АВТОМАТ АВТОМАТУ РОЗНЬ
АВТОМАТ АВТОМАТУ РОЗНЬ
ТЕХНИКА
ОБОЗРЕНИЕ
АВТОМАТ АВТОМАТУ РОЗНЬ
Сейчас животрепещущи три главных типа автоматических коробок передач.
Алексей ВОРОБЬЕВ-ОБУХОВ
Автомобилю приходится двигаться со скоростями от черепашьей до сотни-другой км в час - а поэтому спектр, в каком меняются обороты колес, выходит большущим - раз в 50. Но бензиновый двигатель способен отлично работать только в интервале 2000-6000 об/мин, другими словами поменять скорость вращения коленчатого вала всего раза в три. Потому и приходится меж ним и колесами ставить ту коробку, чтоб получить требуемую скорость движения при близких к хорошим оборотах мотора.
Кстати, не все известные моторы требуют внедрения такового преобразователя на шестеренках. К примеру, паровая машина и электродвигатель развивают большой вращающий момент, что именуется, "от нуля" - вот поэтому в троллейбусах (как и в паровозах) нет ни третьей педали, ни рычага коробки.
Итак, ДВС для автомобилей - мотор не самый наилучший. А так как скорой подмены ему пока нет, совершенно без коробки в наиблежайшие годы обойтись не получится. Но вот вынудить ее работать, автоматом подстраиваясь к режиму движения, можно, при этом даже несколькими методами. Разглядим три часто встречающихся сейчас варианта.
ПЛАНЕТАРНАЯ КОРОБКА С ГИДРОТРАНСФОРМАТОРОМ
Феномен: устройство, более сложное по механике и гидравлике, прижилось на серийных автомобилях, пожалуй, ранее других - в 1955 году в американской технической литературе уже рассматривались конструкции хорошего 10-ка "автоматов" различных компаний! А самая 1-ая трехступенчатая планетарная коробка была сотворена "Кадиллаком" еще в... 1906 году.
Используемые в таких "автоматах" планетарные коробки получили свое заглавие за шестерни-сателлиты, крутящиеся вокруг центральной (солнечной) шестерни, подобно планеткам. Рассказ о механизме работы таких систем занял бы очень много места. Скажем только, что их внедрение в автоматической коробки обосновано последней простотой конфигурации передаточного дела: довольно только притормозить тот либо другой крутящийся элемент либо соединить их меж собой средством специальной фрикционной муфты. Эти процессы относительно просто поддаются автоматизации.
Но просто переключать шестерни недостаточно: автомобиль не должен разгоняться рывками. Потому такая коробка всегда дополняется гидротрансформатором - он плавненько изменяет соотношение меж скоростями вращения входного и выходного валов (также меж вращающим моментом на входе и на выходе) в достаточно узеньком спектре (обычно от 1:1 до 1:2,3). Вот сейчас, когда на место обычной и маленький механической коробки с шестеренками взгромоздился непростой гидромеханический агрегат (рис. 1), шофер может расслабиться и практически запамятовать о рычаге под правой рукою и педали под левой ногой. Практически - так как задний ход либо особый режим для томных критерий (а в ближайшее время появились еще режимы для скользкой дороги, насыщенного разгона) все-же нужно включать самому.
Российскому водителю красоты езды с "автоматом" до недавнешних пор не были знакомы, если не считать городских автобусов ЛиАЗ, переключение передач в каких сопровождалось осязаемыми рывками, да труднодоступных правительственных "членовозов".
Отметим тут же соответствующие недочеты этой традиционной конструкции: огромные утраты мощности (а означает, перерасход горючего и утрата динамики), накладность, сложность и громоздкость. Что касается надежности, то в современных коробках-автоматах эта неувязка решена и ресурс при соответствующем обслуживании добивается сотен тыщ км. (Правда, при покупке старой иномарки следует проявить максимум осторожности, ведь стоило бывшему обладателю залить в гидротрансформатор чего-нибудть не считая фирменного "Дексрона" (Dexron) либо отбуксировать закапризничавшую машину без погрузки ведущих колес на эвакуатор - и вам обеспечен ремонт ценой, превосходящей самые пессимистические ожидания.)
БЕССТУПЕНЧАТЫЙ ВАРИАТОР
Устройство понятно давным-давно и подкупает кажущейся простотой: клиновой ремень да пара разрезных шкивов (рис. 2). Сдвигая либо раздвигая диски 1-го из их, можно плавненько изменять передаточное отношение в довольно широких границах. Вариатор уже издавна отыскал применение в легких машинах типа снегоходов, квадрициклов и т. п., но на пути внедрения в полноразмерный автомобиль встала неувязка надежности. Передача значимого вращающего момента так нагружала ремень, что гласить о применимом сроке его службы не приходилось. Пожалуй, только голландская компания ДАФ первой решилась поставить вариатор на серийную легковушку, но на ее наследнице "покрупнее" от него отказались.
Прорыв принесла разработка конца двадцатого века: наборный "ремень", состоящий из металлической ленты и железных же трапецеидальных частей, нанизанных на нее. Система получила заглавие CVT (Continous Variable Transmission - бесступенчато варьируемая коробка). Сейчас она завоевывает позиции во все более томных классах автомобилей с сильными движками. Езда на "Хонде-Сивик" с "Си-Ви-Ти" дает совсем необыкновенные чувства: добавляешь газ, стрелка тахометра застывает кое-где около 4000 и ровненькое, без рывков и провалов, ускорение вдавливает в спинку сидения, пока другая стрелка - спидометра - не подберется к цифре 200! Конструкция вариатора позволила просто выполнить и ручной режим управления: довольно ввести в память компьютера несколько фиксированных значений передаточного дела, и его можно будет переключать вручную рычагом либо клавишами. Так изготовлено, к примеру, в новеньком "ФИАТ-Пунто", где "передач"... семь! Что до ресурса, то при соответствующем выполнении он также добивается сотен тыщ км, ну и поменять "ремень" на техническом уровне нетрудно, разве что недешево.
Кстати, существовавшая до недавнешнего времени неувязка передачи огромного вращающего момента уже решена конструкторами "Audi", применившими "ремень", железные звенья которого связаны меж собой сложным переплетением и способны передавать до 280 Н.м! А жители страны восходящего солнца подразумевают в недалеком будущем обойтись вообщем без ремня, применив конический фрикционный вариатор.
КВАЗИАВТОМАТИЧЕСКАЯ Коробка
Признаюсь, это термин создателя. Как досадно бы это не звучало, ничего более подходящего в авто языке пока не нашлось: компании используют собственные наименования - "стептроник", "селеспид".., сущность которых одна. Идет речь об автоматическом управлении обыкновенной пятиступной коробкой и сцеплением (рис. 3). Можно сказать, тут неувязка решена в лоб: заместо рук и ног педалью и рычагом управляют пневмогидроцилиндры либо соленоиды, а команды им выдает электрический мозг, соединенный со обилием датчиков. Ясно, что такое решение стало вероятным только не так давно, но оно уже начало вовсю теснить традиционные автоматы. Ведь схожая система, по определению, не тянет дополнительных утрат мощности, а означает, не оказывает влияние на экономичность и динамику автомобиля. Более того, верно написанная программка управления обеспечит разгон по хорошему методу, на что обычно способен только водитель-ас. К тому же несложно ввести и "ручное" управление - клавишами на руле либо рычагом в полу. При этом автоматика не позволит водителю совершить суровую ошибку - к примеру, не впору включить задний ход либо передачу, не подобающую способностям мотора в данном режиме. Ресурс не будет отличаться от ресурса обыкновенной коробки, а, может быть, даже повысится: ведь автоматика позаботится о плавном переключении и включении сцепления. Ну а электроника на данный момент стала, пожалуй, надежнее механики. Ведутся подобные разработки и в НАМИ, и если б не хроническое безденежье, мы бы уже отчитывались об испытаниях "автоматической" "Оки" либо "Лады".
Как же в действительности "автоматические" удобства меняют свойства автомобилей? Обратимся к любознательным тестам наших германских коллег. Они взяли по паре совсем схожих автомобилей - с автоматической коробкой и без нее - и сняли свойства. Традиционный "автомат" с гидротрансформатором представляли "Порше" и "Опель", CVT - понятное дело, "Хонда", а новомодную механическую трансмиссию с автоматическим управлением - "Альфа-Ромео" и "Mercedes" А-класса. Результаты подтвердили: "автомат" с гидротрансформатором тяжел, отбирает мощность и прожорлив; вариатор полегче, тоже усугубляет динамику, но практически не наращивает аппетит; механика с автоматическим управлением несколько вяловата, зато сберегает бензин. И самый любознательный вариант - автоматическое сцепление в одной из версий А-класса: динамику практически не портит, расход горючего даже уменьшает. То, что это вправду так, обосновывает и редакционный опыт эксплуатации "Оки-Престиж", снаряженной системой ЭПС (подробнее о ней см. ЗР, 1999, № 7).
Ну а сейчас малость всезнающей статистики. На диаграмме 1 в теплых тонах показаны механические ручные коробки, в прохладных - "автоматы". Видите ли, толика машин с автоматическими коробками вырастает и к 2000 году составит около 17%. При всем этом коробки с гидротрансформатором, бывшие в 1980 году единственным вариантом "автоматов", настолько же непреклонно сдают позиции системам из механических коробок с автоматическим управлением и вариаторам. По неким прогнозам, к 2010 году гидротрансформатор станет реликвией. Хотя... "Ситроен" только-только предложил "автоматическую" "Ксару" с планетарной коробкой, метод управления которой позволяет сберечь горючее по сопоставлению с "механикой", управляемой средним водителем! Из той же диаграммы видно, что в 2000 году на новых машинах не станет четырехступных механических коробок - более того, все почаще будут встречаться шестиступные агрегаты. Если же возвратиться в денек нынешний, то толика машин, оборудованных автоматической коробкой, показана на диаграмме 2: она составляет от 4% (малый класс) до 93% (класс "люкс").
Рис. 1.
Традиционный "автомат": 1 - колесо насоса; 2 - колесо турбины; 3 - кожух; 4 - блок управления (работает автоматом либо по командам от рычага или кнопок на управляющем колесе); 5 - солнечная шестерня; 6 - шестерни-сателлиты; 7 - коронная шестерня.
Рис. 2.
Клиноременный вариатор: 1 - "ремень" вариатора; 2 - разрезной шкив; 3 - при малом зазоре меж щеками шкива передаточное отношение наибольшее; 4 - при большенном зазоре - малое.
Рис. 3.
Квазиавтоматическая коробка: 1 - вилка выключения сцепления, управляемая от электрического блока; 2 - тарельчатая пружина; 3 - ведомый диск; 4 - маховик; 5 - муфты включения передач; 6 - шестерни; 7 - валы.
СООТНОШЕНИЕ ВЫПУСКА МАШИН С Разными ТИПАМИ ТРАНСМИССИЙ
Толика МАШИН С АВТОМАТИЧЕСКОЙ Коробкой (по классам)
ТЕХНИКА
ОБОЗРЕНИЕ
АВТОМАТ АВТОМАТУ РОЗНЬ
Сейчас животрепещущи три главных типа автоматических коробок передач.
Алексей ВОРОБЬЕВ-ОБУХОВ
Автомобилю приходится двигаться со скоростями от черепашьей до сотни-другой км в час - а поэтому спектр, в каком меняются обороты колес, выходит большущим - раз в 50. Но бензиновый двигатель способен отлично работать только в интервале 2000-6000 об/мин, другими словами поменять скорость вращения коленчатого вала всего раза в три. Потому и приходится меж ним и колесами ставить ту коробку, чтоб получить требуемую скорость движения при близких к хорошим оборотах мотора.
Кстати, не все известные моторы требуют внедрения такового преобразователя на шестеренках. К примеру, паровая машина и электродвигатель развивают большой вращающий момент, что именуется, "от нуля" - вот поэтому в троллейбусах (как и в паровозах) нет ни третьей педали, ни рычага коробки.
Итак, ДВС для автомобилей - мотор не самый наилучший. А так как скорой подмены ему пока нет, совершенно без коробки в наиблежайшие годы обойтись не получится. Но вот вынудить ее работать, автоматом подстраиваясь к режиму движения, можно, при этом даже несколькими методами. Разглядим три часто встречающихся сейчас варианта.
ПЛАНЕТАРНАЯ КОРОБКА С ГИДРОТРАНСФОРМАТОРОМ
Феномен: устройство, более сложное по механике и гидравлике, прижилось на серийных автомобилях, пожалуй, ранее других - в 1955 году в американской технической литературе уже рассматривались конструкции хорошего 10-ка "автоматов" различных компаний! А самая 1-ая трехступенчатая планетарная коробка была сотворена "Кадиллаком" еще в... 1906 году.
Используемые в таких "автоматах" планетарные коробки получили свое заглавие за шестерни-сателлиты, крутящиеся вокруг центральной (солнечной) шестерни, подобно планеткам. Рассказ о механизме работы таких систем занял бы очень много места. Скажем только, что их внедрение в автоматической коробки обосновано последней простотой конфигурации передаточного дела: довольно только притормозить тот либо другой крутящийся элемент либо соединить их меж собой средством специальной фрикционной муфты. Эти процессы относительно просто поддаются автоматизации.
Но просто переключать шестерни недостаточно: автомобиль не должен разгоняться рывками. Потому такая коробка всегда дополняется гидротрансформатором - он плавненько изменяет соотношение меж скоростями вращения входного и выходного валов (также меж вращающим моментом на входе и на выходе) в достаточно узеньком спектре (обычно от 1:1 до 1:2,3). Вот сейчас, когда на место обычной и маленький механической коробки с шестеренками взгромоздился непростой гидромеханический агрегат (рис. 1), шофер может расслабиться и практически запамятовать о рычаге под правой рукою и педали под левой ногой. Практически - так как задний ход либо особый режим для томных критерий (а в ближайшее время появились еще режимы для скользкой дороги, насыщенного разгона) все-же нужно включать самому.
Российскому водителю красоты езды с "автоматом" до недавнешних пор не были знакомы, если не считать городских автобусов ЛиАЗ, переключение передач в каких сопровождалось осязаемыми рывками, да труднодоступных правительственных "членовозов".
Отметим тут же соответствующие недочеты этой традиционной конструкции: огромные утраты мощности (а означает, перерасход горючего и утрата динамики), накладность, сложность и громоздкость. Что касается надежности, то в современных коробках-автоматах эта неувязка решена и ресурс при соответствующем обслуживании добивается сотен тыщ км. (Правда, при покупке старой иномарки следует проявить максимум осторожности, ведь стоило бывшему обладателю залить в гидротрансформатор чего-нибудть не считая фирменного "Дексрона" (Dexron) либо отбуксировать закапризничавшую машину без погрузки ведущих колес на эвакуатор - и вам обеспечен ремонт ценой, превосходящей самые пессимистические ожидания.)
БЕССТУПЕНЧАТЫЙ ВАРИАТОР
Устройство понятно давным-давно и подкупает кажущейся простотой: клиновой ремень да пара разрезных шкивов (рис. 2). Сдвигая либо раздвигая диски 1-го из их, можно плавненько изменять передаточное отношение в довольно широких границах. Вариатор уже издавна отыскал применение в легких машинах типа снегоходов, квадрициклов и т. п., но на пути внедрения в полноразмерный автомобиль встала неувязка надежности. Передача значимого вращающего момента так нагружала ремень, что гласить о применимом сроке его службы не приходилось. Пожалуй, только голландская компания ДАФ первой решилась поставить вариатор на серийную легковушку, но на ее наследнице "покрупнее" от него отказались.
Прорыв принесла разработка конца двадцатого века: наборный "ремень", состоящий из металлической ленты и железных же трапецеидальных частей, нанизанных на нее. Система получила заглавие CVT (Continous Variable Transmission - бесступенчато варьируемая коробка). Сейчас она завоевывает позиции во все более томных классах автомобилей с сильными движками. Езда на "Хонде-Сивик" с "Си-Ви-Ти" дает совсем необыкновенные чувства: добавляешь газ, стрелка тахометра застывает кое-где около 4000 и ровненькое, без рывков и провалов, ускорение вдавливает в спинку сидения, пока другая стрелка - спидометра - не подберется к цифре 200! Конструкция вариатора позволила просто выполнить и ручной режим управления: довольно ввести в память компьютера несколько фиксированных значений передаточного дела, и его можно будет переключать вручную рычагом либо клавишами. Так изготовлено, к примеру, в новеньком "ФИАТ-Пунто", где "передач"... семь! Что до ресурса, то при соответствующем выполнении он также добивается сотен тыщ км, ну и поменять "ремень" на техническом уровне нетрудно, разве что недешево.
Кстати, существовавшая до недавнешнего времени неувязка передачи огромного вращающего момента уже решена конструкторами "Audi", применившими "ремень", железные звенья которого связаны меж собой сложным переплетением и способны передавать до 280 Н.м! А жители страны восходящего солнца подразумевают в недалеком будущем обойтись вообщем без ремня, применив конический фрикционный вариатор.
КВАЗИАВТОМАТИЧЕСКАЯ Коробка
Признаюсь, это термин создателя. Как досадно бы это не звучало, ничего более подходящего в авто языке пока не нашлось: компании используют собственные наименования - "стептроник", "селеспид".., сущность которых одна. Идет речь об автоматическом управлении обыкновенной пятиступной коробкой и сцеплением (рис. 3). Можно сказать, тут неувязка решена в лоб: заместо рук и ног педалью и рычагом управляют пневмогидроцилиндры либо соленоиды, а команды им выдает электрический мозг, соединенный со обилием датчиков. Ясно, что такое решение стало вероятным только не так давно, но оно уже начало вовсю теснить традиционные автоматы. Ведь схожая система, по определению, не тянет дополнительных утрат мощности, а означает, не оказывает влияние на экономичность и динамику автомобиля. Более того, верно написанная программка управления обеспечит разгон по хорошему методу, на что обычно способен только водитель-ас. К тому же несложно ввести и "ручное" управление - клавишами на руле либо рычагом в полу. При этом автоматика не позволит водителю совершить суровую ошибку - к примеру, не впору включить задний ход либо передачу, не подобающую способностям мотора в данном режиме. Ресурс не будет отличаться от ресурса обыкновенной коробки, а, может быть, даже повысится: ведь автоматика позаботится о плавном переключении и включении сцепления. Ну а электроника на данный момент стала, пожалуй, надежнее механики. Ведутся подобные разработки и в НАМИ, и если б не хроническое безденежье, мы бы уже отчитывались об испытаниях "автоматической" "Оки" либо "Лады".
Как же в действительности "автоматические" удобства меняют свойства автомобилей? Обратимся к любознательным тестам наших германских коллег. Они взяли по паре совсем схожих автомобилей - с автоматической коробкой и без нее - и сняли свойства. Традиционный "автомат" с гидротрансформатором представляли "Порше" и "Опель", CVT - понятное дело, "Хонда", а новомодную механическую трансмиссию с автоматическим управлением - "Альфа-Ромео" и "Mercedes" А-класса. Результаты подтвердили: "автомат" с гидротрансформатором тяжел, отбирает мощность и прожорлив; вариатор полегче, тоже усугубляет динамику, но практически не наращивает аппетит; механика с автоматическим управлением несколько вяловата, зато сберегает бензин. И самый любознательный вариант - автоматическое сцепление в одной из версий А-класса: динамику практически не портит, расход горючего даже уменьшает. То, что это вправду так, обосновывает и редакционный опыт эксплуатации "Оки-Престиж", снаряженной системой ЭПС (подробнее о ней см. ЗР, 1999, № 7).
Ну а сейчас малость всезнающей статистики. На диаграмме 1 в теплых тонах показаны механические ручные коробки, в прохладных - "автоматы". Видите ли, толика машин с автоматическими коробками вырастает и к 2000 году составит около 17%. При всем этом коробки с гидротрансформатором, бывшие в 1980 году единственным вариантом "автоматов", настолько же непреклонно сдают позиции системам из механических коробок с автоматическим управлением и вариаторам. По неким прогнозам, к 2010 году гидротрансформатор станет реликвией. Хотя... "Ситроен" только-только предложил "автоматическую" "Ксару" с планетарной коробкой, метод управления которой позволяет сберечь горючее по сопоставлению с "механикой", управляемой средним водителем! Из той же диаграммы видно, что в 2000 году на новых машинах не станет четырехступных механических коробок - более того, все почаще будут встречаться шестиступные агрегаты. Если же возвратиться в денек нынешний, то толика машин, оборудованных автоматической коробкой, показана на диаграмме 2: она составляет от 4% (малый класс) до 93% (класс "люкс").
Рис. 1.
Традиционный "автомат": 1 - колесо насоса; 2 - колесо турбины; 3 - кожух; 4 - блок управления (работает автоматом либо по командам от рычага или кнопок на управляющем колесе); 5 - солнечная шестерня; 6 - шестерни-сателлиты; 7 - коронная шестерня.
Рис. 2.
Клиноременный вариатор: 1 - "ремень" вариатора; 2 - разрезной шкив; 3 - при малом зазоре меж щеками шкива передаточное отношение наибольшее; 4 - при большенном зазоре - малое.
Рис. 3.
Квазиавтоматическая коробка: 1 - вилка выключения сцепления, управляемая от электрического блока; 2 - тарельчатая пружина; 3 - ведомый диск; 4 - маховик; 5 - муфты включения передач; 6 - шестерни; 7 - валы.
СООТНОШЕНИЕ ВЫПУСКА МАШИН С Разными ТИПАМИ ТРАНСМИССИЙ
Толика МАШИН С АВТОМАТИЧЕСКОЙ Коробкой (по классам)