Автоматичні коробки передач

Сьогодні актуальні три основні типи автоматичних коробок передач.

Автомобілю доводиться рухатися зі швидкостями від декількох до декількох сотень кілометрів на годину - а тому діапазоні, в якому змінюються обороти коліс, виходить величезним - раз в 50. Але двигун внутрішнього згоряння здатний ефективно працювати лише в інтервалі 2000-10000 об / хв, тобто змінювати швидкість обертання колінчастого вала всього п’ять раз. Тому й доводиться між ним і колесами ставити ту саму коробку, щоб отримати необхідну швидкість руху при близьких до оптимальних оборотах двигуна.

До речі, не всі відомі мотори вимагають застосування такого перетворювача на шестерінках. Наприклад, парова машина і електродвигун розвивають чималий крутний момент, що називається, "від нуля" - саме тому в тролейбусах (як і в паровозах) немає ні третьої педалі, ні важеля коробки передач.

Отже, ДВЗ для автомобілів - мотор не найкращий. А оскільки швидкої заміни йому поки немає, зовсім без коробки передач в найближчі роки обійтися не вдасться. Але от змусити її працювати, автоматично підлаштовуючись до режиму руху, можна, причому навіть декількома способами. Розглянемо три найбільш поширених сьогодні варіанти.

ПЛАНЕТАРНА КОРОБКА З гідротрансформатором.

Парадокс: пристрій, найбільш складний з механікою та гідравлікою, прижився на серійних автомобілях, мабуть, раніше за інших - в 1955 році в американській технічній літературі вже розглядалися конструкції доброго десятка "автоматів" різних фірм! А найперша триступенева планетарна коробка передач була створена "Кадилаком" ще в ... 1906 році.

Рис. 6. Класичний "автомат": 1 - колесо насоса; 2 - колесо турбіни, 3 - кожух, 4 - блок управління (працює автоматично або за командами від важеля або кнопок на рульовому колесі); 5 - сонячна шестірня; 6 - шестерні-сателіти; 7 - коронна шестерня.

Застосовувані в таких "автоматах" планетарні коробки передач отримали свою назву за шестерні-сателіти, що обертаються навколо центральної (сонячної) шестерні, подібно планетам. Розповідь про принцип роботи таких систем зайняв би надто багато місця. Скажемо лише, що їх використання в автоматичній трансмісії обумовлено крайньою простотою зміни передавального співвідношення: достатньо лише пригальмувати той чи інший обертальний елемент або з'єднати їх між собою за допомогою спеціальної фрикційної муфти. Ці процеси відносно легко піддаються автоматизації.

Але просто перемикати шестерні недостатньо: автомобіль не повинен розганятися ривками. Тому така коробка завжди доповнюється гидротрансформатором - він плавно змінює співвідношення між швидкостями обертання вхідного і вихідного валів (а також між крутним моментом на вході і на виході) в досить вузькому діапазоні (зазвичай від 1:1 до 1:2,3). Ось тепер, коли на місце звичної і невеликої механічної коробки з шестернями був поставлений складний гідромеханічний агрегат (рис. 6), водій може розслабитися і майже забути про важелі під правою рукою і педалі під лівою ногою. Майже - тому що задній хід чи спеціальний режим для важких умов (а останнім часом з'явилися ще режими для слизької дороги, інтенсивного розгону) все-таки треба включати самому.

Вітчизняному водієві принади їзди з "автоматом" до недавніх пір не були знайомі, якщо не вважати міських автобусів ЛіАЗ, перемикання передач в яких супроводжувалося відчутними ривками.

Відзначимо тут же характерні недоліки цієї класичної конструкції: великі втрати потужності (а значить, перевитрата палива і втрата динаміки), дорожнеча, складність і громіздкість. Що стосується надійності, то в сучасних коробках-автоматах ця проблема вирішена і ресурс при належному обслуговуванні досягає сотень тисяч кілометрів. (Правда, при покупці уживаної іномарки слід проявити максимум обережності, адже варто було колишньому власникові залити в гидротрансформатор що небудь крім фірмового "Дексроном" (Dexron) або відбуксирувати машину без навантаження ведучих коліс на евакуаторі - і вам забезпечений ремонт вартістю, що перевищує найпесимістичніші очікування.)

Безступеневий варіатор.

Пристрій відомо давним-давно і підкуповує уявною простотою: клиновий ремінь і пара розрізних шківів (рис. 7). Зрушуючи або розсовуючи диски одного з них, можна плавно змінювати передавальне співвідношення в досить широких межах. Варіатор вже давно знайшов застосування в легких машинах типу снігоходів, квадрициклів і т. д., але на шляху впровадження в повнорозмірний автомобіль встала проблема надійності. Передача значного крутного моменту так навантажувала ремінь, що говорити про прийнятний термін його служби не доводилося. Мабуть, тільки голландська фірма ДАФ першою зважилася поставити варіатор на серійну легкову машину.

Рис. 7. Кліноременний варіатор: 1 - "ремінь" варіатора; 2 - розрізної шків; 3 - при малому зазорі між щоками шківа передавальне відношення максимальне; 4 - при великому зазорі - мінімальне.

Прорив принесла технологія кінця двадцятого століття: набірний "ремінь", що складається зі сталевої стрічки і сталевих трапецеїдальних сегментів, нанизаних на неї. Система отримала назву CVT (Continous Variable Transmission - безступінчата варійована трансмісія). Нині вона завойовує позиції у все більш важких класах автомобілів з потужними двигунами. Їзда на "Хонді-Сівік" з "Сі-Ві-Ті" дає абсолютно незвичайні відчуття: додаєш газ, стрілка тахометра застигає десь близько 4000 і рівне, без ривків і провалів, прискорення вдавлює в спинку сидіння, поки інша стрілка - спідометра - не підбереться до цифри 200! Конструкція варіатора дозволила легко здійснити і ручний режим управління: досить ввести в пам'ять комп'ютера кілька фіксованих значень передавального співвідношення, і його можна буде перемикати вручну важелем або кнопками. Так зроблено, наприклад, у новому "ФІАТ-Пунто", де "передач" ... сім! Що до ресурсу, то при належному виконанні він також досягає сотень тисяч кілометрів, та й поміняти "ремінь" технічно нескладно, хіба що дорого.

До речі, існувала до недавнього часу проблема передачі великого крутного моменту вже вирішена конструкторами "Ауді", які застосували "ремінь", сталеві ланки якого зв'язані між собою складним переплетінням і здатні передавати до 280 Н.м! А японці припускають в недалекому майбутньому обійтися взагалі без ременя, застосувавши конічний фрикційний варіатор.

Рис. 8. Конічний фрикційний варіатор.

КВАЗІАВТОМАТИЧНА ТРАНСМІСІЯ

Рис. 9. Квазіавтоматіческая трансмісія: 1 - вилка вимикання зчеплення, керована від електронного блоку; 2 - тарілчаста пружина, 3 - ведений диск, 4 - маховик; 5 - муфти включення передач, 6 - шестерні; 7 - вали.

На жаль, нічого більш підходящого в автомобільній мові поки не знайшлося: фірми застосовують власні назви - "стептронік", "селеспід" .., суть яких одна. Мова йде про автоматичне управлінні звичайною пятиступіньчастою коробкою передач і зчепленням (рис. 8). Можна сказати, тут проблема вирішена в лоб: замість рук та ніг педаллю і важелем управляють пневмогідроциліндри або соленоїди, а команди їм видає електронний мозок, з'єднаний з безліччю датчиків. Ясно, що таке рішення стало можливим лише недавно, але воно вже почало щосили витісняти класичні автомати. Адже подібна система, за визначенням, не викликає додаткових втрат потужності, а значить, не впливає на економічність та динаміку автомобіля. Більш того, правильно написана програма управління забезпечить розгін з оптимального алгоритму, на що зазвичай здатний лише водій-ас. До того ж неважко ввести і "ручне" управління - кнопками на кермі або важелем в підлозі. Причому автоматика не дозволить водієві здійснити серйозну помилку - наприклад, не вчасно включити задній хід або передачу, яка не відповідає можливостям двигуна в даному режимі. Ресурс не відрізнятиметься від ресурсу звичайної коробки, а, можливо, навіть підвищується: адже автоматика подбає про плавне перемиканні і включення зчеплення. Ну а електроніка зараз стала, мабуть, надійніше механіки.

Наскільки ж в реальності "автоматичні" зручності змінюють характеристики автомобілів? Звернемося до цікавих тестів наших німецьких колег. Вони взяли по парі абсолютно однакових автомобілів - з автоматичною трансмісією і без неї - і зняли характеристики. Класичний "автомат" з гідротрансформатором представляли "Порше" та "Опель", CVT - ясна річ, "Хонда", а новомодну механічну коробку з автоматичним управлінням - "Альфа-Ромео" і "Мерседес" А-класу. Результати підтвердили: "автомат" з гідротрансформатором важкий, відбирає потужність і ненажерливий; варіатор легше, теж погіршує динаміку, але майже не збільшує апетит; механіка з автоматичним управлінням дещо млява, зате економить бензин. І самий цікавий варіант - автоматичне зчеплення в одній з версій А-класу: динаміку майже не псує, витрата палива навіть зменшує.

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Головна передача з диференціалом	\|	Несправності коробки передач.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.019 сек.