|
На заре автомобильной эры переключения передач было достаточно хитрым делом, вот почему многие водители и изобретатели были поглощены идеей коробки передач, которая переключала бы передачи самостоятельно (АКПП). Сегодня ручное переключение передач стало легким, но транспортные потоки во многих местах так переполнены, что многие водители предпочитают автоматические трансмиссии (АКПП), чтобы избавиться от нудной работы по выжиманию сцепления и переключения передач сотни раз за время движения через центр большого города.
Процесс создания по-настоящему автоматической трансмиссии (АКПП) можно разбить на две части. Во-первых, нужна коробка передач, которая автоматически, в определенное время, переключает передачи вверх и вниз. Во-вторых, потребуется некая конструкция автоматического сцепления, которая позволит автомобилю останавливаться и трогаться, но так, чтобы водителю не нужно было бы управлять ни чем, кроме двух педалей – тормоза и акселератора. В начале мысли изобретателей были направлены на создание хитроумного механизма, который дублировал бы действия опытного водителя при переключении передач. Они не работали в основном из-за того, что в 30-е годы просто не существовало соответствующей техники для определения и измерения различных факторов, которые участвуют в этом процессе – оборотов и нагрузки двигателя, а также положения акселератора. В 21 веке, благодаря электронике, такие средства появились, вот почему возродился интерес к «автоматическим механическим коробкам передач». Между тем за это время появились другие виды автоматических трансмиссий (АКПП), которые стали широко распространенными.
Обычный автомат
 Многоступенчатая автоматическая коробка передач (АКПП), с которой большинство из нас хорошо знакомы, зависит от двух технических разработок: гидротрансформатора и планетарной передачи. Гидротрансформатор представляет собой развитие концепции несколько раньше гидромуфты. При использовании в автомобиле гидромуфты маховик заменяется «бубликом», который разрезан вдоль на две половины. Одна половина (насосное колесо) приводится во вращение от вала двигателя, а другая (турбинное колесо) связано с ведущим валом коробки передач. «Бублик» частично заполняется жидкостью, соответствующим образом герметизируется, а каждая его половинка оборудуется большим количеством направляющих лопаток определенной формы. Крутящий момент от двигателя передается на коробку передач (АКПП) через жидкость, которая циркулирует внутри «бублика», от наносного колеса к турбинному. Когда передаваемый крутящий момент небольшой или его нет, автомобиль удерживается тормозами, преодолевая незначительную величину передаваемой энергии.
Простая гидромуфта (гидротрансформатор) передает крутящий момент без изменения, за исключением небольшой части, которая теряется при перемешивании жидкости. Однако если установить между двумя вращающимися половинками неподвижный направляющий аппарат «ротор», входящий момент будет умножаться. В этом заключается принцип работы современного гидротрансформатора. В зависимости от формы лопаток ротора может быть достигнуто умножение в соотношении 2,4:1 на низких оборотах (чем выше умножение, тем менее эффективная становится передача при нормальных скоростях). Ценность эффекта умножения заключается в том, что он дает возможность быстрого, резкого старта, а также возможность уменьшения передаточного числа первой передачи, которая в свою очередь снижает число передач в коробке (АКПП) и, кроме того, обеспечивает дополнительное преимущество. Когда обороты двигателя увеличиваются, увеличение момента уменьшается и при нормальной скорости движения автомобиля оно отсутствует, за исключением некоторых экспериментальных трансмиссий, в которых делаются попытки создания ротора с изменяющимся направляющим аппаратом, который изменяет направления потока жидкости с целью его выравнивания и сохранения эффекта. Эти попытки ни в коем случае нельзя назвать напрасными, вспомните, что многие современные турбонагнетатели имеют лопатки с изменяемой геометрией, и большинство современных двигателей турбореактивных самолетов регулируют направление потока роторов, которые установлены между каждым рядом лопаток компрессора с осевым потоком. Управление увеличением крутящего момента при всех скоростях даст возможность уменьшить число передач в автоматических коробках (АКПП), но ряд инженеров рассудил, что легче добивать больше передач, чем увеличивать сложность конструкции применением гидротрансформатора с переменной геометрией.
Другим жизненно важным компонентом обычной автоматической коробки передач (АКПП) является планетарная коробка передач, которая использует давно известный принцип, хотя и вызывающий некоторые замешательства. Простая планетарная передача состоит из центральной «солнечной» шестерни и наружной шестерни в виде кольца, у которого зубья расположены внутри, а эти две шестерни связаны между собой по средствам нескольких (обычно трех) шестерен, называемых «сателлиты», смонтированных на общей раме. Теоретически любая из трех составных частей может вращаться, в то время как одна из двух оставшихся должна быть заторможена каким-нибудь тормозом, тогда с третьей можно получать выходной момент. Существует несколько более сложные вариации на основе этой схемы.
 Некоторые из них «внешне-наружные», другие с удвоенным числом сателлитов, но самым важным аспектом является возможность получения различных передаточных чисел без необходимости разъединения привода от двигателя. При соответствующей конструкции планетарные передачи с внутренним зацеплением управление легко осуществляется ленточными тормозами или автоматическими сцеплениями. Ленточные ремни охватывают снаружи внешнюю «коронную» шестерню и затормаживают ее или отпускают. Автоматические сцепления – это многодисковые «мокрые» устройства (то есть заполненные трансмиссионной жидкостью), которые могут быть сделаны компактными, мощными и прогрессивными в работе. После того как была сконструирована коробка передач (АКПП), остается сконструировать систему контроля, которая гарантирует своевременное переключение передач.
В действительности это настолько сложная задача, что первое серьезное применение гидромуфты и планетарных механизмов на европейских автомобилях в 30-е годы из которых самым известным был Daimler (а также на целом поколении лондонских автобусов), оставляло действительный выбор передач за водителем. В коробке передач Wilson управление осуществлялось перемещением маленького рычага селектора (в более поздних моделях автомобилей – электрическим выключателем) в положение соответствующее последующей передачи вверх или вниз. В действительности, переключение происходило после того, как один раз нажималась педаль, находившаяся на месте педали сцепления. При этом создавался гидромеханический импульс, который отпускал тормозную ленту коронной шестерни одного ряда планетарной передачи и последовательно (или через небольшое время) затормаживал тормоз следующего ряда. Гидромуфта была нужна, только когда автомобиль останавливался или трогался (сразу после включения первой передачи). Водители, которые стали использовать трансмиссию Wilson, в действительности наслаждались, когда они могли выбрать нужную передачу, например, когда они подъезжали к повороту и включали передачу простым движением ноги в нужный момент. На самом деле трансмиссия представляла собой то, что сейчас известно, как «секвентальное» переключение, когда простое перемещение рычага вперед-назад переключает передачи вверх или вниз. Некоторые послевоенные автомобили высшего класса оборудовались трансмиссией Wilson (АКПП) вплоть до 1950 г.
Однако со временем американские инженеры нашли удовлетворительный метод и сделали переключение передач полностью автоматическим, и с 1940 г такие трансмиссии стали наиболее популярными в США. Европейские водители сильно сопротивлялись им на той основе, что они были тяжелыми и дорогими, что они уменьшают мощность двигателя и увеличивают расход топлива и, возможно, еще потому, что первые автоматы (АКПП) самостоятельно изменяли передачу, когда водитель ее выбрал.
Проблема лучшего соответствия и чувствительности автоматических коробок передач (АКПП) решалась в 2 направлениях. Во-первых, удивительно сложная гидромеханическая система управления, разработанная американцами, была заменена электронным контролем. Первым, кто впервые в мире в середине 70-х годов запустил в производство автоматы (АКПП) с электронным управлением, был Renault. Во-вторых, появилось направление, возглавленное японцами, в котором была использована способность современных компьютерных систем реагировать «адаптивным» способом, использую так называемую «неформальную» логику, которая, наконец, дала возможность автоматическим трансмиссиям (АКПП) уверенно производить переключения приятным для водителя способом, не просто при определенной комбинации скорости и нагрузки, но согласуясь с условиями движения и даже стилем вождения водителя и его желаниями. Эти системы управления могут не только определять разницу между спокойным, неторопливым или агрессивным водителем, но и оттенки между этими двумя крайностями. Также они на шаг впереди селекторных переключателей, устанавливаемых на некоторых продаваемых коробках, с помощью которых водитель может сам переключать режимы «комфорт», «нормальный» или «спорт». Такие коробки передач (АКПП) всегда программируются так, чтобы избежать нежелательных переключений вверх, если водитель убрал ногу с педали акселератора, особенно на спуске. Другой особенностью, которая 20 лет назад показалась бы странной для пользователя автоматической коробкой (АКПП) (но приветствовалась бы), является переключение автомата вниз, когда применяется резкое торможение. Водителю обычно остается одно в этих коробках с «неформальной логикой» - выбрать «зимний» режим, чтобы исключить включение первой передачи и предотвратить проскальзывание ведущих колес на заснеженных и обледенелых поверхностях.
|
|
|
шинный калькулятор