Ручки прочь!
ГИДРОМЕХАНИЗАЦИЯ
Два колеса с лопастями в тороидальном корпусе, заполненном специальной жидкостью, – это гидротрансформатор. В традиционных гидромеханических автоматах он на самом деле подменяет сцепление. Невзирая на приличный возраст гидротрансформатора (придуман германцем Феттингером еще в 1905 году), его принципная схема за век практически не поменялась. Но инженеры повсевременно пробуют сделать лучше древнейшую конструкцию. К примеру, у современных автоматов муфта блокировки замыкается фактически сходу после троганья с места – это минимизирует пробуксовки в коробки, ведущие к потере мощности. А в новейшей шестиступной коробке БМВ гидротрансформатор снабдили двойным гасителем крутильных колебаний, чтоб избавиться от неравномерности вращения (ЗР, 2007, № 5).
Традиционные гидромеханические автоматы на данный момент устанавливают на самые различные авто – от «Мерседес-Бенца» S-класса до «Дэу-Матиз». Ради улучшения динамики и экономичности повсевременно вырастает и количество передач. К примеру, «Мерседес-Бенц» зарядил собственный автомат 7G-Tronic аж семью ступенями. Переключения более плавные и резвые, чем до этого. При всем этом в среднем автомобиль расходует на 5% меньше горючего. Соперники дышат в спину – в новейшей «семерке» БМВ, которая появится в будущем году, баварцы планируют установить 8-ступенчатый автомат, а «Лексус» уже оснастил схожей коробкой презентабельный автомобиль LS460.
Этот набор превращает обыденную механическую трансмиссию в автоматическую (педали сцепления нет): 1 – сцепление; 2 – блок управления; 3 – рычаг с тягами; 4 – электромотор привода сцепления. Но куда резвее механической внутренности эволюционируют системы управления автоматами. Командующая гидравлика осталась разве что на дешевеньких моделях, на других переключениями управляет электроника. Она дает приказы электронным, пневматическим либо гидравлическим исполнительным механизмам, блокирующим нужные шестерни планетарных передач. Компьютерные технологии принудили агрегаты работать поточнее и резвее. К примеру, при резком нажатии на педаль акселератора коробка не перебирает передачи поочередно, а перескакивает на несколько ступеней. Микропроцессоры последнего поколения, «завязанные» с другими системами автомобиля высокоскоростной CAN-шиной, при разгоне даже отключают кондюк, чтоб передать на колеса всю мощь мотора. Не считая того, проще стало с унификацией – такую коробку намного сподручнее адаптировать к иному мотору.
Блок датчиков и исполнительных устройств экономных механизированных коробок радиво имитирует автомат, но до традиционного эталона переключений пока далековато: 1 – датчик положения сцепления;
2 – электронный насос; 3 – актюатор сцепления; 4 – гид Электроника наделила автоматы и другими способностями, к примеру ручным режимом переключения передач. Невзирая на различные «фирменные» имена – «Стептроник», «Типтроник», «Сервотроник», принцип деяния у их однообразный. Необходимость таковой конструкции непонятна, но любители пощелкать рычагом либо подрулевыми лепестками все таки находятся. В электрический мозг инженеры закладывают дополнительные методы – к примеру, Подвескаивный и зимний режимы. А особо умные коробки научились подстраиваться под стиль езды. Еще не так давно такими системами щеголяли только машины люкс-класса, сейчас они веселят и хозяев бестселлеров русского рынка – «Мицубиси-Лансер» и «Форда-Фокус».
Коробка DSG работает на многих моделях «Ауди», «Фольксваген», «Шкода». Кстати, ее 7-ступенчатый вариант установили и на «Бугатти-Вейрон» – не ради экономичности, а чтоб стопроцентно воплотить большенные способности 1001-сильного мотора. Даже самые совершенные гидромеханические коробки не лишены недочетов. К примеру, большая стоимость и сложность в изготовлении, к тому же утраты мощности и расход горючего выше, чем с механикой. Потому инженеры отыскивают другие пути для автоматизации.
Коробка SMG от БМВ – один из стандартов современных механизированных агрегатов. Кстати, шофер может избрать обыденный либо Подвескаивный режим, в последнем передачи перебирают вручную. Бота ВЫЗЫВАЛИ?
Казалось бы, что может быть проще и очевиднее – снабдить механическую трансмиссию сервоприводами, управлять которыми будет автоматика. Но только с развитием компов конструкторы достигнули более-менее слаженной работы всех частей.
Клиноременные вариаторы с резиновым ремнем использовали на скутерах, мопедах, снегоходах. Только возникновение привода из железных пластинок позволило бесступенчатым коробкам занять достойное место в автомобиле. Один из более обычных вариантов опробовали на «Мерседес-Бенце» А-класса. Рядовая механическая трансмиссия, обычный рычаг в салоне, но педали сцепления нет – связь меж колесами и движком разрывает электрогидравлический привод. Управляющий микропроцессор смотрит за положением рычага и педали акселератора, и в подходящий момент сам выключает сцепление. Он оперирует также данными от датчиков мотора и Абс, чтоб обеспечить очень плавные переключения и не заглушить мотор при критическом торможении.
Поумневшие современные вариаторы избавились от противной черты – ревущего на наибольших оборотах мотора. Cидя за рулем, отличить бесступенчатую коробку от традиционного автомата можно только по ровненькому разгону. У более сложных, так именуемых механизированных коробок приводом сцепления и переключениями передач заведуют подконтрольные компу исполнительные гидромеханизмы, как в семиступной коробке SMG (Sequential M Gearbox), которую устанавливают сначала на Подвескаивные БМВ серии M. Кстати, SMG растрачивает на переключение всего 0,08 с – с ручной коробкой таковой скорострельности не достигнет даже опытнейший шофер!
Схема работы тороидного вариатора:
1 – ведущий диск; 2 –ведомый диск; 3 – промежные ролики. На левом рисунке ролики касаются ведущего диска в точке наибольшего радиуса, а ведомого – в точке малого (высшая передача). На правом – ролики поверн Есть решения проще и дешевле – к примеру, в агрегатах «Изитроник», которые создают компании «Валео» и «ЛуК» для «Опеля», переключают передачи и выжимают сцепление шаговые электромоторы. Схожая схема реализована и в агрегате, работающем на «Форде-Фьюжн». Правда, дешевле – не всегда лучше. Экономные коробки подтверждают этот постулат очень противными запаздываниями, рывками и толчками при разгоне и торможении движком. Но и эти агрегаты совершенствуются. Компания «Тойота» на одной из самых продаваемых моделей – новейшей – «Королле» отказалась от традиционного автомата в пользу механизированной коробки (ЗР, 2007, № 3).
Коробка «Экстроид» с 2-мя тороидными вариаторами может передавать на колеса впечатляющий момент. Уникальная конструкция не получила массового распространения из-за трудности в производстве и ремонте. С 2003 года концерн «Фольксваген» устанавливает шестиступные коробки DSG (Direct Shift Gearbox), в каких переключение передач происходит без разрыва потока мощности. Кстати, у баварцев тоже существует схожая разработка, но о серийных образчиках гласить пока рано. Изюминка конструкции – два соосных ведущих вала (один снутри другого) передают вращающий момент на многодисковые сцепления. Один из валов управляет нечетными ступенями, другой – четными. Повсевременно включены две примыкающие передачи, а гидроприводы (ими командует электрический блок, получая информацию от 10-ка датчиков), замыкая и размыкая сцепления, направляют вращающий момент по подходящему валу (ЗР, 2003, № 2).
Достоинства явны: момент переключения фактически не ощущаешь – прямо как на неплохой гидромеханической коробке. Зато, в отличие от традиционных автоматов, расход горючего ниже, чем даже у моделей с механикой. Но, как и у хоть какого конструктивно сложного агрегата, у DSG есть один принципиальный недочет – высочайшая стоимость, не позволяющая ему стать по-настоящему массовым.
КЛИН КЛИНОМ
Пробы упростить коробку, избавив ее от излишних шестерен, решали уже издавна. Но только в последние годы по-настоящему обширно стали использовать бесступенчатые коробки – вариаторы CVT (Continuously Variable Transmission, дословно – повсевременно изменяющаяся коробка).
Тут передаточное число меняется плавненько, без соответствующих рывков. Особенность конструкции: разъезжающиеся конусные шкивы ведущего и ведомого валов, соединенные приводным ремнем – изменяется рабочий поперечник шкивов и, соответственно, передаточное число. 1-ые резиновые ремни служили недолго и передавали только маленький вращающий момент, чем резко сузили применение вариаторов. Экспансия бесступенчатых коробок в авто мир началась в последние годы, когда стали использовать конусновидный металлической ремень, состоящий из трапециевидных пластинок, придуманный голландцем Ван Доорном еще в 50-е годы.
Другая неувязка – как при остановке автомобиля рассоединить движок и коробку, ведь у вариаторов отсутствует нейтральное положение? На «Ниссане-Микра», к примеру, установили электрическое порошковое сцепление (в рабочую жидкость добавлены железные частички, которые под воздействием магнитного поля «склеивают» диски). На «Хонде-Сивик» предшествующего поколения связь разрывает многодисковое сцепление, которым также управляет компьютер. А германская компания ZF, чьи агрегаты употребляют многие автоконцерны, приспособила к вариатору… гидротрансформатор.
Длительное время такие коробки были не очень популярны из-за непривычной особенности. Блок управления выбирает обороты мотора, на которых агрегат обеспечит лучшую динамику – при разгоне меняется только передаточное число, а мотор продолжает однообразно петь на одной нотке. Инженеры «Ниссана» в первый раз предложили один из вариантов решения этой трудности – «виртуальные» передачи, другими словами фиксированные ступени, данные электрическим блоком. Кстати, совместно с ними на вариаторах появился и ручной режим.
Много инноваций принесла в эволюцию вариаторов компания «Ауди». В агрегате «Мультитроник», который, в том числе, устанавливают и на новейшую модель А5 (ЗР, 2007, № 6), конусновидный ремень поменяли цепью, состоящей из 1025 звеньев. Вращающий момент передается за счет трения меж торцами пластинок и поверхностями шкивов. «Нейтраль» обеспечивает многодисковое сцепление. А умная электрическая система управления позволяет не только лишь поочередно переключать в ручном режиме 6 псевдоступеней и обеспечивает хорошее торможение движком, да и наращивает обороты мотора с ростом скорости. Другими словами если педаль акселератора нажата лишь на четверть, мотор раскрутится только до 3000 оборотов. При насыщенном разгоне компьютер перестает хлопотать об акустическом комфорте, выводя движок на обороты наибольшей мощности.
Другая конструкция у вариаторов «Экстроид», устанавливаемых «Ниссаном» на модели «Глория» и «Скайлайн». Принципное отличие – меж ведущим и ведомым дисками размещены ролики, которые, делая поворот на подходящий угол, меняют передаточное отношение. Усилие, с которым давят ролики на диски, доходит до 10 т, потому Ремонт и эксплуатация создают из прочной стали, используют трансмиссионное масло со особыми добавками. Не считая того, чтоб разгрузить Ремонт и эксплуатация и уменьшить размеры агрегата, в коробке «Экстроид» работают два вариатора. Задний ход обеспечивает планетарная передача, а за «нейтраль» отвечает гидротрансформатор. Конструкторские ухищрения позволили передавать очень большой для вариаторов вращающий момент 6-цилиндрового мотора с турбонаддувом – 300 Н.м.
Кстати, конкретно малый припас по вращающему моменту длительное время ограничивал применение вариаторов. Сейчас агрегат «Ниссана-Мурано» (ЗР, 2003, № 3) дает колесам 333 Н.м. Бесступенчатые коробки «Ауди» на моделях А5 и А6 достойно выдерживают 280 Н.м, а многообещающий «Мультитроник» «переварит» аж 400 Н.м.
Статистика производства автомобилей сладкоречиво свидетельствует: механические коробки медлительно, но непредотвратимо сдают свои позиции. Но на данный момент трудно предсказать, у какой из автоматических конструкций наилучшие перспективы. Традиционная гидромеханика пока не сдается – посмотрите хотя бы на новейшую «шестиступку» БМВ. Все совершенней становятся механизированные коробки, потихоньку отвоевывают для себя место под капотом вариаторы. Пока посреди автоматов нет жесткой конкуренции. Может быть, в дальнейшем одна из конструкций станет доминирующей. Но тогда шофер уже, возможно, не отличит, бот переключает передачи либо вариатор. Принципиально, что рычага в салоне не будет.