Гудзон"), была близка по конструкции той, что стояла на "Майбахе". Разница заключалась в том, что рычаг под рулем действовал на контактный золотник, от которого подавался ток на соленоид. А тот уже, в свою очередь, управлял вакуумной системой. Переключение происходило, как и у коробки "Вильсон", при нажатии на педаль сцепления.
Вакуумный элемент механизма переключения "Майбах".
ИЗ ИСТОРИИ Коробки
Довольно пользующейся популярностью в 30-х была и электрическая коробка "Коталь", по конструкции напоминавшая "Вильсон". Но торможение того либо другого планетарного комплекта тут производилось не механическими тормозами, а электрическим сцеплением. Коробки этого типа были довольно малогабаритны. Их устанавливали на автомобилях "Деляж", "Пежо", "Салмсон". На дорогих "вуазенах" по схеме "Коталь" работал двухскоростной демультипликатор.
На бельгийских переднеприводных автомобилях "Минерва" в одном блоке с движком V8 устанавливали сложную механическую трансмиссию (патент Робина ван Роггена). Мысль была такая. Вращение коленвала преобразовывалось в качательное движение промежной Ремонт и эксплуатация 6 сложной формы, которое потом преобразовывалось во вращательное движение ведомого вала 3. Так как коробка и движок находились в одном картере, для управления переключением употреблялся масляный цилиндр 9, работающий от давления штатной системы смазки.
"Коробка" компании "Минерва": 1 - рычаг;
2 - шатун; 3 - ведомый вал; 4, 5 - механизм свободного хода; 6 - треугольное коромысло; 7 - шатун; 8 - изогнутый рычаг; 9 - управляющий двухступенчатый гидроцилиндр.
ИЗ ИСТОРИИ Коробки
Автоматические конструкции довольно обширно применялись и на американских автомобилях 30-х годов. К примеру, на "Рео" в коробке было установлено дополнительное сцепление центробежного типа. Работала коробка последующим образом. Рычагом врубалась 1-ая передача. Когда автомобиль достигал скорости около 25 км/ч, шофер на куцее время отпускал педаль акселератора и вновь надавливал ее. В этот момент врубалась 2-ая - ровная передача. На "Рео" был предусмотрен также 2-ой (нижний) двухскоростной ряд. Переключение на него производилось рычагом, а переход с первой на вторую передачу - автоматом.
В конце 30-х годов за доплату в 80 баксов автоматическую коробку устанавливали на "Олдсмобил". Так же, как в "Рео", тут четыре передачи объединялись в два ряда по две. Управление же было гидравлическим: тормоза планетарных комплектов приводились в действие давлением масла, подаваемым 2-мя насосами. Переключение происходило в момент нажатия на педаль сцепления.
Из необыкновенных конструкций нельзя не упомянуть очень сложную автоматическую коробку фрикционного типа "Хейс", которую использовали на неких моделях автомобилей "Остин".
К концу 30-х годов на томные грузовики и автобусы уже начали ставить гидромеханические коробки, конструкция которых близка к современной.
Схема фрикционной коробки "Хейс": 1 - ведомый вал; 2 - пружина;
3, 6 - ведущие диски; 4 - ролики, изменение их наклона меняет передаточное число;
5 - ведомый диск; 7 - шарики; 8 - фланец с канавками переменной глубины; 9 - ведущий вал.
Новая ИСТОРИЯ Коробки
Схема системы "Оптикруиз" компании "Скания".
Управляет "Оптикруизом" электрический блок 1, работающий совместно с другими "думающими" системами: EDC (Elektronic diesel сontrol), командующей мотором (2), антиблокировочной Абс и противобуксовочной ТС (3), управления ретардером (дополнительным трансмиссионным тормозом-гидромашиной) (4). Шофер передает свои "пожелания" системе при помощи "джойстика" - рычага переключения режимов и передач в коробке (5), кнопки "бугры" (6) (на этом режиме передачи переключаются при завышенной частоте вращения коленвала), педалей тормоза (датчик положения 7), газа (8), при троганье - сцепления (9) и рычага моторного тормоза (10). "Мозг" опрашивает датчики скорости (11), частоты вращения коленвала (12), включенной передачи (13), состояния ретардера (14) и моторного тормоза (15), скорости валов в коробке (16), (17), на основании приобретенных данных корректирует подачу горючего в движок и дает команду исполнительному устройству (19) на включение (выключение) подходящей передачи. Для полноты картины упомянем еще возможность расширения системы датчиков (18), также диагностики, осуществляемой подсистемой (20).
Автоматическая (гидромеханическая) коробка в разрезе.
"Механический автомат" БМВ и рукоятка-"джойстик".
Разрез коробки "Скания". Направьте внимание на сцепление "оттяжного" типа, разработанное специально для системы "Оптикруиз".
"Башенка" переключения передач "Мерседеса-Актрос".
ТЕХНИКА
"АВТОМАТ" ДЛЯ Лодырей И Работяг
То и дело орудуя рычагом коробки в городской толчее, каждый шофер, наверняка, хотя бы раз думал об удобстве автоматического переключения. О том, как появились и развивались разные коробки такового типа, скажут Борис ШИШМАРЕВ и Антон ЧУЙКИН, исторический экскурс подготовил Сергей КАНУННИКОВ.
Основными типами коробок передач еще сначала века стали механические ("ручные") двух-, а позднее и трехвальные коробки, подобные нынешним, также планетарные, которые в чистом виде до наших дней не сохранились. (Примером последних служит коробка знаменитого "Форда-Т".) Уже тогда инженеров потряхивала мысль как-то упростить процесс переключения, а в эталоне - сделать его стопроцентно автоматическим. С высоты сегодняшнего технического опыта мы, может быть, улыбнемся, лицезрев предлагавшиеся тогда конструкции. Но, вдумавшись, заметим - все окружающее нас обилие, хотя бы в зачаточном состоянии, присутствовало еще тогда!
Проще всего оказалось заавтоматизировать планетарную коробку. Дело в том, что ее шестерни - в неизменном зацеплении, а для переключения передач затормаживают одни комплекты шестерен и высвобождают другие. Делают это фрикционы и ленточные тормоза (на самом деле, различные виды сцепления). Нет необходимости сглаживать скорости деталей - механизмы трения работают сравнимо мягко, потому последующая передача врубается не мгновенно. Если коробкой управляет сам шофер, он может избежать противных рывков. Навык позволяет ему плавненько переводить рычаг в последующее положение (либо плавненько работать педалями переключения, как на том же "Форде-Т"). Другое дело - "автомат". "Думающих" исполнительных устройств в ту пору еще не было, потому переключение, вне зависимости от критерий, происходило идиентично. По достижении определенных оборотов мотора замыкались электронные контакты (если исполнительный механизм - соленоид), либо раскрывался клапан гидросистемы (и давление сдигало поршень гидравлического исполнительного механизма), либо к вакуумному сервоприводу подводилось разрежение из впускного коллектора. Исполнительный механизм использовал ленточные тормоза и фрикционы, и передача переключалась. Но рывок при всем этом все таки был неизбежен - даже самой сложной механике не под силу учитывать все обилие критерий движения.
Инженерам оставалось поставить меж мотором и коробкой гидромуфту, которая смягчала возникающие рывки и колебания (правда, за счет проскальзывания в муфте), расположить масляный насос и всем другим вариантам предпочесть гидравлические сервомеханизмы - и вот пред нами она, автоматическая гидромеханическая коробка. Десятилетия отшлифовали ее конструкцию, обратим внимание только на один элемент - немаленький блок, в разрезе схожий на муравейник. В этом лабиринте каналов, калиброванных отверстий и клапанов как раз и определяется управляющее давление для тех либо других сервоприводов. В выборе передачи участвуют вакуум выпускного коллектора, подводимый сюда по трубочке, позиция педали акселератора и скорость ее нажатия, передаваемые тросиком от карбюратора, еще некие характеристики. Можно сказать, этот блок - "механический мозг" коробки. Но как он ни умен, коробку этого типа всегда реально отличить по хотя бы чуток приметному рывку при перемене передач.
Перспективен ли таковой "автомат"? Инженеры продолжают его улучшать. "Механические мозги" в массовых конструкциях сейчас подменяют более надежными электрическими: сервоприводы остаются гидравлическими, но рассредотачиванием воды управляют электрические клапаны.
Перейдем сейчас к истории автоматических аналогов часто встречающихся - "обыденных" коробок передач.
Поглядите на схему простейшей из последних. Ведущий вал через сцепление соединен с маховиком. Заодно с ним выполнена шестерня, приводящая промежный вал, который всегда крутится совместно с ведущим - их шестерни находятся в неизменном зацеплении. Обычно другие шестерни промежного вала закреплены на нем агрессивно. А вот на ведомом валу шестерни имеют степень свободы, они при включении передачи передвигаются повдоль ведомого вала на шлицах и входят в зацепление с соответственной шестерней промежного вала. Другой, более современный вариант - шестерня свободно крутится на ведомом валу, находясь в неизменном зацеплении с шестерней промежного вала. При включении подходящей передачи по ведомому валу на шлицах передвигается муфта, "хватает" свою шестерню и фиксирует ее, заставляя крутиться совместно с собой. Естественно, на торцах зубьев шестерен либо муфт делают "заходы", но 1-го этого не достаточно, чтоб стремительно, без ударных нагрузок включить подходящую передачу. Главное требование - должны быть равны линейные скорости зубьев сопрягаемых шестерен (в первой схеме) и угловые скорости шестерни и ведомого вала (во 2-ой).
Как вы понимаете, скорость сглаживают особые устройства - синхронизаторы (ЗР, 1994 , № 2). До того времени, пока они не получили распространения, ни о какой автоматизации таких коробок не было и речи. Сделать механизм, хорошо выполняющий "двойной выжим" либо "перегазовку", в 30-х годах казалось чудом. Потому стопроцентно синхронизированные "автоматы" тех пор - достаточно дорогие в производстве - были редки. И, казалось, погибнуть бы этой идее, но она возродилась на данный момент, когда большинством современных движков стала управлять электроника. Сказалась, кстати, и борьба за эффективность - все-же КПД гидромеханической коробки сравнимо низок.
Представьте для себя, что мы можем, исходя из наружных критерий, очень точно задавать количество горючего, поступающего в движок, а как следует, и тяговое усилие, и частоту вращения коленвала. Тогда можно совсем отрешиться от сцепления (не считая случаев троганья и остановки). Каждому, наверняка, бывало выключать передачу, не нажимая на левую педаль - довольно только изловить газом режим, когда движок уже не приводит колеса, но к тому же не тормозит. Так же просто можно включать передачи, если мотор "когда нужно" скинет либо добавит обороты, уравняв скорости валов и шестерен в коробке. А ведь в выравнивании этих скоростей, единственном творческом моменте, нет ничего непосильного для управляющего движком компьютера. Самое сложное, естественно, создание программки, умеющей не просто переключать передачи, да и знающей, когда это делать. "Электрические" коробки работают исключительно в паре с "умным" движком, образуя совместно единую систему. Получая сигналы о скорости и нагрузке (раздельно - по движку и коробки), о состоянии сцепления, тормозов, даже - нраве водителя, электроника определяет момент переключения передач и берет бразды правления в свои руки: сбрасывает газ, выключает одну передачу, если нужно, перегазовывает, включает другую и плавненько наращивает газ. Шофер при всем этом даже не меняет положения ног! Еще бы - сцепление-то не срабатывает. Кстати, вот вам очередной плюс - оно и не изнашивается. Как и неработающие синхронизаторы - оставленные на случай отказа системы.
Естественно, опытнейший шофер на машине с обыкновенной механической трансмиссией разгонится резвее - все-же необходимо учесть инерционность деталей мотора и коробки. Время на переключение можно уменьшить, поменяв метод работы: бросить нормально работающее сцепление и синхронизаторы. Тогда ювелирной точности при операциях с подачей горючего и выравниванием скоростей валов не надо - просчеты электроники исправит механика. Но эта схема работы подойдет легковому автомобилю, в то время как рассмотренная ранее - грузовику. Первому важны удобство и быстрота, у второго главенствуют надежность и экономичность. Непопросту ведь на БМВ избрали "легковую" схему, а на "Скании" - "грузовую". Коробку БМВ мы уже рассматривали в прошлом номере ЗР, потому остановимся на "грузовых" разработках в этом направлении.
Пожалуй, первой в Европе коробкой с электрическим управлением может повытрепываться ИВЕКО. В конце 80-х - начале 90-х компания предлагала на заказ свои грузовики с "умной" коробкой "Фуллер" (США). Поближе к нашим денькам пальму первенства перехватила "Скания", представив на 4-й серии грузовиков свою разработку - систему "Оптикруиз" (ЗР, 1996, № 1). Следом был "Mercedes" - у томного "Актроса" электрическая коробка под заглавием "Теллигент" предлагается в первый раз в качестве стандартного оборудования (ЗР, 1996, № 11). И вновь отметились машины ИВЕКО - в Брюссельском салоне они были выставлены с большой надписью "Евротроник" на борту, обозначающей "электрическую" коробку.
Различия у всех сейчас имеющихся механических коробок с автоматическим управлением невелики. Шофер в конце концов избавлен от массивного рычага переключения передач и оперирует маленьким джойстиком - необычным у каждой компании. Наличие ручного режима, когда выбор передачи остается за водителем, и автоматического, когда все делает компьютер, уникальная убирающаяся педаль сцепления - маленькие штришки, внесенные каждой компанией в портрет современной коробки. А вот черты посерьезнее: "Мерседесу" и ИВЕКО в автоматическом режиме совсем не нужна педаль сцепления - даже при троганье. У ИВЕКО в первый раз, специально в расчете на электронику, сама коробка (она разработана вместе с ZF) вначале изготовлена без ненадобных синхронизаторов. В конце концов, "Скания", кажется, обладает самым комфортным на сей день методом управления.
Мы преднамеренно не стали рассматривать малоизвестные в Европе изумительные японские конструкции - скажем, с 2-мя сцеплениями ("до" и "после" коробки) - и тормознули на более всераспространенных. О клиноременных вариаторах, очень фаворитных в ближайшее время, разговор еще впереди. Резвое улучшение схожих конструкций наводит на идея, что, вроде бы ни бранились "Подвескасмены", через некое время шофер, возможно, будет избавлен от рычага переключения передач - так же, как в свое время ему пришлось расстаться с ручкой опережения зажигания и педалью стартера.
ИЗ ИСТОРИИ Коробки
По терминологии 30-х годов, коробки разделялись на автоматические, автоматические и автоматические. Мы разглядим 1-ый из этих классов - так как подобные конструкции в наше время вновь оказались на острие инженерной мысли. К автоматическим относились коробки "Майбах", "Вильсон", "Бендикс", "Коталь".
На пятиступной "Майбах" была использована непростая система вакуумного переключения. 1-ая передача, рассчитанная на особо томные условия движения, и задний ход врубались обыденным рычагом. Другие - 2-мя установленными под рулем маленькими рычагами, которые управляли 2-мя золотниками. В систему входили два рабочих цилиндра, золотники докладывали их с впускным коллектором либо атмосферой. Поршни в цилиндрах были соединены со штоками, а те - с переключающей кулачковой муфтой. При сбросе газа под действием пружины, установленной на штоке цилиндра, кулачковая муфта передвигалась сама.
На более поздних автомобилях этой марки система дополнялась муфтой свободного хода. Роликовый храповой механизм передавал вращение только от ведущего вала к ведомому. При сбросе газа движок и коробка отключались от карданного вала - это давало возможность переключать передачи без отжатия сцепления.
В механической автоматической коробке "Вильсон" (для малеханького автомобиля БСА) была использована непростая система тормозов ленточного типа. Они затормаживали венцы планетарных комплектов 3-х передач. Шофер мог избрать передачу заблаговременно, переведя в соответственное положение рычаг, расположенный под рулем. Включение же выполнялось только тогда, когда он надавливал на педаль сцепления.
Электропневматическая коробка "Бендикс", показавшаяся в 30-х годах на автомобилях "Хадсон" (в СССР их называли "Гудзон"), была близка по конструкции той, что стояла на "Майбахе". Разница заключалась в том, что рычаг под рулем действовал на контактный золотник, от которого подавался ток на соленоид. А тот уже, в свою очередь, управлял вакуумной системой. Переключение происходило, как и у коробки "Вильсон", при нажатии на педаль сцепления.
Вакуумный элемент механизма переключения "Майбах".
ИЗ ИСТОРИИ Коробки
Довольно пользующейся популярностью в 30-х была и электрическая коробка "Коталь", по конструкции напоминавшая "Вильсон". Но торможение того либо другого планетарного комплекта тут производилось не механическими тормозами, а электрическим сцеплением. Коробки этого типа были довольно малогабаритны. Их устанавливали на автомобилях "Деляж", "Пежо", "Салмсон". На дорогих "вуазенах" по схеме "Коталь" работал двухскоростной демультипликатор.
На бельгийских переднеприводных автомобилях "Минерва" в одном блоке с движком V8 устанавливали сложную механическую трансмиссию (патент Робина ван Роггена). Мысль была такая. Вращение коленвала преобразовывалось в качательное движение промежной Ремонт и эксплуатация 6 сложной формы, которое потом преобразовывалось во вращательное движение ведомого вала 3. Так как коробка и движок находились в одном картере, для управления переключением употреблялся масляный цилиндр 9, работающий от давления штатной системы смазки.
"Коробка" компании "Минерва": 1 - рычаг;
2 - шатун; 3 - ведомый вал; 4, 5 - механизм свободного хода; 6 - треугольное коромысло; 7 - шатун; 8 - изогнутый рычаг; 9 - управляющий двухступенчатый гидроцилиндр.
ИЗ ИСТОРИИ Коробки
Автоматические конструкции довольно обширно применялись и на американских автомобилях 30-х годов. К примеру, на "Рео" в коробке было установлено дополнительное сцепление центробежного типа. Работала коробка последующим образом. Рычагом врубалась 1-ая передача. Когда автомобиль достигал скорости около 25 км/ч, шофер на куцее время отпускал педаль акселератора и вновь надавливал ее. В этот момент врубалась 2-ая - ровная передача. На "Рео" был предусмотрен также 2-ой (нижний) двухскоростной ряд. Переключение на него производилось рычагом, а переход с первой на вторую передачу - автоматом.
В конце 30-х годов за доплату в 80 баксов автоматическую коробку устанавливали на "Олдсмобил". Так же, как в "Рео", тут четыре передачи объединялись в два ряда по две. Управление же было гидравлическим: тормоза планетарных комплектов приводились в действие давлением масла, подаваемым 2-мя насосами. Переключение происходило в момент нажатия на педаль сцепления.
Из необыкновенных конструкций нельзя не упомянуть очень сложную автоматическую коробку фрикционного типа "Хейс", которую использовали на неких моделях автомобилей "Остин".
К концу 30-х годов на томные грузовики и автобусы уже начали ставить гидромеханические коробки, конструкция которых близка к современной.
Схема фрикционной коробки "Хейс": 1 - ведомый вал; 2 - пружина;
3, 6 - ведущие диски; 4 - ролики, изменение их наклона меняет передаточное число;
5 - ведомый диск; 7 - шарики; 8 - фланец с канавками переменной глубины; 9 - ведущий вал.
Новая ИСТОРИЯ Коробки
Схема системы "Оптикруиз" компании "Скания".
Управляет "Оптикруизом" электрический блок 1, работающий совместно с другими "думающими" системами: EDC (Elektronic diesel сontrol), командующей мотором (2), антиблокировочной Абс и противобуксовочной ТС (3), управления ретардером (дополнительным трансмиссионным тормозом-гидромашиной) (4). Шофер передает свои "пожелания" системе при помощи "джойстика" - рычага переключения режимов и передач в коробке (5), кнопки "бугры" (6) (на этом режиме передачи переключаются при завышенной частоте вращения коленвала), педалей тормоза (датчик положения 7), газа (8), при троганье - сцепления (9) и рычага моторного тормоза (10). "Мозг" опрашивает датчики скорости (11), частоты вращения коленвала (12), включенной передачи (13), состояния ретардера (14) и моторного тормоза (15), скорости валов в коробке (16), (17), на основании приобретенных данных корректирует подачу горючего в движок и дает команду исполнительному устройству (19) на включение (выключение) подходящей передачи. Для полноты картины упомянем еще возможность расширения системы датчиков (18), также диагностики, осуществляемой подсистемой (20).
Автоматическая (гидромеханическая) коробка в разрезе.
"Механический автомат" БМВ и рукоятка-"джойстик".
Разрез коробки "Скания". Направьте внимание на сцепление "оттяжного" типа, разработанное специально для системы "Оптикруиз".
"Башенка" переключения передач "Мерседеса-Актрос".