Кто придумал механическую коробку передач
Перейти к содержимому

Кто придумал механическую коробку передач

  • автор:

Кто и когда придумал автоматическую коробку передач – история создания

Автоматическая коробка передач – это весьма распространенное устройство, которое часто используется в современных автомобилях. Такая конструкция имеет довольно много преимуществ и существенно облегчает управление машиной. При этом, несмотря на широкое распространение, далеко не всем известно, кто конкретно придумал коробку-автомат. Это устройство появилось еще в начале прошлого века.

Роль коробки автомата в автомобиле

Автоматическая коробка переключения передач – это достаточно распространенное устройство. При движении машины эта конструкция сама определяет самое подходящее передаточное отношение, которое позволяет переключаться с одного режима на другой. Это существенно облегчает для водителя процедуру трогания. Устройство самостоятельно подстраивает внешнюю скоростную характеристику мотора под заданную водителем скорость движения. Этот вид коробок становится все популярнее. Однако далеко не каждый человек знает, кто именно изобрел ее.

История изобретения

Автоматическую коробку переключения передач первыми придумали американские исследователи – братья Стартевенты. Их важное изобретение появилось в 1904 году. По сути, конструкция исследователей представляла собой улучшенную механику, оснащенную двумя ступенями. При этом процесс переключения между ними осуществлялся автоматическим способом. Нужно сказать, что массовое производство этой конструкции так и не было налажено.

Изобретение Г. Феттингера

Одним из самых важных элементов, который повлиял на создание настоящей автоматической коробки передач, был гидротрансформатор. Изначально эту конструкцию создали в судостроительной отрасли, и она была связана с различными техническими проблемами. Решить их помогло изобретение Феттингера. Ученый предложил гидравлическую машину, в которой удалось в одном корпусе объединить насос, реактор и турбину. Туда же входили колеса гидродинамической передачи. Патент на свое изобретение ученый получил в 1902 году. Его конструкция обладала большим количеством плюсов, если сравнивать с другими аналогичными устройствами. С помощью гидротрансформатора Феттингера удалось уменьшить потери полезной энергии и нарастить коэффициент полезного действия.

Дальнейшие улучшения

Впоследствии коробка-автомат претерпела много изменений. Более совершенная модель появилась благодаря инженерам фирмы Ford. Этот бренд выпустил уникальную версию Model-T с планетарной коробкой передач. Она получила 2 скорости для движения вперед. Также конструкцию оснастили задней передачей. Управление коробкой было реализовано с помощью педалей.

Следующим этапом стало создание коробки компанией Reo. Она использовалась на моделях General Motors. Это устройство вполне можно назвать первой роботизированной коробкой передач, поскольку оно представляло собой механическую конструкцию, оснащенную автоматизированным сцеплением. Чуть позже начала применяться и планетарная система передач.

Именно планетарный механизм лучше всего подходит для автоматической коробки. Чтобы управлять направлением вращения выходного вала и передаточным числом, производится торможение ряда фрагментов планетарной передачи. Чтобы решить такую задачу, допустимо применять незначительные, но постоянные усилия.

Когда появились современные варианты

  1. «P» или «Parking» – означает «стоянка». Этот режим подразумевает включение нейтрального режима. При этом выходной вал коробки блокируется механическим способом. За счет этого автомобиль стоит на месте и не перемещается.
  2. «R» или «Reverse» – означает «Задний ход». Этот вариант подразумевает включение режима заднего хода.
  3. «N» или «Neutral» – переводится как «Нейтраль». В этом случае отсутствует связь между выходными и входными валами КПП. Но выходной вал не блокируется, потому машина может двигаться.
  4. «D» или «Drive» – представляет собой «Основной режим». При этом речь идет об автоматическом переключении.
  5. «L» или «Low» – подразумевает движение исключительно на первой передаче. Этот режим сопровождается блокировкой гидротрансформатора.

По мере развития автомобильного транспорта увеличивались требования к показателям его экономичности. Это привело к тому, в восьмидесятых годах прошлого века вернулись трансмиссии с 4 ступенями. В них получили большое распространение гидротрансформаторы, которые блокировались на высокой скорости. Это помогало повысить коэффициент полезного действия трансмиссии благодаря уменьшению потерь, которые появлялись в гидравлическом элементе.

Восьмидесятые-девяностые годы ознаменовались компьютеризацией систем управления мотором. Такие же системы управления использовались и в автоматических коробках переключения передач. Там течение гидравлической жидкости регулировали соленоиды, которые были связаны с компьютером. Благодаря этому переключение передач стало комфортнее, а также повысилась экономичность и эффективность работы.

В тот же период появилась возможность управлять коробкой передач вручную. Она касалась таких устройств, как «типтроник» и аналогичных конструкций. По мере совершенствования устройства была создана первая коробка передач с 5 ступенями. К тому же исчезла потребность менять масло в конструкции. Это было связано с тем, что ресурс залитой жидкости был сопоставим со сроком жизни самого устройства.

Автоматическая коробка переключения передач считается очень важным устройством, которое сделало вождение автомобиля более простым и доступным занятием. При этом далеко не каждому известно, что это устройство появилось еще в начале двадцатого века. Оно претерпело много изменений и усовершенствований. Благодаря этому удалось улучшить качественные характеристики конструкции и сделать ее более надежной.

Как Асатур Сарафян стал изобретателем первой автоматической коробки передач

Как Асатур Сарафян стал изобретателем первой автоматической коробки передач

Асатур Сарафян, более известный миру как изобретатель Оскар Бэнкер, считается одним из плодовитых изобретателей Соединенных Штатов. Он родился в 1895 году. Семья Сарафянов спаслась от массовых убийств армян Османской империи в 1894–1896 годах при Гамиде и переселилась в Чикаго. Там Асатур Сарафян и сменил имя на Оскар Бэнкер, устроился на работу в мастерской.

ban.jpg

Работая в механическом цехе, Бэнкер изобрел пильную машину. После своего первого изобретения он посвятил жизнь изобретательской деятельности.

Список его изобретений, имеющих революционную значимость, включает в себя такие изобретения, как:

· первая автоматическая коробка переключения передач, используемая по сей день для машин и автобусов (запатентовал в 1935 году),

· цветной принтер (его самое ценное изобретение, по мнению американского правительства),

· универсальный пистолет для проведения прививок («needleless»),

· шриц-пистолет для смазки деталей,

· измеритель машинного масла.

Бэнкер весьма успешно боролся с автомобильными компаниями, чтобы они принимали свои стандарты безопасности, не нарушая прав потребителей, поэтому стал известен также как «потребительский адвокат». Авторство своего изобретения — автоматической коробки передач — Бэнкер отстаивал почти 8 лет, борясь с компаниями-производителями автомобилей. В результате его предложение было принято компанией «General Motors», которая до этого ставила в автомобили полуавтоматическую трансмиссию с множеством недостатков.

f8dac1f9dae16fe7573720f134349c36.jpg

Оскар-Асатур изобрел систему первичного контроля первого поколения вертолетов (вертолет Сикорского). Благодаря конструкции Сарафяна, американские вертолеты спасли жизнь более чем 20 000 военнослужащим во время боевых действий в Тихом океане в годы Второй мировой войны. Асатур Сарафян скончался в Кливленде, штат Огайо, в январе 1979 года в возрасте 83 лет.

В 1983 году Боб Халл опубликовал мемуары Оскара Бэнкера под названием «Мечты и войны американского изобретателя: романс иммигрантов». В своих мемуарах Асатур Сарафян пишет: «Америка — величайшая из существующих стран мира, где есть все возможности для достижения своих целей, если человеку удастся преодолеть все сложности, высмеять неудачи и идти вперед, только вперед! Вот что важно. И больше ничего».

3. Robert Hull. Dreams and wars of an American inventor: (an immigrant’s romance). Bob Hull Books & Features. 1982. p. 6. Retrieved 15 March 2013.

Как умерла МКПП (история коробок передач)

Сегодня у нас в автомобильном «быту» принято считать всего две коробки передач — механику и автомат. А ведь на самом деле типов и видов коробок перемены передачи крутящего момента — не два, и не три, и даже не четыре вида, а гораздо больше. И это — только на наших автомобилях, а не «вообще в механике»… Я не буду вдаваться в очень уж глубокие инженерные дебри, а обрисую «картинку», как это когда-то говорилось, — в научно-популярном ключе.

История появления КПП

Изобретателем коробки передач (МКПП) считают знаменитого немецкого инженера Карла Бенца, соавтора и со-изобретателя собственно и двигателя внутреннего сгорания (ДВС), и вообще автомобиля. По легенде в 1887-м году его супруга Берта втайне от мужа, завела его автомобиль (первый автомобиль в мире) и отправилась с сыновьями навестить свою матушку. Расстояние этого исторического пробега составило 80 километров, а двигатель был настолько маломощным (всего 0,8 л.с.), что автомобиль не мог выехать даже на не сильно крутой подъем, и женщине (опять же по легенде) приходилась его выталкивать буквально вручную. После этого исторического вояжа герр Бенц и решил усовершенствовать свой автомобиль посредством вспомогательного механизма передачи усилия от мотора на колеса.

Первая КПП по своей конструкции являлась довольно примитивным механическим устройством. Это были два банальных шкива различных диаметров на ведущей оси автомобиля, а с валом двигателя их соединял обыкновенный ремень. Рычагами его и переставляли с одного шкива на другой. Позднее кожаные ремни заменили цепями, а шкивы — звездочками; этот механизм и сегодня можно наглядно видеть, например, на велосипедах.

57.JPG» />

Позднее появились и шестерни, и промежуточные валы, и корпус с поддоном картера и тд и тп. Это что касается механики, а автоматическая автомобильная коробка впервые была упомянута в 1928 году, и ее автором называют также немца — профессора Феттингера, который еще в 1903 запатентовал самый первый в истории инженерии гидротрансформатор. В 1907-м такие коробки передач устанавливали на судовых дизелях, а полноценный автомат (как мы его сегодня изучаем в учебниках по теории автомобиля) запатентовал некий Оскар Бэнкер в 1935 году. Американская компания General Motors правильно сориентировалась, и первым легковым автомобилем с АКПП в 1947-м году стал ее Бьюик.

Типы и виды коробок перемены передач

Повторюсь, видов коробок передач (автомобильных) насчитывают несколько:

— механическая коробка перемены передач МКПП;

— робот с двумя дисками сцепления;

— традиционная гидромеханическая АКПП, —

…хотя в действительности их всего два вида — механика и традиционный гидротрансформатор. Ведь вариатор и роботы, по сути своей, являются «чистой механикой», а вот управлением сцепления дисков первичного вала КПП и коленчатого вала ДВС, а также переключением передач внутри КПП занимается электроника, которая приводит в действие сервоприводы, актуаторы и/или перемещает цепь (ремень) в вариаторе.

Механические КПП

Как это ни парадоксально может прозвучать, но механику планируют снять с производства, и вскоре она исчезнет из автомобиля, как устройство. Но об этом ниже, в самом конце статьи, а сейчас о достоинствах МКПП, пока она еще «на ходу» и «при жизни»:

  1. У механики самая низкая стоимость производства в сравнении с автоматами, отсюда и более низкая цена автомобиля при его покупке в сравнении с ценой авто «на автомате».
  2. Простота конструкции, отсюда и долговечность (при грамотном и систематическом ТО).
  3. Механика спокойнее «переваривает» высокий крутящий момент и легче выдерживает одномоментные высокие нагрузки.
  4. Автомобили с механикой имеют (а точнее — имели до последнего времени) существенно более низкий расход топлива в сравнении с той же гидромеханической КПП.

Виды и подвиды механических КПП

Не синхронизированная МКПП — это самое первое поколение известной нам сегодня «механики». Она имела прямозубые, а позже получила и косозубые шестерни, первичный и вторичный валы в корпусе КПП, набор шестерён различных диаметров и с разным количеством зубьев, а — соответственно — и с разным передаточным числом крутящего момента. Первые три передачи являются понижающими, то есть, позволяют двигателю «вытянуть» автомобиль, преодолевая силы инерции, а «прямой» передачей называли обычно четвертую. В классической КПП прямая передача — это когда обороты коленвала ДВС равняются оборотам вторичного вала КПП (и далее — карданного вала, приводов и тп).

Несколько позже появилась (и сегодня широко применяется) пятая повышающая передача, а в современных КПП уже и шестая, и седьмая.

К особенностям управления автомобилем с не синхронизированной КПП относят такие шофёрские понятия как «двойной выжим сцепления» при переходе на повышенную передачу и «перегазовка» при переходе вниз. Об этом теперь знают и помнят, наверное, только старые водители, которые учились еще на учебных ГАЗ-51 и им подобных автомобилях.

Подавляющее большинство современных автомобилей уже многие десятилетия комплектуются синхронизированными механическими КПП, и тот самый двойной выжим педали сцепления или перегазовка — не нужны.

Кулачковые, а также секвентальные КПП применяются в основном на гоночных автомобилях и на мотоциклах. Здесь постоянный шум является «нормой», а, например, применение, в том числе, ещё и прямозубых шестерён хоть и производит много шума, зато увеличивает КПД самой коробки, а главное — в «кулачке», например, переключение передач происходит почти мгновенно и без потери потока мощности, что в спорте важнее, чем тишина и комфорт.

В секвентальной КПП передачи переключаются последовательно, причем и вверх и вниз, то есть переключиться с пятой, например, на вторую — не получится. И это прекрасно можно видеть на экране телевизора, когда гонщик толкает на себя или от себя рычаг коробки — одним движением (что также экономит время).

Планетарная или безвальная преселективная КПП не требуют от водителя вообще какой-либо квалификации. Подобные коробки использовались (и сейчас используются) на самой разноплановой технике — от бронетранспортёров и танков до гоночных автомобилей. Вально-шестрёнчатая, двухвальная, трёхвальная, многовальньная коробки передач — это разные типы передачи крутящего момента (и соответственно отдельные типы механических КПП).

Преселективными называются коробки передач с двумя сцеплениями, и тут электроника сама предварительно выбирает предстоящую повышенную или пониженную передачу в зависимости от режима движения и стиля поведения человека за рулем.

Особняком стоит фрикционная коробка передач. Преобразованием крутящего момента здесь «занимаются» фрикционные элементы — цепи, диски и шкивы разных (или изменяемых в реальном времени) диаметров. Нам эта КПП гораздо больше знакома, чем коробки в трёх предыдущих абзацах и называется она — вариатор.

Из примечательного: первые вариаторы не имели конкретного числа и перечня передач, поскольку вариатор «умеет» бесступенчато изменять передаточные отношения во всём силовом диапазоне пары «ДВС — трансмиссия». Однако по отзывам журналистов и других тест-пилотов первые автомобили издавали до того однотонный «троллейбусный» и противный вой, что производители, словно по команде и как будто сговорившись, стали программно вводить передачи — первая, вторая и тд, вплоть до шестой или даже седьмой.

Традиционная АКПП

В гидромеханической коробке передач отсутствует сцепление, а сменой передач занимается специальная жидкость — автотрансформаторное масло ATF. Сама коробка может быть как ступенчатой, так и бесступенчатой фрикционной, и подобная конструкция позволяет расширить тягово-силовой диапазон КПП и вообще трансмиссии.

Основным преимуществом АКПП являет отсутствие необходимости переключать передачи вручную. Отсюда и возникло всеобщее заблуждение и подмена инженерных понятий — если переключать не надо, значит это автомат, хотя (ещё раз повторюсь) и роботы и вариаторы — это механика, лишь дополненная электронными устройствами, актуаторами и тд.

Основным недостатком АКПП является сложность конструкции и необходимость более хлопотного и дорогого техобслуживания. Да и автомобили с автоматами в автосалонах всегда были дороже автомобилей с механикой.

При работе гидротрансформатора происходит нагрев его рабочего «тела», жидкости ATF, а от него греются и остальные элементы АКПП. Кроме того, автомат, например, рекомендуют предварительно прогревать по утрам. Основная проблема при перегреве гидроавтомата — это потеря эксплуатационных свойств трансмиссионного масла. И если подобное вдруг случилось, то далее происходят следующие не очень приятные вещи:

  1. При потере эксплуатационных свойств ATF сама АКПП переходит в аварийный режим, а то и вовсе приводит к остановке авто.
  2. В процессе постоянной «горячей» нагрузки происходит выпадение осадков из жидкости, закупориваются каналы и другие элементы системы (соленоиды, гидроблоки, и тп).
  3. При постоянном агрессивном стиле вождения повреждаются фрикционные диски, которые в современных АКПП сделаны не только из металлов, но и из пластмасс. Механики рассказывают, что они буквально плавятся.
  4. При высоких температурах происходит разрушение и многих других элементов автоматической КПП, —

…— а всё в совокупности усложняет и удорожает ремонт и техническое обслуживание гидротрансформаторной АКПП.

Почему «умирает» механика и кто готов ее «приговорить»?

Интересное наблюдение подметили журналисты «За рулём» и провели вот такой, весьма достойный внимания, анализ.

Первым «похоронить МКПП» вызвался Mercedes-Benz и минувшей весной сообщил, что с 2023 года прекращает выпуск автомобилей с механической коробкой передач.

Следующим отозвался Volkswagen, согласно сообщению немецкой автомобильной газеты Automobilwoche, он также хочет отказаться от МКПП, но к 2024 году.

Теперь причины — почему?

  1. Преимущество первое — у механики самая низкая стоимость производства. Да, в сравнении с автоматами автомобили с механикой, в среднем, стоили (и пока еще стоят) чуть дешевле, но, цитата: «…при массовом производстве и это преимущество сходит на нет».
  1. Простота конструкции, отсюда и долговечность (при грамотном и систематическом ТО)… При грамотном регулярном соблюдении регламентов техобслуживания любой механизм (узел, агрегат, устройство) способен служить максимально долго.
  1. Механика спокойнее «переваривает» высокий крутящий момент и легче выдерживает одномоментные высокие нагрузки. Благодаря современным материалам и последним достижением металло- и вообще материаловедения одномоментные и разнонаправленные нагрузки высокие нагрузки сегодня «умеют» выдерживать самые разные агрегаты и узлы.
  1. Автомобили с механикой имеют (а точнее — имели до последнего времени) существенно более низкий расход топлива в сравнении с той же гидромеханической КПП.

Ответ журнала «За рулём», цитата:

«До сих пор считается, что механическая коробка передач — это не только более спортивное (в смысле скорости переключения), но и более экономичное решение, позволяющее снизить расход топлива.

«Это суждение больше не имеет силы, автоматические коробки передач по эффективности догнали механику», — говорит Питер Керкрат из экспертной организации KÜS. Особенно коробки передач с двойным сцеплением — они переключаются быстрее, чем это делает любой гонщик.

Кроме того, прошли те времена, когда разница в расходе топлива составляла один или два литра при сравнении версий с механикой и классическим автоматом».

Логично, не поспоришь: «…с момента появления коробок передач с двойным сцеплением и ее триумфального шествия в компактных автомобилях механика безнадежно устарела».

Кроме того, ещё цитата: «Благодаря полному отказу от МКП производители экономят не только деньги, но и пространство в салоне, а это, в свою очередь, приносит пользу покупателям. В основании центральной консоли, где раньше приходилось размещать громоздкие рычаги переключения передач, все чаще монтируется лишь компактная «крутилка», а рядом с ней часто помещается еще один подстаканник, площадка для беспроводной зарядки смартфона или ниша для хранения».

И тут не поспоришь, однако, как говорят умудренные жизненным опытом люди, время покажет.

Если кому-то интересны подробности и детали этого интересного исследования, то они — ЗДЕСЬ.

автомобильный инженер, журналист,

специально для сайта автосервиса «Восток-Авто».

Коробка передач. Сравнение трансмиссий, плюсы и минусы

Коробка переключения передач является неотъемлемой частью любого автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. Назначение коробки передач — это передача и преобразование крутящего момента с двигателя на колеса, а так же осуществление отбора мощности на привода других агрегатов и дополнительного оборудования. Этот процесс позволяет обеспечить оптимальную силу тяги и скорость движения автомобиля, а так же движение задним ходом. Более того коробка помогает разъединять коленчатый вал двигателя от ведущих колес, что обеспечивает холостой ход автомобиля или его полную остановку.

Нужно отметить, что коробки передач получили распространение не только в транспортных средствах. Широко применяют коробки переключения в промышленных механизмах, станках на производстве.

С момента появления автомобилей на дорогах производители совершенствовали не только двигатели, но и коробки переключения передач. Развитие данного направления привело к появлению современных автомобилей с разными видами трансмиссий.

Виды трансмиссий

Более чем столетняя история развития автомобилестроения принесла в современный мир не только экологичные и мощные двигатели, но и усовершенствованные коробки переключения передач. На сегодняшний день на автомобили устанавливаются четыре основных типа коробок переключения передач:

1. Механическая коробка переключения передач

2. Автоматическая коробка переключения передач

3. Роботизированная коробка переключения передач

4. Вариативная (бесступенчатая) коробка переключения передач

Разберем подробнее каждый тип коробки.

Механическая коробка передач (Механика, МКПП)

Особенность работы двигателя внутреннего сгорания в том, что рабочая мощность развивается только в небольшом диапазоне оборотов. По этой причине для изменения крутящего момента необходим дополнительный механизм.

История создания уходит более чем на сто лет назад, а изобретение принадлежит Карлу Бенцу. Конструктивно, устройство первой коробки было примитивным и крайне простым. Механизм коробки был реализован из пары шкивов разного диаметра, которые были расположены на ведущем валу, шкивы соединялись с валом двигателя при помощи ремня. В зависимости от условий движения ремень при помощи специально предусмотренного рычага переставлялся с одного шкива на другой. Это позволяло изменять крутящий момент, передающийся на ведущие колеса. Такой простой механизм нашел применение и в современном мире, передачи на велосипедах переключаются по тому же принципу.

Современные механические коробки значительно дальше шагнули от такого механизма. Конструктивно коробка состоит из набора шестерен, а изменение передаточного осуществляется путем введения шестерен в зацепление при помощи рычага.

Механические КПП могут оснащаться разным количеством ступеней. Самой популярной является пятиступенчатая коробка. В свою очередь коробки переключения передач механического типа подразделяются на двухвальные и трехвальные коробки.

Двухвальные механические коробки переключения передач устанавливаются на автомобили, оснащенные передним приводом. Трехвальные коробки переключения передач устанавливаются на легковые и грузовые автомобили, которые могут комплектоваться как передним так и задним приводом.

· Простая и надежная конструкция

· Более легкое управление автомобилем в условиях бездорожья

· Движение в экономичном режиме

· Недорогое обслуживание

Минусы МКПП:

· Неудобство управления в сложном городском режиме

Автоматические коробки передач (Автомат, АКПП)

Идея комфортного управления автомобилем родилась практически сразу с появлением самого автомобиля. Такой комфорт могло бы обеспечить автоматическое переключение передач. Но реализовать данную идею смогли не сразу. В серию, автомобили с автоматической коробкой переключения передач попали только в 1947 году, АКПП стали комплектовать автомобили фирмы Buick.

Хотя на самом деле серийные автоматические коробки переключения передач появились немного раньше. АКПП оснащались городские автобусы в Швеции еще в 1928 году.

Нужно отметить что, к появлению гидромеханической коробки передач привели три независимые линии разработок, позже которые были объединены в ее конструкции. В основу АКПП встал гидротрансформатор, изобретение профессора Феттингера, патент на который им был получен еще в 1903 году. Два других элемента — это планетарный редуктор и гидравлическая система управления.

Современная автоматическая коробка переключения передач, в отличие от классической механики, работает в иных условиях и по другому принципу, хоть и основное назначение неизменно.

Гидротрансформатор или преобразователь крутящего момента, включает в себя насос, турбину и статор. Все детали гидротрансформатора заключены в общем корпусе. Гидротрансформатор заполнен специальным маслом, насос создает внутри гидротрансформатора поток масла, который вращает колесо статора и турбину. Тем самым передавая крутящий момент с двигателя.

Планетарная передача состоит из нескольких шестерен (они называются планетарными или сателлитами), вращающихся вокруг центральной шестерни. Планетарные шестерни фиксируются вместе с помощью водила. Кроме этого, дополнительная внешняя кольцевая шестерня имеет внутреннее зацепление с планетарными шестернями. Сателлиты, закрепленные на водиле, вращаются вокруг центральной шестерни, внешняя шестерня – вокруг сателлитов. Передаточные отношения достигаются путем фиксации различных деталей относительно друг друга. Для получения большего диапазона передаточных чисел в современных коробках используется несколько планетарных передач.

Гидравлика работает в полном симбиозе с остальными частями АКПП и ее работу можно сравнить с кровеносной системой. Жидкость, используемая в качестве рабочей, помимо создания давления в системе, обладает так же набором полезных функций. Таких как смазывание, отвод тепла и очищение внутренностей АКПП от загрязнений.

· Комфорт и удобство управления

· Способность менять передачи при полной мощности двигателя

· Плавность хода во время переключения передач

· Защита деталей двигателя от перегрузок при выборе неверной передачи

Минусы АКПП:

· Стоимость и периодичность обслуживания

· Больший расход топлива

· Низкий КПД

· Меньшая динамика автомобиля

Роботизированные коробки передач (Роботы)

Роботизированная коробка передач — это логическое продолжение развития механической коробки. Робот это не что иное, как механическая КПП, в которой выжим сцепления и переключение передач выполняют два сервопривода (актуатора), управляемые электронным блоком. По факту робот впитал в себя все положительные стороны механической кпп и удобство автомата.

Первый прототип робота появился в 1939 году, Адольф Кегресс создал трансмиссию с двойным сцеплением, но дальнейшее развитие этого перспективного изобретения остановилось на следующие 40 лет. Всему виной отсутствие финансирования проекта.

В серию роботизированные коробки передач попали очень нескоро, но обкатать технологию решились инженеры Porsche. Роботы внедрили на модели 956 и 962С, машины предназначались для кольцевых гонок. К сожалению, недоработка конструкции и значительный вес коробки не позволил технологии выйти за пределы трека.

Серийная роботизированная коробка появилась только в 2003 году. Отважилась на такой шаг компания Volkswagen, установив преселективную трансмиссию на спорт версию модели Golf 4 R32. Производителем коробки была компания BorgWarner. По сей день концерн VAG активно продвигает этот тип коробок на своих моделях.

Особенность такой коробки заключается в конструкции, а именно в наличии двух сцеплений. Принцип работы такой коробки состоит в том, что на одно сцепление завязаны четные передачи, а на второе нечетные. В процессе движения крутящий момент передается по одному сцеплению, т.е. диск сомкнут. В это же время диск второго сцепления разомкнут, но внутри самой коробки следующая передача уже сформирована и когда приходит время переключения, первый диск просто размыкается, а второй синхронно смыкается. Такая схема работы обеспечивает плавность переключения и отсутствие рывков.

В свою очередь, роботизированные коробки делятся на два типа:

· С мокрым сцеплением — используют на автомобилях с мощным двигателем, крутящий момент которых превышает 350 Нм.

· С сухим сцеплением – используют на автомобилях с маломощными двигателями до 250 Нм крутящего момента.

Плюсы Робота:

· Плавность переключения и хода

· Высокий КПД

· Экономичный расход топлива

· Высокая динамика

· Возможность выбора режима работы трансмиссии

Минусы Робота:

· Малая надежность, как самой конструкции, так и мехатроника

· Стоимость обслуживания и ремонта

· Чувствительность к тяжелым дорожным условиям

Вариаторные трансмиссии (Вариаторы)

Вариаторные трансмиссии (CVT) считаются прямыми последователями классических гидромеханических кпп. Есть устойчивое мнение, что за CVT – коробками будущее, опять таки, учитывая городскую эксплуатацию автомобилей. Особенный упор на трансмиссии CVT делают японские производители, такие как Nissan и Subaru. Первая вариаторная коробка серийно появилась на автомобиле марки DAF в 50-е годы XX-века. Этим автомобилем оказался не грузовик, как многие могли подумать, а маленький легковой автомобиль.

К сожалению, особой надежностью и длительным ресурсом конструкция не отличалась. Компания Volvo в свою очередь, долгие годы пыталась развить технологию, но все закончилось сворачиванием разработок. Неожиданное продолжение истории вариатора дала Япония.

Причиной возврата и доработки вариатора послужила необходимость адаптации автоматических коробок к условиям эксплуатации в режиме городских пробок. Работа переключений передач на АКПП напрямую завязана на обороты двигателя. Классический автомат в режиме городских пробок, на малом расстоянии и на малом ходу начинал переключать передачи с первую на вторую, когда этого совершенно не нужно. В другом случае, двигаясь «накатом», АКПП держала передачу, не уходя на пониженную, долгое время ожидая от водителя команды на разгон. Такое поведение коробки давало большую нагрузку на собственные узлы, что вело к увеличенному расходу топлива, повышенному износу и раннему выходу из строя. Все это привело к интенсивной доработке акпп, но результатом стал принципиально новый тип кпп – CVT.

Самое удивительное, что первый вариатор был придуман Леонардо да Винчи в 1490 году. На чертежах изобретателя можно увидеть схему из параллельных конусов и перекинутого между ними ремня, способного перемещаться поперек оси вращения конусов, что позволяло менять передаточное отношение пары.

Коробка типа CVT или Вариатор представляет собой бесступенчатую коробку передач. Основные детали коробки CVT — это гидротрансформатор и два раздвижных шкива, плюс, соединяющий их (шкивы) ремень. Сечение ремня имеет трапециедальную форму. Принцип работы заключается в следующем — сдвигающиеся половинки ведущего шкива выталкивают ремень наружу, что приводит к увеличению радиуса шкива, по которому работает ремень, это действие увеличивает передаточное отношение. Когда требуется снижение передаточного числа, ведомый шкив раздвигается, ремень перемещается на меньший радиус. Гидротрансформатор в этой конструкции обеспечивает трогание с места, после чего блокируется. Управление шкивами выполняет электроника.

Плюсы Вариатора:

· Переключение передач происходит незаметно, без рывков

· Экономичный расход топлива

· Высокая динамика

Минусы Вариатора:

· Несовместимость с мощными моторами

· Стоимость обслуживания и ремонта

· Большое количество датчиков влияющих на работу CVT

· Чувствительность к тяжелым дорожным условиям, буксировке

Мы рассмотрели основные виды коробок переключения передач. Определили главные минусы и плюсы каждого типа. Но дать однозначный ответ, какой агрегат будет лучше всех, невозможно. Каждый хорош в своем диапазоне задач, и выбор агрегата, которым будет оснащен автомобиль, учитывая диапазон задач, уже ложится на плечи конструкторов автомобиля и потребителя.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *