Anonim
Image

гидромеханизацията

Две колела с остриета в тороидален корпус, изпълнен със специална течност, е конвертор на въртящ момент. При класическите хидромеханични машини той по същество замества съединителя. Въпреки значителната възраст на преобразувателя на въртящия момент (изобретен от немския Fettinger през 1905 г.), схемата му почти век не се променя. Но инженерите постоянно се опитват да подобрят древния дизайн. Например, в съвременните машини блокиращият съединител се затваря почти веднага след стартиране - това свежда до минимум приплъзване в трансмисията, което води до загуба на мощност. А в новата шестстепенна кутия BMW конверторът на въртящия момент е оборудван с двоен торсионен амортисьор, за да се отърве от неравномерното въртене (ЗР, 2007, № 5).

Image

С цел подобряване на динамиката и икономичността броят на предавките непрекъснато расте. Например Mercedes-Benz зарежда своя 7G-Tronic със седем стъпки. Смените са по-плавни и по-бързи от преди. В същото време средният автомобил изразходва 5% по-малко гориво. Състезателите дишат отзад - в новото BMW „седем“, което ще се появи следващата година, баварците планират да инсталират 8-степенна автоматика, а Lexus вече е снабдил представителен седан LS460 с подобна кутия.

Image

Но много по-бързо, отколкото автоматичните системи за управление с механично пълнене се развиват. Командирът на хидравликата беше оставен само на евтини модели, на останалите превключватели електрониката отговаря. Тя дава заповеди за електрически, пневматични или хидравлични задвижвания, които блокират необходимите предавки на планетарните зъбни колела. Компютърните технологии накараха устройствата да работят по-точно и по-бързо. Например, когато рязко натиснете педала за газ, кутията не преминава през предавките последователно, а скача няколко стъпки. Процесорите от последно поколение, „вързани“ за други системи на автомобила с високоскоростна CAN шина, дори изключват климатика по време на ускорението, за да прехвърлят цялата мощност на двигателя върху колелата. Освен това с обединението стана по-лесно - много по-удобно е да адаптирате такава кутия към друг двигател.

[caption id = "attachment_201284" align = "alignncenter" caption = "Блокът от сензори и задействащи средства на бюджетни роботизирани кутии вярно имитира автоматична машина, но все още е далеч от класическия идеал за превключване: 1 - сензор за положение на съединителя;

2 - електрическа помпа; 3 - задвижване на съединителя; 4 - упътване "]

Image

[/ caption] Електрониката надари на машините и други функции, като например ръчен режим на смяна. Въпреки различните имена на "компания" - "Steptronic", "Tiptronic", "Servotronic", принципът на работа е един и същ. Необходимостта от такъв дизайн е съмнителна, но феновете, които натискат лоста или превключвателите на греблото, все още са там. Инженерите поставят допълнителни алгоритми в електронния мозък - например спортни и зимни режими. И особено умните кутии са се научили да се адаптират към стила на шофиране. Доскоро само автомобили от луксозен клас се възползваха от такива системи, сега те зарадват и собствениците на най-продаваните на руския пазар - Mitsubishi-Lancer и Ford Focus.

Image

Дори и най-модерните хидромеханични кутии не са без недостатъци. Например, значителната цена и сложност в производството, в допълнение, загубите на мощност и разхода на гориво са по-високи, отколкото при механиката. Затова инженерите търсят алтернативни начини за автоматизация.

Image

РОБОТЪТ Е ПРИЧИНЕН?

Изглежда, че би могло да бъде по-просто и по-очевидно - да се осигури ръчна скоростна кутия със серво, която ще се контролира от автоматизация. Въпреки това, само с развитието на компютрите, дизайнерите са постигнали повече или по-малко координирана работа на всички елементи.

Image

Една от най-простите опции беше тествана на A-класа на Mercedes-Benz. Обичайната ръчна скоростна кутия, обичайният лост в кабината, но няма педал на съединителя - връзката между колелата и двигателя прекъсва електрохидравличното задвижване. Контролният процесор следи положението на лоста и педала за газ и в точното време изключва съединителя. Той също така работи с данни от двигателя и ABS сензорите, за да осигури най-плавното превключване и да не удави двигателя по време на аварийно спиране.

Image

За по-сложните, така наречените роботизирани скоростни кутии със съединител и превключване на предавките, задвижващите механизми с хидравлично управление се грижат за компютъра, както в седемстепенната скоростна кутия SMG (Sequences M Gearbox), която е инсталирана основно на спортни BMW от серия М. Между другото, SMG харчи за превключване само на 0, 08 s - дори опитен водач няма да достигне такава скорост с ръчна скоростна кутия!

[caption id = "attachment_201289" align = "aligncenter" caption = "Схемата на тороидалния вариатор:

1 - главен диск; 2 - роб задвижване; 3 - междинни ролки. На лявата фигура ролките докосват главния диск в точката на максимален радиус, а последващият - в точката на минимум (горна предавка). Вдясно са ролките "]

Image

[/ caption] Има решения по-лесни и по-евтини - например в агрегатите Izitronik, които се произвеждат от Valeo и LuK за Opel, сменят предавките и притискат стъпковите двигатели. Подобна схема беше реализирана в единицата Ford-Fusion. Вярно, по-евтиното не винаги е по-добро. Бюджетните кутии потвърждават този постулат с много неприятни закъснения, ритници и ритници по време на ускорение и спиране на двигателя. Тези единици обаче се усъвършенстват. Toyota на един от най-продаваните модели - новият - Corolla се отказа от класическата машина в полза на роботизирана кутия (ЗР, 2007, № 3).

Image

От 2003 г. Volkswagen монтира шестстепенни скоростни кутии DSG (Direct Shift Gearbox), в които се променят предавки, без да се прекъсва потока на мощност. Между другото, баварците също имат подобно развитие, но е рано да се говори за серийни модели. Дизайнерски акцент - две коаксиални задвижващи валове (едната в другата) предават въртящ момент на съединители с много плочи. Единият вал управлява странните стъпки, а другият - четни. Две съседни предавки са постоянно включени, а хидравличните задвижвания (електронният блок им командва, получавайки информация от дузина сензори), затваряйки и отключвайки съединителя, насочват въртящия момент по желания вал (ЗР, 2003, № 2).

Предимствата са очевидни: едва ли усещате момента на превключване - точно като на добра хидромеханична кутия. Но, за разлика от класическите автоматични машини, разходът на гориво е по-нисък от дори моделите с механика. Но като всеки структурно сложен агрегат, DSG има един важен недостатък - високата цена, която не му позволява да стане наистина масивна.

СВАТБА НА СВЕТА

Опити за опростяване на скоростната кутия, спестявайки я от допълнителни предавки, са правени отдавна. Но само през последните години наистина широко се използват непрекъснато променливи предавания - CVT вариатори (непрекъснато променлива трансмисия, буквално - непрекъснато променяща се трансмисия).

Тук предавателното число се променя плавно, без характерни трептения. Конструктивна характеристика: отклоняващи се конусни шайби на задвижващите и задвижвани валове, свързани чрез задвижващ ремък - работният диаметър на ремъците и съответно предавателното число се променят. Първите гумени колани не издържаха дълго и предадоха само огромен въртящ момент, което рязко стесни използването на вариатори. Разрастването на безстепенните кутии в автомобилния свят започва през последните години, когато те започнаха да използват стоманен колан във формата на клин, състоящ се от трапецовидни плочи, изобретени от холандеца Ван Доорн през 50-те години.

Друг проблем е как да изключите двигателя и трансмисията, когато колата е спряна, тъй като CVT нямат неутрално положение? Например при Nissan Micra е инсталиран съединител с електромагнитен прах (към работния флуид са добавени метални частици, които „залепват“ дисковете под въздействието на магнитно поле). Предишното поколение Honda Civic разбива мултидисковия съединител, който компютърът също контролира. А немската компания ZF, чиито агрегати се използват от много автомобилни производители, се адаптира към вариатора … конвертор на въртящ момент.

Дълго време такива кутии не бяха много популярни поради необичайна функция. Контролният блок избира оборотите на двигателя, с които силовият агрегат ще осигури най-добрата динамика - по време на ускорението се променя само предавката, а моторът продължава да пее монотонно на една нота. Инженерите на Nissan първо предложиха едно от решенията на този проблем - „виртуални“ предавания, тоест фиксирани стъпки, зададени от електронния блок. Между другото, с тях на вариаторите се появи ръчен режим.

Audi внесе много иновации в развитието на CVT. В устройството Multitronic, което също е инсталирано на новия модел A5 (ЗР, 2007, № 6), клиновият ремък е заменен с верига, състояща се от 1025 връзки. Въртящият момент се предава поради триене между краищата на плочите и повърхностите на шайбите. Neutral осигурява съединител с много плочи. Умна електронна система за управление позволява не само последователно ръчно превключване на шест псевдодостъпа и осигурява добро спиране на двигателя, но също така увеличава оборотите на двигателя с увеличаване на скоростта. Тоест, ако педалът за газ е натиснат само една четвърт, моторът ще се върти само до 3000 оборота в минута. С интензивно ускорение компютърът престава да се грижи за акустичния комфорт, довеждайки двигателя до обороти с максимална мощност.

Вариаторите Ekstroid, инсталирани от Nissan на моделите Gloria и Skyline, имат различен дизайн. Основната разлика е, че между главния и подчинените дискове има ролки, които, обръщайки се към желания ъгъл, променят скоростта на предавката. Силата, с която ролките се притискат към дисковете, достига 10 тона, така че частите са изработени от високоякостна стомана, използва се зъбно колело със специални добавки. Освен това, за да се разтоварят частите и да се намали размерът на устройството, в кутията Ekstroid работят два вариатора. Планетарната предавка осигурява задна предавка, а преобразувателят на въртящия момент е отговорен за "неутралния". Дизайнерските трикове позволиха да се предаде доста значителен въртящ момент за вариант на 6-цилиндров турбодвигател - 300 N.m.