ТЕХНИКАУДОБСТВАМИДолгое время казалось, что коробка передач в автомобиле — самый консервативный по конструкции узел. Принципиально ее устройство давно устоялось: трехвальная схема для машин классической компоновки, двухвальная — если двигатель и трансмиссия объединены в один блок. Это касается механических коробок передач. Автоматические — в основном гидромеханические — тоже как-то стабилизировались: гидротрансформатор, изменяющий, если надо, крутящий момент в 2-2,5 раза, да планетарная коробка передач с гидравлическим управлением.Сгодами степень форсирования двигателей поднималась все выше, рабочий диапазон изменения крутящего момента мало-помалу сужался; в то же время максимум момента достигался на более высоких оборотах, чем десять или двадцать лет назад. Чтобы полностью использовать возможности таких моторов, пришлось переходить на пяти- и даже шестиступенчатые коробки передач. Аналогичная картина наблюдалась в "автоматике": на смену двухступенчатым пришли трех- и четырехступенчатые конструкции. С другой стороны, все шире распространялся динамичный стиль езды, а первым уйти с перекрестка на зеленый свет стало для многих автомобилистов прямо-таки делом принципа. Таков еще один стимул увеличивать количество передач. Расширение круга сидящих за рулем, всеобщая тяга к комфорту заметно повысили спрос на машины с автоматическими трансмиссиями. В США доля таких автомобилей в общем количестве продаваемых новых машин составляет около 90%, в Японии — около 75% и в Германии — 22%, а среди всех легковых автомобилей, ежегодно выпускаемых в мире, она достигает почти 43% (это 15 миллионов машин). Заметим, что1. Пятиступенчатая механическая коробка передач модели GL68/20-5 для автомобилей "Мерседес-Бенц" семейства "С". На всех передачах — синхронизаторы. Шестерни постоянного зацепления вращаются не на втулках, а на игольчатых подшипниках. Промежуточный вал сделан трехопорным для повышения жесткости.модификации с "автоматикой" на 5-13% дороже, чем с традиционной коробкой передач. Среди 490 моделей коробок передач, применяемых на легковых машинах 1994 года, 75% всех механических коробок — пятиступенчатые (рис. 1) и только 16% — четырехступенчатые (они уже становят2. При поперечном расположении силового агрегата коробка передач служит как бы продолжением двигателя. Главная передача лежит внутри базы, примерно позади механизма сцепления, так что полуоси получаются неравной длины.ся анахронизмом). Симптоматично, что 9% коробок имеют по шесть передач. Среди автоматических трансмиссий преобладают четырехступенчатые (76%), которые не так давно были редкостью, но уже есть и пятиступенчатые (4%). Серьезные изменения в конструкции автомобилей, происшедшие за последние десятилетия, коснулись и коробок передач. Прежде всего подчеркну, что сейчас 73% всех выпускаемых во всем мире легковых автомобилей (по количеству) — переднеприводные. У большинст-14ЗА РУЛЕМ 7/94 3. На современных переднеприводных автомобилях механические коробки передач преимущественно двухвальные, пятиступенчатые. Отбор крутящего момента на главную передачу — цилиндрической шестерней, находящейся в зацеплении с ближним к сцеплению зубчатым колесом вторичного вала.ва из них двигатель расположен поперек кузова, а первичный вал коробки передач лежит на одной оси с коленчатым валом. Но все эти коробки выполнены не по трехвальной схеме (вспомните свой старый "Москвич" — первичный, промежуточный, вторичный валы), а по двухвальной (как на старом "Запорожце"). Одна из шестерен вторичного вала в этом случае постоянно сцеплена с цилиндрической шестерней главной передачи, которая обычно находится сбоку от двигателя (рис. 2). Так сделано, чтобы добиться компактности силового агрегата. Получается, что в трансмиссии переднеприводного автомобиля нет прямой передачи, и на любой ступени крутящий момент передают только две шестерни (рис. 3), а не четыре, как в коробках передач заднеприводных автомобилей. Благодаря этому меньше потери в трансмиссии переднеприводных машин, поскольку и КПД главной передачи у них выше (нет гипоидных шестерен с большими потерями на трение — только пара цилиндрических шестерен). Давно ушли времена, когда синхронизаторами оснащали толькодве-три высших передачи. Правилом стали синхронизаторы на всех ступенях; порой их применяют даже для передачи заднего хода. Что касается автоматических трансмиссий (рис. 4, 5), то и они пережили довольно значительные перемены. Поскольку КПД гидротрансформатора ниже, чем шестеренчатых передач, появились устройства, которые выключают (полностью или частично) из работы гидротрансформатор. На смену гидравлике, управляющей переключением передач в гидромеханических коробках передач, пришли электронные устройства. Более того, ихработу можно программировать так, чтобы водитель выбрал устраивающий его характер переключения передач. Например, "спортивный", который обеспечивает быстрый набор скорости, или "экономичный", сопровождающийся наименьшим расходом топлива, но в ущерб скоростным показателям. Электронные устройства позволили сделать переключение более плавным, сгладить некоторое "запаздывание" автоматической трансмиссии по сравнению с механической. Например, "Мерседес-БенцЕ200" с обычной трансмиссией набирает с места скорость 100 км/ч за 11,5 секунды и расходует при испытаниях по условному городскому циклу 11,3 л/100 км. Для той же машины с "автоматикой" эти показатели отличаются очень ненамного: 12,1 секунды и 11,4 л/100 км! В гидромеханических трансмиссиях, как правило, меньше ступеней, чем в обычных механических коробках передач. Дело в том, что на легковом автомобиле крутящий момент двигателя по условиям движения приходится увеличивать в 4-4,7 раза (так называемый рабочий диапазон трансмиссии). Конструируя машину, его разбивают по числу передач на определенные промежутки. Если для механической коробки, скажем, надо пять передач, то для гидромеханической, где благодаря гидротрансформатору (он изменяет кру-4. Новейшие гидромеханические коробки передач, как эта "ХайдрамаTHK-4L60-E" для автомобилей "Дженерал моторе" классической компоновки, оснащены электронным устройством переключения передач и выбора режимов движения. Гидродинамический трансформатор в разрезе виден в левой части коробки.ЗА РУЛЕМ 7/9415 • ---,.•Ч--^5. Гидромеханическая трансмиссия автомобилей "Ауди-Аван" с передними ведущими колесами и продольным (довольно редкий вариант) расположением двигателя. Электронно-гидравлическое управление позволяет водителю выбирать один из двух режимов езды ("спортивный" и "экономичный") и блокирует гидротрансформатор (для повышения КПД) на III и IV ступенях. Механическая часть коробки состоит из нескольких наборов планетарных передач.v.*:^H|Jтящий момент в 2-2,5 раза) нужен диапазон 3-3,5, достаточно трех или четырех ступеней. Еще одно новшество последних лет — бесступенчатая передача типа КВТ (рис. 6). Это вариатор с раздвижными коническими шкивами и работающим по их поверхности "ремнем", набранным из трапециевидных стальных звеньев (см. ЗР, 1988, № 1). Пока лишь "Форд", ФИАТ и "Субару" применяют такой вариатор на серийных моделях. Но заслуживают внимания и эксперименты фирмы "Вильяме", которая уже испытывала трансмиссию КВТ на автомобиле формулы 1с 750-сильным (!) двигателем. В заключение хотелось бы подчеркнуть, что год за годом гидромеханические трансмиссии получают распространение на все более массовых и дешевых моделях. Во всяком случае, все шесть выпуска6. Бесступенчатая передача КВТ на переднеприводном "ФИАТ-ПандаСелекта". Взаимным перемещением раздвижных половин шкивов изменяют рабочие диаметры поверхностей, по которым движется самозаклинивающийся "ремень", набранный из стальных звеньев. Соотношением рабочих диаметров шкивов и определяется в каждый данный момент передаточное число.емых в Японии моделей класса 660 смЗ оснащают автоматическими трансмиссиями (альтернатива обычным четырех- или пятиступенчатым коробкам передач). На европейских моделях малого класса "автоматику" предлагают для отдельных модификаций "Форда-Фиесты", "Ровера-Мини", "ФИАТ-Панды", не говоря уже о моделях - одноклассницах наших "лад" и "москвичей". Отдел маркетинга немецкой фирмы ЦФ, производящей автомобильные трансмиссии, сообщал, что в Европе доля легковых автомобилей с автоматическими коробками передач составляла в 1992 году около 9% выпуска машин с двигателями 1,5-2,5 литра, 59,5% — в классе 2,5-3 литра и 79% среди машин большого класса (более 3 литров). Как видим, началось наступление "автоматики", возможно, переходящее в прорыв. Л. ШУГУРОВ16ЗА РУЛЕМ 7/94