Новости

Идеальная трансмиссия : все очень непросто

15 января 2010
≈ 22 минуты
52 просмотра

Начиная с незапямятных времен, да что там, практически с момента изобретения автомобиля, инженеры пытаются разработать трансмиссию, позволяющую с максимальным КПД и с минимальными усилиями водителя передать момент от двигателя к ведущим колесам. Самым простым, недорогим, а главное – технологически доступным вариантом на начало прошлого века оказалась обычная механическая коробка передач, которая и заняла заслуженное место в качестве передаточного звена от мотора к колесам. Со временем даже такая простая конструкция совершенствовалась. Появились синхронизаторы, позволяющие переключаться с минимальным напряжением без двойного выжима сцепления, увеличивалось количество передач, изменилась компоновка.

Шестерни поменяли профиль, стали изготавливаться более точно, появились другие смазывающие материалы, позволяющие работать "механике" более эффективно, быстро и точно менять передачи, срок службы узла существенно увеличился, перекрыв срок службы автомобиля в целом, однако суть осталась той-же. Три педали и ручка переключения. Все педали нужно время от времени нажимать и не забывать манипулировать рукояткой. В современном городе, особенно таком, как Москва, где движение напоминает одну сплошную пробку, многим подобные телодвижения кажутся излишними и хлопотными.

Впрочем, желание сэкономить усилия при управлении возникло не сегодня, только технологий соответствующих не было. Существовали неоднократные попытки введения инноваций, но массовыми их назвать трудно.

Торовый вариатор, меняющий передаточное отношение бесступенчато, без разрыва мощности, названный инженерами компании Nissan "Extroid", был запатентован Чарльзом Хантом еще в далеком 1877 году. На сегодняшний день, CVT устанавливаемые на автомобили Nissan, похоже наиболее удачные – передают самый высокий крутящий момент среди конкурентов, а именно передача серьезного момента от мощного двигателя и есть самое слабое звено при использовании подобных конструкций. Nissan, кстати, для моторов средней мощности использует более привычный вариатор, применяемый на данный момент остальными производителями. Имеется в виду более распространенная клиноременная конструкция, хотя в последнее время, ремень все меньше похож на ремень. Армируется металлом или вообще используется клиновая цепь( "multitronic", производства Audi, например).

В идеале, вариатор – самая продвинутая конструкция. Почему? Разгон или движение осуществляется на тех оборотах двигателя, на каких хочет водитель. Разгоняемся не спеша – педаль нажата слабо – обороты низкие. Экономия топлива налицо. Нужно быстро ускориться – педаль в пол и ускоряемся на постоянных оборотах максимальной мощности. Никаких скачков, смены передач, разрыва потока мощности. В идеале действительно так, но на самом деле проблемы некоторые присутствуют. Во-первых: С АКПП в качестве сцепления перекочевал гидротрансформатор, который передает момент через жидкость, соответственно, при недостаточно продуманной конструкции гидротрансформатора и/или невысокой мощности двигателя возможны задержки на старте. Во-вторых: гидротрансформатор уменьшает КПД трансмиссии примерно на 8% - часть энергии идет на перемешивание и нагрев трансмиссионной жидкости. Правда, сейчас с этим борются. На современных моделях после начала движения конвертер блокируется и жестко передает весь момент на колеса. Блокировка отключается только для сглаживания рывков при резком изменении условий движения или смене передач на АКПП(там конструкция "сцепления" идентична). Еще одна серьезная проблема, препятствующяя активному внедрению вариатора в широкие массы. Работает сия конструкция на трение, соответственно в случае проскальзывания ремня или дисков при движении или разгоне, возникает лавинообразный износ контактирующих поверхностей. Работая в свое время у официалов, был удивлен существенной разницей в стоимости масла для АКПП(ATF) и вариатора(NS-2). Оказывается, для торового вариатора, используемого, например, на Nissan Murano жидкость довольно специфичная. Давление в пятне контакта рабочих поверхностей около 10 тонн, молекулы масла между роликом и диском спрессовываются в пленку толщиной не более одного микрона и сцепляются друг с другом, помогая передавать момент. Но даже с такой продвинутой жидкостью без подшипниковой корпорации NSK, дело бы не заладилось. Используется сталь очень высокой очистки с последующим цементированием(насыщение поверхностного слоя углеродом). Честно говоря, народ пока побаивается вариаторов. Нагруженная и неремонтопригодная конструкция.

Про АКПП все все знают, стоило бы только отметить, что функционировать стал сей агрегат с момента появления первых "автоматов", значительно шустрее, электроника работает теперь вместе с гидравликой, появились адаптивные коробки, подстраивающиеся под манеру вождения данного конкретного индивидуума даже на недорогих автомобилях. Минусы все те же – низкий КПД, одна жидкость(ATF) в качестве смазывающей, передающей момент и управляющей клапанами. Относительно высокая стоимость, сложная конструкция. Однако списывать со счетов АКПП явно рано, многими она заслуженно любим и все лучше и лучше приспосабливается к нуждам пользователя.

Весьма интересна новая разработка в области силовой передачи – роботизированная трансмиссия с двумя сцеплениями. Такую коробку по-разному называют разные производители, но у всех на слуху вариант названия концерна VW, полностью отражающий сущность – DSG (Direktschaltgetriebe). В недрах концерна VAG существует и другое название механизма – S-Tronic. Последнее обозначение используется на люксовой марке концерна – автомобилях Audi. Интересно, что при едином принципе работы разница между DSG и S-Tronic, все же есть. DSG разрабатывалась как компактная трансмиссия для поперечно расположенного силового агрегата, S-Tronic же для продольного расположения. К тому же, марка Audi все таки премиум-сегмент, поэтому применены более продвинутые технические решения, и компактность при продольном расположении двигателя уже не играет такой существенной роли, соответственно S-Tronic работает все таки пошустрее и почетче DSG. Принцип работы "робота" с двумя сцеплениями прост, но оригинален. На четные передачи – одно сцепление, на нечетные – другое. Одно сцепление разомкнуто, другое – сомкнуто. При смене передачи с четной, на нечетную, например, четное сцепление выключается синхронно со включением нечетного. Разрыва потока мощности удалось избежать, казалось бы, предусмотрели все. Данные разгона до сотни, как правило, у DSG даже лучше, чем у механики, расход топлива меньше чем с МКПП, однако так ли все радужно на самом деле?

К сожалению и у DSG есть недостатки, причем, надо заметить, эти проблемы понравятся не всякому водителю. Да, разгон до "сотни" быстр и весел, расход топлива мал. Но часто ли нужно в городе выстреливать с места до 100 км/ч? А вот двигаться в рваном режиме старт-торможение приходится почти всегда. И тут, обычный, особенно адаптивный "автомат", не говоря уже о "механике" обыгрывает суперпродвинутую преселективную коробку. Почему? Что стоит АКПП перепрыгнуть с 4-й на 1-ю передачу? Да ничего! Задействовал соответствующий ленточный тормоз и все дела. Вопрос только в быстродействии клапанов и управляющей электроники, а этот тандем у современных "автоматов" очень неплох. Современные гидротрансформаторы разгону уже не особенно мешают. А DSG? Будет перебирать последовательно передачи. Кстати говоря, даже при старте, преселективный робот почему-то всегда задумывается. Да, и адаптивного режима у DSG тоже нет. Думаю, с задержками на старте VW скоро разберется, а вот как быстро поменять передачу, со 2-й на 4-ю к примеру? Возможно, опять что-то придумают, только вот что? Пока активному водителю предлагается использовать режим "Sport". На DSG он довольно уместен. Поддерживаются более высокие обороты, зачастую выше оборотов максимального момента. Особенно это касается тандема DSG с турбированными моторами. Например, VW Scirocco с 2,0 TSI и DSG, в режиме "S", очень шустрый автомобиль. Вот только обороты ниже 3000 не падают никогда, задержек почти нет, только рев двигателя и расход топлива не бодрят совершенно.

Но немцы неустанно совершенствуют свою Direktschaltgetriebe, если ранее в DSG сцепления были "мокрыми", т.е смазывались, то ныне уже используется "сухая" схема для моторов небольшой мощности и электрический масляный насос для гидроприводов, дабы постоянно не отнимать у маломощного двигателя лошадиные силы и снизить расход топлива. Так что посмотрим, насколько получится в дальнейшем действительно приблизиться к идеалу, шлифовка технических решений пока идет. Так что же выбрать? Пока, по моему скромному мнению, для неленивых продвинутых драйверов лучше МКПП пока ничего нет. Дешево и сердито. И ехать получается так, как сам того хочешь, а не так, как хотят электронные "мозги" и конструктивные особенности трансмиссии. Но видимо, приоритеты скоро поменяются, вот только на что и когда?

Текст: Владимир Кузьменко.

Источник: Известия.RU
Опрос
Стоит ли досрочно пускать за руль лишенных прав водителей?
Да
Нет
6 комментариев
ПДД онлайн Билет 19, вопрос 6
Как Вы должны поступить в данной ситуации?
Остановиться около автомобиля ДПС и продолжить движение только после разрешения сотрудника полиции.
Снизить скорость и быть готовым в случае необходимости незамедлительно остановиться.
Продолжить движение, не изменяя скорости.
Ответить