Программа передач

ТРАНСМИССИИ

Основные принципы работы трансмиссий долгие годы оставались неизменными. Но конструкторы неустанно пытаются совершенствовать древние схемы.

МЕХАНИКА

По-прежнему наиболее распространены механические коробки передач. За последние десятилетия они не претерпели радикальных перемен. Но конструкторы вынуждены подстраиваться под все ужесточаемые требования к динамике, а главное, экономичности автомобилей. Относительно недавно казавшаяся верхом совершенства пятиступенчатая коробка давно стала обычной даже на совсем недорогих автомобилях. Сегодня шестиступенчатые агрегаты все чаще перекочевывают с дорогих спортивных моделей на "середнячков".

Что дает лишняя ступень? На этот вопрос отвечает Джег Бейер из команды "Форд", конструировавший трансмиссию для последнего поколения "Мондео": "Обычно мы проектировали пятиступенчатые коробки, стараясь обеспечить хорошее ускорение либо максимальную скорость - или, или... Добавив еще одну передачу, получили хорошую разгонную динамику без ущерба для скоростного потенциала".

На словах все просто. На деле в компактной 52-килограммовой "коробочке" MMT6 собрали немало новейших технологий: например, стальные скользящие муфты переключения передач сделаны методом штамповки и лазерной сварки. Они гораздо надежнее и долговечнее традиционных литых. Шестерни наиболее нагруженных передач (с I по IV) снабдили дополнительными синхронизаторами для снижения трения и большей мягкости переключения. Этому способствуют и игольчатые подшипники шестерен. В итоге новая коробка прекрасно справляется с передачей высокого крутящего момента, существенно легче в переключениях "на холодную" и требует для заправки менее 2 л масла.

Естественно, "Форд" далеко не единственный производитель шестиступенчатых трансмиссий. А на подходе уже семискоростные агрегаты. Но даже в "среднем весе" механику давно теснят конкуренты.

АВТОМАТИКА

Большинство американцев понятия не имеют, как переключать передачи вручную. На многих машинах до сих пор стоят агрегаты, знакомые не одно десятилетие, - планетарные коробки с гидротрансформатором. При всей сложности механико-гидравлической начинки они надежны и долговечны.

К тому же конструкция чрезвычайно удобна для модернизации. Как и в случае с механическими коробками, число передач ныне возросло с трех до пяти-шести; агрегатами давно не заведуют аналоговые блоки управления - их сменили микропроцессорные; появились дополнительные режимы для активной, зимней и экономичной езды и даже самоадаптация (подстройка) коробки под стиль вождения.

Но, пожалуй, самый сильный удар по механическим конкурентам был нанесен массовым внедрением "автоматов" с режимом ручного переключения передач: Sensonic, Tiptronic, Steptronic... За разными названиями скрывается одна и та же суть: управлять коробкой можно в ручном режиме, толкая рычаг вперед-назад. Можно обойтись вовсе без рычага: все чаще кнопки устанавливают прямо на руль - очередное заимствование из автоспорта. Теперь любителям подергать рычаг грех жаловаться на "глупую автоматику".

Справедливости ради заметим: современные автоматические трансмиссии "научили" столь быстро реагировать на команду водителя педалью газа, что последнему соперничать с ней трудно.

На "автоматическом фронте" грядут новые перемены. Недавно "Мерседес-Бенц" сообщил, что на моделях S- и Е-классов вот-вот дебютирует... семиступенчатый автомат "7 Джи-троник". С ним автомобиль заметно выигрывает в динамике у пятиступенчатого аналога, улучшена эластичность в диапазоне 60-120 км/ч, расход топлива снижен на 0,5 л/100 км, а переключения даже на несколько ступеней вниз стали практически неощутимы для ездоков. При переходе в режим "кик-даун" (педаль в пол) электроника не перебирает все передачи сверху вниз, а перескакивает через одну.

Гидротрансформатор блокируется не только на высших, но и на первой передаче, сводя к минимуму время пробуксовки.

Идеал близок, но пока недостижим. При всех достоинствах такой трансмиссии у нее по-прежнему есть существенные минусы - высокая цена, потери мощности и, соответственно, повышенный расход топлива. Поэтому инженеры создают...

ГИБРИД В КОРОБКЕ

Как отличить машину с механической коробкой от автоматизированного аналога? Многие наверняка ответят: по отсутствию педали сцепления и рычагу переключения. Нынче это не так!

Все чаще появляются автоматизированные механические коробки, в которых сцеплением и переключением передач заведует электроника: ее команды исполняют пневматические, гидравлические цилиндры или соленоиды. Педаль сцепления не нужна, а рычаг переключения больше похож на селектор "автомата".

Как нередко случается, первые блины выходили комом: переключение сопровождали изрядные толчки, а при сбросе газа машины клевали носом. Но недостатки постепенно изживали.

В трансмиссии "Авто-Шифт" производства "Мазды" датчики скорости вращения колес, угла положения дроссельной заслонки и крутящего момента работают непрерывно, обеспечивая оптимальное время переключения и выбор нужной передачи. Здесь реализована даже функция торможения двигателем. На спуске коробка "зависает" на передаче, при которой торможение мотором наиболее эффективно. Если же датчики фиксируют значительное сопротивление движению, например, на подъеме или при буксировке прицепа, электроника меняет программу, уменьшая число переключений, чтобы коробка не "металась" от передачи к передаче.

Наконец, если утопить педаль газа в пол, "Авто-Шифт" выключает режим "овердрайв", моментально подтыкая пониженную передачу.

ВАРИАТОРЫ

А слабо избавить трансмиссию от планетарных механизмов, соленоидов или фрикционов? Заодно заставить передаточное число плавно меняться, подстраиваясь под условия движения? Фантастика? Вовсе нет! Попытки сделать это предпринимали более века назад!

Вариаторы или CVT (Continuous Variable Transmission - бесступенчато варьируемая трансмиссия) бывают нескольких типов, но наибольшее распространение получили клиноременные. Принцип действия заманчиво прост: пара разрезных шкивов, между которыми перемещается ремень. Плавное смещение ремня влечет столь же плавное изменение передаточного числа.

Вариаторы давно не в диковинку на снегоходах, гидроциклах и квадрициклах, то есть там, где не требуется передавать большой крутящий момент. Ахиллесовой пятой всегда был ремень, не выдерживающий больших нагрузок и часто требующий замены.

Неизвестно, как бы сложилась судьба вариатора, если бы не голландец Ван Доорн, предложивший вместо ремня толкающую пластинчатую цепь из стальной ленты и нанизанных на нее трапецеидальных сегментов. Это решение повлекло появление в 1980-х малолитражек с "коробками" CVT. Тем не менее, еще достаточно долго считали, что вариаторы - удел лишь маломощных машин. Но постепенно этот миф развеивается.

"Ниссан" серийно устанавливает систему "Экстроид" на модели "Глория" и "Цедрик". Мотор этих машин объемом 3 л выдает 176 кВт/240 л. с. и 310 Н.м момента. Не отстает и "Ауди" с "Мультитроником" для 193-сильной версии А6 с мотором 2,8 л, развивающим крутящий момент 280 Н.м.

Немецкие инженеры смогли добиться надежной работы вариатора, подобрав сочетание многорядной стальной цепи-ремня, состоящей из 1025 звеньев, особых сортов стали, из которой сделаны шкивы, продуманной рецептуры масла.

Конструкторы уже научили вариаторы работать и в ручном режиме. Запрограммировав значения передаточных отношений, вариатор можно превратить в аналог коробки передач с последовательным переключением.

Конструкторы "Ауди" даже подстроились под клиентов, которых раздражала работа мотора на одной "ноте": ведь вариатор выводит двигатель в зону оптимальных оборотов и "зависает" там, пока машина набирает скорость. Инженеры додумались настроить электронику так, чтобы при открытом на четверть дросселе мотор раскручивался лишь до 3000 об/мин. Стоит надавить педаль сильнее, двигатель прибавит обороты до 4500, ну а в режиме полной нагрузки "запоет" на близких к максимальным 6000 об/мин.

Плюсы вариатора очевидны. "CVT легче, проще по конструкции и экономичнее традиционных "автоматов", - говорит менеджер по производству "Ауди" Филлип Брабэк, - и столь же быстры, как механические коробки".

ВОЗМОЖНЫ ВАРИАНТЫ

Очевидно, в ближайшие годы традиционные механические коробки останутся лишь на дешевых компактных моделях и... некоторых спорткарах для узкого круга ценителей. Умнеющие на глазах "автоматы" пока удерживают позиции, но отступают перед полуавтоматическими агрегатами и бесступенчатыми трансмиссиями. Вероятно, к тому времени, когда гибридные автомобили станут массовыми, столь же привычен будет клиноременный вариатор. На машине, где часть работы выполняет эффективный электромотор, бесступенчатая трансмиссия для его бензинового собрата выглядит особенно логичной.

Число передач в механических коробках легковых машин растет. Шестиступенчатыми оборудуют ныне не только спортивные авто, но и модели гольф-класса - например, "Фольксваген-Туран".

Армия полуавтоматических трансмиссий с каждым днем растет. Компания "ЛуК" продвигает сразу несколько схем: семейство ASG с электрическими приводами сцепления и переключения передач прижилось на "Опеле-Корса": 1 - привод сцепления; 2 - саморегулирующееся сцепление; 3 - привод коробки передач.

Давно ли БМВ представила первый серийный автомобиль с шестиступенчатым "автоматом",

а "Мерседес-Бенц" уже готов предложить семиступенчатый "7 Джи-троник".

Основа вариатора "Мультитроник" - наборная стальная цепь.

4. Трансмиссия РSG должна пойти в серию к 2006 году. Благодаря двум сухим многодисковым сцеплениям одновременно вводятся в зацепление шестерни двух передач. Далее механизм переключения размыкает контур включенной передачи и замыкает сцепление следующей. В результате силовой поток не прерывается ни на секунду.

Трансмиссия PSG: 1 - актуаторы сцеплений; 2 - шестерни четных передач; 3 - шестерни нечетных передач; 4 - привод переключения; 5 - двойное сцепление.