РАЗ Ступень, ДВА Ступень .
РАЗ Ступень, ДВА Ступень...
ТЕХНИКА
/ОБОЗРЕНИЕ
РАЗ Ступень, ДВА Ступень...
Сейчас К Наибольшей СКОРОСТИ ПРИХОДИТСЯ ШАГАТЬ ЧЕРЕЗ 6,
А ТО И... ЧЕРЕЗ 32 СТУПЕНИ
ТЕКСТ / АЛЕКСЕЙ ВОРОБЬЕВ-ОБУХОВ
ПОЧЕМУ Плодятся ПЕРЕДАЧИ?
Восхождение начиналось с простых коробок передач: всего-то две ступени! Потом количество шестеренок повсевременно росло. Уже в 50-е многие легковушки располагали 4-мя передачами, а еще через 20 лет их сменили пользующиеся популярностью и доныне "пятиступки". Вобщем, на рубеже веков начинают победное шествие шестиступные, а то и совсем бесступенчатые коробки. Далее всего ушли магистральные грузовики: 14-16 передач никого сейчас не поражают, а новые коробки "Экосплит" компании ZF насчитывают до 32 ступеней.
То, что ящик с шестеренками вообщем нужен автомобилю, связано с особенностями движков внутреннего сгорания, способными удовлетворительно работать только в относительно узеньком спектре оборотов, тогда как скорость должна изменяться от нуля до наибольшей. Вот и приходится разбивать весь высокоскоростной спектр на узенькие отрезки, да еще ставить в коробку элемент, способный к пробуксовке - по другому плавненько с места не тронуться. И все таки - где предел количеству нужных передач, почему даже 5 нас не всегда устраивают? В некой степени это связано с ростом наибольшей скорости (спектр расширяется), требованиями к динамике разгона, но более важны суждения экономии: попадать в прибыльные, но узенькие спектры оборотов мотора куда проще с огромным количеством передач (см. график).
Чтоб НЕ БОЛЕЛА ГОЛОВА У ВОДИТЕЛЯ
Когда учишься водить автомобиль, приходится длительно запоминать положение рычага переключения для каждой передачи. Неуж-то к пятой позиции на массовых машинах добавится и шестая? Конструкторы, но, не садисты и выдумали метод, как обойти это препятствие на пути ко все вырастающему числу ступеней.
Фактически, это издавна понятно гонщикам и мотоциклистам. Сущность в том, что отран управления коробкой всегда находится в нейтральном положении и для переключения ввысь либо вниз довольно только кратко толкнуть его вспять либо вперед. Включившуюся передачу покажет индикатор на панели устройств, так что работать рычагом-джойстиком можно на ощупь и не очень задумываясь. (Видимо, не случаем "Форд" именовал свою систему по-русски недвусмысленно "Дюрашифт".) Такие коробки с поочередным переключением получили заглавие секвентальных (ЗР, 2001, №4).
Не нужно, но, мыслить, что на современные авто пришли мотоциклетные агрегаты. Хитрое латинское слово относится, быстрее, к методу управления, а конструкция фактически коробки может быть хоть какой. Это, часто, обыденные авто наборы из валов и шестеренок, но управляемые по-иному: при помощи отдельных исполнительных устройств, получающих от рычага (либо кнопок на руле) только команды на включение, за ранее обработанные компом. Ну а где компьютер, там и автоматика, потому секвентальные коробки практически всегда имеют автоматический режим работы.
Сейчас такие коробки можно отыскать в "Альфа-Ромео", БМВ, "Ferrari", "Смарте", "Фольксвагене-Лупо", ФИАТе, "Мерседес-Бенце", "Форде"... По оценкам, к 2003 году ими оснастят 3% всех новых автомобилей, а к 2005-му намечено довести эту долю до 8%.
ЕСТЬ Трудности...
Если все так отлично, то почему автоконцерны не спешат поголовно оснащать свои новинки коробками с поочередным переключением? Как и в каждом новеньком деле, тут свои трудности. Одна из их - быстродействие. Понимаете ли вы, что тест-пилоты "За рулем" во время заездов по определению разгонной динамики ухитряются переключать передачи вручную всего за 0,12 с - так демонстрируют бесстрастные самописцы. А в "Смарте", к примеру, пауза, когда вращающий момент не подается к колесам, добивается 0,5-0,8 с!
Вот эту задержку и стараются уменьшить разработчики, пробуя различные версии программного обеспечения, меняя исполнительные механизмы с пневматических на гидравлические либо на шаговые электродвигатели. И успехи налицо: "Изитроник" компании "ЛуК" переключается за 0,3 секунды; к тому же шофер, если он избрал ручной режим управления, может "перескакивать" через ненадобные передачи, переходя, скажем, сходу с пятой на третью. "Лупо" научился обходиться всего 150 мс, но, пожалуй, на сей день впереди всех последняя разработка БМВ SMG, занявшая место в купе М3 с июня этого года.
Шофер, не поскупившийся на дополнительные $2800, может выбирать меж пятью режимами переключения - от мягенького до жесткого Подвескаивного. В последнем случае все процессы, включая управление сцеплением, протекают за... 0,08 мс! Электрическим "мозгам", прямо скажем, есть над чем поработать в эти мгновения. Вот далековато не полный список входных сигналов блока управления: состояние стояночного тормоза, положение педали акселератора, скорость вращения первичного вала коробки, температура масла в ней, положение и скорость перемещения управляющего джойстика, положение диска сцепления, давление в гидросистеме, поперечное и продольное ускорение автомобиля, положение педали тормоза, датчики закрытия дверей и капота, замка зажигания, установка темпомата...
Не будем вдаваться в Ремонт и эксплуатация программки, гарантирующей плавное, без рывков переключение передач. Поглядим только, для чего коробке знать о дверцах и капоте? Оказывается, это так именуемая защита от дурачины. К примеру, шофер решил выйти и уступить место за рулем сотруднике при уже включенной передаче. Тогда автоматика не даст сцеплению включиться, пока не закроется дверь либо не будет нажата педаль акселератора. В ожидании "смены управления", но, сцепление не будет выжато очень длительно. Через некое время коробка сама переключится в "нейтраль", а шофер будет извещен об этом световым и звуковым индикаторами. Ну, а капот? Представим, вы решили поколупаться в моторе при включенной передаче и потянули за тросик газа. Не будь этой блокировки...
Нескончаемая ЛЕСЕНКА
Итак, чем больше передач, тем лучше. В эталоне их должно быть нескончаемое огромное количество, чтоб движок всегда работал в экономном и тяговитом режиме. Потому разные вариаторные системы давно завлекали внимание разработчиков. 1-ый клиноременный вариатор выдумал британец Джозеф Аботт, при этом очень издавна. На теоретическом уровне в устройстве нет ничего сложного: два шкива, щеки которых могут смещаться и раздвигаться, вытесняя клиновой ремень на больший либо наименьший поперечник. Передаточное отношение меняется в довольно широких границах совсем бесступенчато.
Одно плохо: срок службы ремня, в особенности при передаче значимого вращающего момента, сравнимо невелик. Потому вариаторы длительное время оставались уделом снегоходов либо автомобилей-малюток. Сейчас это ограничение равномерно снимается. За примером далековато не пойдем - только до "Audi": вот серийная А6 с вариатором "Мультитроник", в каком мягенький ремень заменила... цепь.
Естественно, тут тоже не вышло без помощи электроники: она смотрит за нужным давлением в системе, не допуская очень сильного сжатия щек шкивов и в то же время не разрешая цепи проскальзывать. Не считая того, появилась возможность организовать виртуальные передачи для водителей, которым надоест "троллейбусная" тяга и захочется насладиться ручным переключением.
Не считая "Audi", вариаторы можно отыскать на ФИАТе, "Лянче", "Хонде", "Ниссане", "Ровере", "Subaru" либо "Фольксвагене". При этом клиновой ремень либо цепь совсем не неотклонимый атрибут вариатора, есть и другие системы, пока, вобщем, на уровне прототипов.
СДАЕТСЯ ЛИ "АВТОМАТ"?
Недочетом традиционных автоматических коробок передач с гидротрансформатором считали огромные энергопотери в последнем, что вело к повышению расхода горючего. В планетарных системах обычно реализовывалось три, время от времени четыре фиксированных передаточных дела, а все другое брал на себя гидротрансформатор.
И вот германская ZF объявила о разработке нового класса планетарных автоматических коробок 6НР26 с... шестью фиксированными передачами, которые перекрывают спектр передаточных отношений от 1 до 6,04 (у вариатора "Мультитроник" - 6,05). Конструкторам удалось уменьшить количество переключающих частей (сцеплений, тормозов) до 5, соответственно, уменьшив массу и габариты новейшей коробки. Что касается расхода горючего, то его уменьшили в стандартном европейском ездовом цикле на 5-6%.
УСЛОЖНЯЯ... УПРОСТИЛИ
В коробки современного магистрального грузовика нередко не меньше полутора 10-ов ступеней. Такую лесенку не спрячешь в одной коробке, потому, к примеру, следом за основной четырехступной ставят еще пару двухступенчатых. Переключение - рычагом и 2-мя флагами на нем... Другими словами два-три органа управления коробкой, не считая сцепления!
Совсем естественно, что секвентальные коробки с их до максимума обычным методом управления тут прописались крепко. Здесь, где нет места Подвескаивным амбициям, все переключения производит сжатый воздух. Более того - отпадает нужда в синхронизаторах! Возможно, только водители с очень огромным стажем помнят такие слова, как "двойной выжим", "перегазовка". Без сложных манипуляций рычагом коробки и педалью сцепления в те давнешние годы не удавалось выровнять скорости вращения сопрягаемых шестерен и поэтому переключение, не сопровождаемое "скрежетом зубовным", числилось уделом избранных. В наши деньки все эти рутинные процедуры берет на себя автоматика, так что шофер, скажем, "Актроса" либо "Скании" даже не подозревает, сколько процессов он запускает легким толчком джойстика. Вообще-то он может его даже и не толкать - в автоматическом режиме поочередная коробка все сделает хорошим образом, так что ручной режим оставляют, возможно, как средство борьбы со сном в далекой дороге и для сложных маневров при разгрузке.
* * *
Подводя результат, рискнем представить, что будущее, вероятнее всего, за коробками передач с секвентальным управлением и вариаторами. Но - только до того времени, пока под капотом бьется поршневое сердечко ДВС. Если на его место придет, скажем, электродвигатель, коробка просто пропадет как обязательный агрегат автомобиля. Так что ее судьба впрямую находится в зависимости от спора меж... 2-мя водородными технологиями - сжиганием этого многообещающего горючего в камерах сгорания либо прямым преобразованием в электронный ток. Поживем - увидим!
Обычные кривые мощности, вращающего момента и удельного расхода горючего бензинового двигателя, снятые при стопроцентно открытом дросселе. Чтоб обеспечить быстрый разгон автомобиля до больших скоростей и не спалить очень много горючего, нужно удержать движок в довольно узеньком спектре - коробки необходимы ступени!
Секвентальная
коробка "Альфа-
Ромео Селеспид"
управляется вручную джойстиком либо клавишами на баранке, а может работать и в автоматическом режиме.
Быстродействие коробки SMG от БМВ обеспечивается очень высочайшим
(85 атм) давлением
в гидросистеме.
Aвтобус
"Мерседес-
Бенц О404"
Ручки управления различных автомобилей смотрятся по-разному, но сущность одна - последовательное переключение передач.
"Audi"
"Унимог"
БМВ
"Форд"
Механизм работы вариатора "Мультитроник" прост, чего не скажешь о технологии его производства
Разработчики ZF применили хитроумнейшую планетарную систему Лепельтье, которая и позволила в малогабаритном
блоке воплотить 6 передаточных отношений при минимуме управляющих частей: 1 - коронная шестерня; 2 и 2а - сателлиты; 3 и 3а - солнечные шестерни; 4 - общее водило сателлитов.
ТЕХНИКА
/ОБОЗРЕНИЕ
РАЗ Ступень, ДВА Ступень...
Сейчас К Наибольшей СКОРОСТИ ПРИХОДИТСЯ ШАГАТЬ ЧЕРЕЗ 6,
А ТО И... ЧЕРЕЗ 32 СТУПЕНИ
ТЕКСТ / АЛЕКСЕЙ ВОРОБЬЕВ-ОБУХОВ
ПОЧЕМУ Плодятся ПЕРЕДАЧИ?
Восхождение начиналось с простых коробок передач: всего-то две ступени! Потом количество шестеренок повсевременно росло. Уже в 50-е многие легковушки располагали 4-мя передачами, а еще через 20 лет их сменили пользующиеся популярностью и доныне "пятиступки". Вобщем, на рубеже веков начинают победное шествие шестиступные, а то и совсем бесступенчатые коробки. Далее всего ушли магистральные грузовики: 14-16 передач никого сейчас не поражают, а новые коробки "Экосплит" компании ZF насчитывают до 32 ступеней.
То, что ящик с шестеренками вообщем нужен автомобилю, связано с особенностями движков внутреннего сгорания, способными удовлетворительно работать только в относительно узеньком спектре оборотов, тогда как скорость должна изменяться от нуля до наибольшей. Вот и приходится разбивать весь высокоскоростной спектр на узенькие отрезки, да еще ставить в коробку элемент, способный к пробуксовке - по другому плавненько с места не тронуться. И все таки - где предел количеству нужных передач, почему даже 5 нас не всегда устраивают? В некой степени это связано с ростом наибольшей скорости (спектр расширяется), требованиями к динамике разгона, но более важны суждения экономии: попадать в прибыльные, но узенькие спектры оборотов мотора куда проще с огромным количеством передач (см. график).
Чтоб НЕ БОЛЕЛА ГОЛОВА У ВОДИТЕЛЯ
Когда учишься водить автомобиль, приходится длительно запоминать положение рычага переключения для каждой передачи. Неуж-то к пятой позиции на массовых машинах добавится и шестая? Конструкторы, но, не садисты и выдумали метод, как обойти это препятствие на пути ко все вырастающему числу ступеней.
Фактически, это издавна понятно гонщикам и мотоциклистам. Сущность в том, что отран управления коробкой всегда находится в нейтральном положении и для переключения ввысь либо вниз довольно только кратко толкнуть его вспять либо вперед. Включившуюся передачу покажет индикатор на панели устройств, так что работать рычагом-джойстиком можно на ощупь и не очень задумываясь. (Видимо, не случаем "Форд" именовал свою систему по-русски недвусмысленно "Дюрашифт".) Такие коробки с поочередным переключением получили заглавие секвентальных (ЗР, 2001, №4).
Не нужно, но, мыслить, что на современные авто пришли мотоциклетные агрегаты. Хитрое латинское слово относится, быстрее, к методу управления, а конструкция фактически коробки может быть хоть какой. Это, часто, обыденные авто наборы из валов и шестеренок, но управляемые по-иному: при помощи отдельных исполнительных устройств, получающих от рычага (либо кнопок на руле) только команды на включение, за ранее обработанные компом. Ну а где компьютер, там и автоматика, потому секвентальные коробки практически всегда имеют автоматический режим работы.
Сейчас такие коробки можно отыскать в "Альфа-Ромео", БМВ, "Ferrari", "Смарте", "Фольксвагене-Лупо", ФИАТе, "Мерседес-Бенце", "Форде"... По оценкам, к 2003 году ими оснастят 3% всех новых автомобилей, а к 2005-му намечено довести эту долю до 8%.
ЕСТЬ Трудности...
Если все так отлично, то почему автоконцерны не спешат поголовно оснащать свои новинки коробками с поочередным переключением? Как и в каждом новеньком деле, тут свои трудности. Одна из их - быстродействие. Понимаете ли вы, что тест-пилоты "За рулем" во время заездов по определению разгонной динамики ухитряются переключать передачи вручную всего за 0,12 с - так демонстрируют бесстрастные самописцы. А в "Смарте", к примеру, пауза, когда вращающий момент не подается к колесам, добивается 0,5-0,8 с!
Вот эту задержку и стараются уменьшить разработчики, пробуя различные версии программного обеспечения, меняя исполнительные механизмы с пневматических на гидравлические либо на шаговые электродвигатели. И успехи налицо: "Изитроник" компании "ЛуК" переключается за 0,3 секунды; к тому же шофер, если он избрал ручной режим управления, может "перескакивать" через ненадобные передачи, переходя, скажем, сходу с пятой на третью. "Лупо" научился обходиться всего 150 мс, но, пожалуй, на сей день впереди всех последняя разработка БМВ SMG, занявшая место в купе М3 с июня этого года.
Шофер, не поскупившийся на дополнительные $2800, может выбирать меж пятью режимами переключения - от мягенького до жесткого Подвескаивного. В последнем случае все процессы, включая управление сцеплением, протекают за... 0,08 мс! Электрическим "мозгам", прямо скажем, есть над чем поработать в эти мгновения. Вот далековато не полный список входных сигналов блока управления: состояние стояночного тормоза, положение педали акселератора, скорость вращения первичного вала коробки, температура масла в ней, положение и скорость перемещения управляющего джойстика, положение диска сцепления, давление в гидросистеме, поперечное и продольное ускорение автомобиля, положение педали тормоза, датчики закрытия дверей и капота, замка зажигания, установка темпомата...
Не будем вдаваться в Ремонт и эксплуатация программки, гарантирующей плавное, без рывков переключение передач. Поглядим только, для чего коробке знать о дверцах и капоте? Оказывается, это так именуемая защита от дурачины. К примеру, шофер решил выйти и уступить место за рулем сотруднике при уже включенной передаче. Тогда автоматика не даст сцеплению включиться, пока не закроется дверь либо не будет нажата педаль акселератора. В ожидании "смены управления", но, сцепление не будет выжато очень длительно. Через некое время коробка сама переключится в "нейтраль", а шофер будет извещен об этом световым и звуковым индикаторами. Ну, а капот? Представим, вы решили поколупаться в моторе при включенной передаче и потянули за тросик газа. Не будь этой блокировки...
Нескончаемая ЛЕСЕНКА
Итак, чем больше передач, тем лучше. В эталоне их должно быть нескончаемое огромное количество, чтоб движок всегда работал в экономном и тяговитом режиме. Потому разные вариаторные системы давно завлекали внимание разработчиков. 1-ый клиноременный вариатор выдумал британец Джозеф Аботт, при этом очень издавна. На теоретическом уровне в устройстве нет ничего сложного: два шкива, щеки которых могут смещаться и раздвигаться, вытесняя клиновой ремень на больший либо наименьший поперечник. Передаточное отношение меняется в довольно широких границах совсем бесступенчато.
Одно плохо: срок службы ремня, в особенности при передаче значимого вращающего момента, сравнимо невелик. Потому вариаторы длительное время оставались уделом снегоходов либо автомобилей-малюток. Сейчас это ограничение равномерно снимается. За примером далековато не пойдем - только до "Audi": вот серийная А6 с вариатором "Мультитроник", в каком мягенький ремень заменила... цепь.
Естественно, тут тоже не вышло без помощи электроники: она смотрит за нужным давлением в системе, не допуская очень сильного сжатия щек шкивов и в то же время не разрешая цепи проскальзывать. Не считая того, появилась возможность организовать виртуальные передачи для водителей, которым надоест "троллейбусная" тяга и захочется насладиться ручным переключением.
Не считая "Audi", вариаторы можно отыскать на ФИАТе, "Лянче", "Хонде", "Ниссане", "Ровере", "Subaru" либо "Фольксвагене". При этом клиновой ремень либо цепь совсем не неотклонимый атрибут вариатора, есть и другие системы, пока, вобщем, на уровне прототипов.
СДАЕТСЯ ЛИ "АВТОМАТ"?
Недочетом традиционных автоматических коробок передач с гидротрансформатором считали огромные энергопотери в последнем, что вело к повышению расхода горючего. В планетарных системах обычно реализовывалось три, время от времени четыре фиксированных передаточных дела, а все другое брал на себя гидротрансформатор.
И вот германская ZF объявила о разработке нового класса планетарных автоматических коробок 6НР26 с... шестью фиксированными передачами, которые перекрывают спектр передаточных отношений от 1 до 6,04 (у вариатора "Мультитроник" - 6,05). Конструкторам удалось уменьшить количество переключающих частей (сцеплений, тормозов) до 5, соответственно, уменьшив массу и габариты новейшей коробки. Что касается расхода горючего, то его уменьшили в стандартном европейском ездовом цикле на 5-6%.
УСЛОЖНЯЯ... УПРОСТИЛИ
В коробки современного магистрального грузовика нередко не меньше полутора 10-ов ступеней. Такую лесенку не спрячешь в одной коробке, потому, к примеру, следом за основной четырехступной ставят еще пару двухступенчатых. Переключение - рычагом и 2-мя флагами на нем... Другими словами два-три органа управления коробкой, не считая сцепления!
Совсем естественно, что секвентальные коробки с их до максимума обычным методом управления тут прописались крепко. Здесь, где нет места Подвескаивным амбициям, все переключения производит сжатый воздух. Более того - отпадает нужда в синхронизаторах! Возможно, только водители с очень огромным стажем помнят такие слова, как "двойной выжим", "перегазовка". Без сложных манипуляций рычагом коробки и педалью сцепления в те давнешние годы не удавалось выровнять скорости вращения сопрягаемых шестерен и поэтому переключение, не сопровождаемое "скрежетом зубовным", числилось уделом избранных. В наши деньки все эти рутинные процедуры берет на себя автоматика, так что шофер, скажем, "Актроса" либо "Скании" даже не подозревает, сколько процессов он запускает легким толчком джойстика. Вообще-то он может его даже и не толкать - в автоматическом режиме поочередная коробка все сделает хорошим образом, так что ручной режим оставляют, возможно, как средство борьбы со сном в далекой дороге и для сложных маневров при разгрузке.
* * *
Подводя результат, рискнем представить, что будущее, вероятнее всего, за коробками передач с секвентальным управлением и вариаторами. Но - только до того времени, пока под капотом бьется поршневое сердечко ДВС. Если на его место придет, скажем, электродвигатель, коробка просто пропадет как обязательный агрегат автомобиля. Так что ее судьба впрямую находится в зависимости от спора меж... 2-мя водородными технологиями - сжиганием этого многообещающего горючего в камерах сгорания либо прямым преобразованием в электронный ток. Поживем - увидим!
Обычные кривые мощности, вращающего момента и удельного расхода горючего бензинового двигателя, снятые при стопроцентно открытом дросселе. Чтоб обеспечить быстрый разгон автомобиля до больших скоростей и не спалить очень много горючего, нужно удержать движок в довольно узеньком спектре - коробки необходимы ступени!
Секвентальная
коробка "Альфа-
Ромео Селеспид"
управляется вручную джойстиком либо клавишами на баранке, а может работать и в автоматическом режиме.
Быстродействие коробки SMG от БМВ обеспечивается очень высочайшим
(85 атм) давлением
в гидросистеме.
Aвтобус
"Мерседес-
Бенц О404"
Ручки управления различных автомобилей смотрятся по-разному, но сущность одна - последовательное переключение передач.
"Audi"
"Унимог"
БМВ
"Форд"
Механизм работы вариатора "Мультитроник" прост, чего не скажешь о технологии его производства
Разработчики ZF применили хитроумнейшую планетарную систему Лепельтье, которая и позволила в малогабаритном
блоке воплотить 6 передаточных отношений при минимуме управляющих частей: 1 - коронная шестерня; 2 и 2а - сателлиты; 3 и 3а - солнечные шестерни; 4 - общее водило сателлитов.