Трансмиссия

Каких-то 80–90 лет назад люди более всего ценили комфорт. Им пришелся по вкусу телефон и, конечно, автомобиль. Следуя моде, автомобили тех лет строили максимально комфортабельными, с мягкой подвеской и легким рулем. Для удобства конструкторы уменьшили количество передач в КП до трех, а то и до двух. Например, у «Бугатти 28», тип 30, КП была трехступенчатая, причем для трогания с места и вообще езды использовалась вторая, прямая передача. На ней же «Бугатти» разгонялась до 150 км/ч. Первую передачу пускали в ход только при трогании в горку, а на третьей, скоростной, машину можно было разогнать до 200 км/ч. У Гитлера был «Хорьх» с двумя передачами, причем ездили (и трогались) на второй.

В последние годы тенденция изменилась в корне, сейчас в почете управляемость и экология. Подвески стали жестче, руль — острее, мотор — живее и быстроходнее. Количество же передач в коробках неуклонно растет, есть КП для легковых автомобилей с семью, восемью и даже девятью ступенями. Понятно, что жесткие подвески и острый руль дают автомобилю лучшую управляемость, из-за чего скорость движения по той же дороге увеличивается. Быстроходный оборотистый мотор наделяет автомобиль хорошей динамикой. А зачем нужна многоступенчатая коробка, какой в ней толк?

Дело в том, что коробка передач строится под конкретный двигатель. На старых моторах они были совсем не такими, как на современных — крутящий момент достигал максимума чуть ли не на оборотах холостого хода. За что расплачивались никудышной литровой мощностью, невероятными размерами и весом, вялой динамикой и зверским аппетитом.

Современные моторы в погоне за экономией топлива имеют куда меньшие рабочие объемы и как следствие — меньший крутящий момент. Для поддержания двигателя в диапазоне рабочих оборотов и были созданы многоступенчатые КП. С увеличением числа передач конструкторы добиваются наиболее эффективной работы двигателя по экономичности и тяговым возможностям, а нормы экологии только подстегивают процесс. В качестве примера можно привести коробки, сконструированные одним из мировых лидеров по производству КП — немецким концерном ZF.

Именно ZF Friedrichshafen AG разработала первую в мире 9-ступенчатую автоматическую коробку (9НР). Это АКП для переднеприводных автомобилей с поперечным расположением двигателя.
Две модели коробки перекрывают крутящий момент от 200 до 480 Нм (9НР28 и 9 НР48 соответственно). Интересно, что в коробке предусмотрен апгрейд до гибридной трансмиссии или реализации функции «старт-стоп». Реализуется это просто — достаточно заменить гидротрансформатор стандартным стартер-генератором.

Стоит ли игра свеч, ведь девять передач — не шутка, агрегат получается сложным и, значит, дорогостоящим? По всей видимости, стоит. По утверждению ZF, по сравнению с обычным 6-ступенчатым «автоматом», экономия топлива у автомобиля с новой коробкой доходит аж до 16%.

Такая эффективность достигается, прежде всего, благодаря весьма высокому общему передаточному числу коробки — 9,84. То есть большое количество ступеней АКП позволяет очень точно выбрать нужное передаточное отношение, ведь различие между соседними передачами маленькое, а чем меньше это различие — тем точнее можно выбрать передачу для заданного режима работы двигателя.

Эта особенность положительно влияет на комфорт при езде и заодно позволяет двигателю работать в более экономичном режиме. Так, при движении на девятой передаче при скорости 120 км/ч частота вращения двигателя — 2170 об/мин, а с 6-ступенчатой АКП — 2890 об/мин.

Раcход топлива, кроме того, минимизируется блокированием гидротрансформатора на довольно низких оборотах, уменьшая тем самым гидравлические потери. При этом не только уменьшается расход топлива, но и растет динамика, поскольку момент от двигателя передается напрямую. Кроме того, этот новый алгоритм работы гасителя крутильных колебаний усиливает чувство слияния с автомобилем — скорость работы элементов системы управления и переключения ниже порога восприятия водителя.

Возможность быстрого переключения передач, в свою очередь, придает новой коробке спортивный характер. Интересно, что настраивать точки и динамику переключения передач, задавая разные режимы, от комфортного и экономного до спортивного, может не только производитель автомобилей, но и водитель, то есть система управления режимами движения коробки весьма гибкая.

Система автоматического управления трансмиссией ATSYS включает в себя все устройства управления сцеплением, функцию адаптации, функции защиты коробки передач. Кроме того, система ASIS (алгоритм переключения передач) незаметно для водителя выбирает оптимальную передачу в зависимости от дорожной ситуации.

Одноступенчатая трансмиссия Tesla - электромотор.

Двухступенчатая коробка Brinn. У этой популярной гоночной коробки было всего две передачи: первая была необходима для трогания с места, а вторая — прямая передача. Такая конструкция снижала вес коробки и вращающихся деталей, что делало гоночный автомобиль быстрее. Эта КП весила всего 22,5 кг.

Цепная трансмиссия Frazer Nash. Цепи! Как на велосипеде, только в автомобиле. На цепном Frazer Nash передачи переключались как на обычной коробке, и машины были довольно быстрыми. Нетрадиционная система была блестящей, потому что отличалась низким весом, не теряла энергию и могла быть легко модифицирована под любые гоночные условия.

Autostick от Volkswagen. В 1968 году Volkswagen продемонстрировал один из самых интересных гибридов МКП и АКП — Autostick. У него было вакуумное сцепление, которое размыкалось автоматически, как только вы трогали рычаг. Сцепление контролировало 3‑ступенчатый автомат с дополнительным понижающим рядом и гидротрансформатор. Porsche также ставил Autostick на свои 911. У них он назывался Sportomatic.

Lenco. Одна из самых хулиганских трансмиссий в мире. Она состоит из кучи установленных вместе и управляемых вручную планетарных передач. С каждой передачей связан отдельный рычаг. Мало что поможет вам больше, когда вы находитесь на драг‑стрипе в машине, переполненной лошадиными силами.

Eaton Fuller. Коробка, в которой вы перемещаете рычаг через раз. Вы щёлкаете переключателем на ручке и двигаете рычаг, затем щёлкаете опять, но рычаг оставляете в покое. Здесь в одном месте находятся первая и пятая передачи. Есть другие варианты, где в одном месте находятся первая и вторая или первая и шестая… Одним словом, разнообразные комбинации.

Variomatic от DAF. Вам не нравятся вариаторы? Во всём виноват DAF Variomatic — первый мейнстримовый вариатор, дебютировавший ещё в конце 50‑х годов. Он использовал ремни, чтобы держать двигатель в оптимальном диапазоне мощности. Этот дизайн вдохновил коробки на скутерах и печально известном Williams FW15C. Даже если вы ненавидите вариаторы, вы не можете отрицать новаторство и странную притягательность оригинального Variomatic.

Преселективная трансмиссия. Эти коробки были распространены в 30‑х годах. Их можно было встретить на всём: от люксовых Cord до крошечных Gogomobil и гоночных болидов Auto Union. Чтобы сменить передачу, надо предварительно выбрать её на механизме переключения и только затем выжать сцепление.

14‑ступенчатая коробка от Suzuki. Что делать, если у вас 50‑кубовый мотоцикл с тончайшим мощностным резервом? Конечно же использовать много передач. 14, если точнее. Именно это и сделали Suzuki со своим RK67 1967 года. Двухцилиндровик с водяным охлаждением выдавал 17,5 л. с. с красной отметкой на чудовищных 17 300 оборотах.

Перед вами не трансмиссия. Это центробежная муфта драгстера класса Top Fuel. С 10 тысячами лошадиных сил не нужна трансмиссия. Интересно, во что превращается эта муфта после заезда на четверть мили…