"АВТОМАТ" СИСТЕАКто сказал, будто в эпоху суперкомпьютеров и огромных исследовательских центров не осталось места изобретателям-одиночкам?Оказывается, не совсем вымерла эта порода. Автор изобретения, о котором рассказ, - болгарский инженер Роман Антонов, и новый тип коробки передач назван его именем. Идея появилась в далеком 1964 году, однако на родине изобретателя совершенствовать конструкцию коробки передач было трудно. В 1988 году диссидент Антонов покинул Болгарию и переехал во Францию, чтобы продолжить работу. Здесь он запатентовал конструкцию и сделал первую действующую модель "коробки Антонова". Через год, получив небольшую субсидию французского правительства, построил работающий прототип коробки передач, практически полностью собранный из деталей обычных автоматических трансмиссий.Прототип показал впечатляющие характеристики, и многие фирмы пожелали приобрести патент. Однако Антонов не согласился, поскольку хотел продать не патент, то есть идею (это можно сделать лишь раз), а лицензию на производство, поэтому пришлось разрабатывать конструкцию самостоятельно. Это требовало больших затрат, но в случае Вариатор Тип коробки передач М5 ГМ М5А АМ6 КП Антонова удачи сулило солидную прис гидравликой с электроникой 4-СТ. бет. быль. Изобретатель продолжал Комфорт* —+ - + — ++ — - + ++ ++ поиск средств, и в 1991 году он 600 660 Цена", долл. США 400 1200 1400 800 1200 1000 увенчался успехом. При учаЭкономичность. % стии датской финансовой ком-2 город 100 -20 ±0 -22 +5 +5 +5 пании ему удалось основать сошоссе 100 ±0 ±0 ±0 ±0 -13 -13 ±0 вместное предприятие, из котоВремя разгона, % 100 +5 -7 -10 +4 +4 +2 +3 рого вскоре сформировалась 100 +13 ±0 ±0 -10 ±0 Длина, % +10 +10 фирма "Антонов Отомотив ТекМасса. % 100 +50 +50 +15 +12 +9 +24 +50 нолоджиз" (Antonov Automotive ' Чем больше плюсов, тем выше комфорт. Technologies - ААТ). Три ее от" При массовом производстве. Примечание: М5 - механическая 5-ступенчатая, ГМ - гидромеханическая; М5А - механичеделения - в Европе, Северной ская 5-ступенчатая с автоматическим сцеплением; АМ6 - полностью автоматизированная меАмерике и на Дальнем Востоке ханическая 6-ступенчатая.- занялись продвижением идей изобретателя. Первая конструкция, пригодная для серийного производства, появилась в сентябре 1993 года; немного позднее коробки Антонова были установлены на две машины известных японских фирм. В ноябре 1994 года машины были доставлены в Японию и успешно прошли испытания, а в 1996 году подписано первое лицензионное соглашение, по которому коробку Антонова будут устанавливать на следующее поколение автомобилей "Сузуки-Альто". Их начнут выпускать в Индии, причем не только для местного рынка, но также для Европы. Поговорим немного о коробках передач. Двигатели внутреннего сгорания непрерывно совершенствуются, но все же в автомобиле никогда"Хонда", наф которой испытывают изобретение.Макет коробки передач Антонова.^ Wне смогут обойтись без коробок передач. Сегодня на легковых машинах применяют пять типов коробок передач: механические с ручным переключением, их разновидность с автоматическим приводом сцепления и, наконец, новинку последнего времени - автоматизированные механические коробки передач. Альтернативой им служат гидромеханические трансмиссии с электронным управлением и всевозможные конструкции вари-54ЗР 1/98 г о о.При разгоне водитель нажимает на газ, двигатель развивает большой крутящий момент на малых оборотах. Боковая сила больше центробежной, сцепление разомкнуто, включена пониженная передача (рис. б). Водитель продолжает давить на акселератор, двигатель набирает обороты, скорость машины увеличивается. Центробежная сила постепенно растет и сравнивается с боковой. Вариатор, безусловно, Схема двухступенчатой коробки передач: а - в зацеплении косозубых шестеСцепление включается. Как хорош в городском режиме, рен всегда возникает осевая сила; б - включена низшая передача; в - включетолько оно начинает передана высшая передача; 1 - внутренняя (солнечная) шестерня; 2 - наружная шесвать крутящий момент, моно его коэффициент транстерня (корона); 3 - водило сателлитов; 4 - многодисковое сцепление. мент в зацеплении падает, формации недостаточно одновременно уменьшается велик для современных и боковая сила. Диски сжискоростных автомобилей с маются, в результате планевысокооборотными двигатарный механизм полностью телями. а КПД их ниже, блокируется. Включается стоимость и масса значивысшая (прямая) передача тельно больше, чем у меха(рис. в). Когда автомобиль нической коробки передач. достиг нужной скорости и Есть и ограничение - переводитель убирает газ, скодаваемая мощность не борость вращения вторичного лее 100 кВт, это скорее вала велика, а поэтому центтехнологический предел, робежная сила удерживает чем конструктивный. сцепление включенным. МоГидромеханические мент в зацеплении отсутсттрансмиссии стали намного вует, боковой силы нет совершеннее в последние включена прямая передача. годы благодаря широкому ЗР 1/98аторов. У всех есть свои недостатки. Механическая коробка передач - безусловный лидер по простоте, дешевизне и эффективности. Однако она проигрывает по комфорту, поскольку принуждает водителя манипулировать рычагом и выжимать сцепление. Автоматический привод последнего решает лишь половину проблемы - при увеличении цены вдвое. Полностью автоматизированная механическая трансмиссия не дешевле гидромеханического "автомата", и, как выяснилось, у нее есть существенный недостаток: гидравлическая система требует высокого давления жидкости и, соответственно, мощного насоса, который приводится в действие двигателем автомобиля. Это не лучшим образом сказывается на расходе топлива в городском цикле, поскольку нужны повышенные обороты холостого хода. Кроме того, все три разновидности обладают одним неустранимым недостатком - они разрывают поток мощности при переключении. Это почти незаметно при плавном разгоне, зато на мощных машинах при быстрой езде пассажиры ощущают явный дискомфорт.распространению электроники. Блокировка гидротрансформатора на высших передачах позволила им сравняться в экономичности с механическими коробками передач на шоссе, но в городе на некоторых режимах они по-прежнему проигрывают. Виной тому не только постоянная пробуксовка гидротрансформатора, но и привод масляного насоса, который создает высокое давление, сжимающее фрикционы. В результате, несмотря на все усилия электроники, потери мощности достигают 15-20%. Не стоит сбрасывать со счетов и заметную, около 5%, потерю динамических качеств автомобиля - она особенно чувствуется на малолитражках. Цена же современного "автомата" даже в условиях массового производства втрое больше, чем механической коробки передач. Роману Антонову удалось создать механическое саморегулирующееся устройство, способное переключать передачи без разрыва потока мощности. Одна ступень механизма Антонова представляет собой обыкновенный планетарный редуктор (см. рис.), в котором внутренняя (солнечная) шестерня 1 закреплена неподвижно, а крутящий момент от двигателя подается на наружную шестерню (корону) 2, которая соединяется с водилом сателлитов 3 через многодисковое сцепление 4. Таким образом, включая и выключая сцепление, можно изменять передаточные числа механизма от 1 до 1,25-1,7 (в зависимости от числа зубьев шестерен). За счет пробуксовки сцепления в момент переключения обеспечивается плавный переход с пониженной на повышенную передачу и обратно без разрыва потока мощности.Теперь о самом главном. Что заставляет сцепление включаться и выключаться? Вероятно, каждому автомобилисту известно, что шестерни в коробке передач косозубые. А это значит, что при работе такого зацепления неизбежно возникает боковая (осевая) сила, которая стремится сдвинуть шестерни вдоль вала (рис. а). Величина этой силы прямо пропорциональна передаваемому крутящему моменту. В механизме Антонова корона может немного сдвигаться по шлицам ведущего вала, что позволяет боковой силе выключить сцепление. Включает же его центробежный механизм, состоящий из нескольких подпружиненных грузов, закрепленных на водиле. Центробежная сила инерции с ростом скорости вращения стремится развести грузы и, соответственно, сжать диски сцепления, включив его. Собственно, от того, какая сила больше - сжимающая диски или раздвигающая их, зависит, какая передача включена. Очевидно, что устройство не позволяет плавно изменять передаточное отношение, как в гидромеханической коробке передач. Здесь изменение ступенчатое, как в механической, хотя и без разрыва потока мощности. Рассмотрим теперь работу такого механизма на автомобиле.55