Использование гидрообъемных трансмиссий в конструкции автотранспортных средств Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Содержание

Автоматические коробки передач. Классификация, характеристики

1. Назначение и требования к автоматическим коробкам передач АКП

Коробка передач предназначена для преобразования крутящего момента и частоты вращения, развиваемых коленчатым валом двигателя для получения различных тяговых усилий на ведущих колесах при трогании автомобиля с места и его разгоне, при движении автомобиля и преодолении различных дорожных препятствий.

Коробка передач дает возможность двигаться с малыми скоростями, которые не могут быть обеспечены ДВС, коленчатый вал которого развивает невысокую минимально устойчивую частоту вращения. Коробка передач должна обеспечить возможность движения задним ходом и длительное отсоединение двигателя от трансмиссии при его пуске, на стоянке или при движении автомобиля накатом.

Коробка передач – это агрегат автомобиля, преобразующий крутящий момент двигателя для различных условий движения. Выключение сцепления и переключение передач составляют львиную долю физических усилий, затрачиваемых на управление автомобилем. Коробки передач с автоматическим переключением применяют для того, чтобы уменьшить эти физические усилия. Также повышается уровень активной безопасности благодаря тому, что все внимание водителя направлено на контроль ситуации на дороге.

Достижения в области электроники позволяют объединить работу электронных функциональных компонентов и гидравлической системы и обеспечить безопасное высокоэффективное автоматическое управление автомобилем.

Хотя конструктивно автоматические коробки передач существенно отличаются от механических коробок передач, но так как функция как узла у них одинаковая, то и требования к автоматическим коробкам передач предъявляются схожие:

  1. обеспечение необходимых динамических и экономических качеств автомобиля;
  2. создание условий для возможности длительного отсоединения двигателя от трансмиссии при нейтральном положении;
  3. обеспечение простоты и удобства управления;
  4. создание условий для бесшумной работы;
  5. обеспечение высокого КПД.

Кроме того, к автоматическим коробкам передач предъявляют требования, общие для большинства механизмов автомобиля, — надежность работы, простота обслуживания, малые габаритные размеры и масса, а также невысокая стоимость. И хотя как более сложный узел по данным параметрам АКП уступают механическим, автопроизводители постоянно совершенствуют как конструктивное исполнение АКП, так и принцип действия.

2. Классификация автоматических коробок передач

Конструкции автоматических коробок передач (АКП) зависят от типа автомобиля, его назначения, взаимного расположения двигателя и ведущих колес, и характера изменения передаваемого крутящего момента.

Классифицировать АКП можно по нескольким признакам:

  • по конструкции: гидромеханическая, фрикционная, механическая автоматизированная;
  • управлению: полуавтоматическое, автоматическое, автоматическое в режиме ручного переключения передач;
  • изменению крутящего момента: ступенчатая, бесступенчатая, комбинированная;
  • общей компоновке: заднеприводные, переднеприводные продольные, переднеприводные поперечные, полноприводные на базе заднеприводных, полноприводные на базе переднеприводных поперечных и полноприводные на базе переднеприводных продольных.

Расположение агрегатов трансмиссии в автомобиле во многом определяется тем, к каким колесам осуществляется подвод мощности двигателя. В настоящее время используются три схемы подвода мощности к ведущим колесам автомобиля (на примере ГМП):

1) подвод мощности к передним колесам (переднеприводные автомобили); в этом случае все агрегаты трансмиссии компонуются в едином картере, который жестко крепится к двигателю (рис. 1);

Гидромеханическая коробка передач переднеприводного автомобиля

Рис. 1. Гидромеханическая коробка передач переднеприводного автомобиля

Гидромеханическая коробка передач заднеприводного автомобиля

Рис. 2. Гидромеханическая коробка передач заднеприводного автомобиля

2) подвод мощности к задним колесам (заднеприводные автомобили); в этом случае гидротрансформатор и коробка передач расположены в передней части автомобиля и жестко крепятся к картеру двигателя; с другими агрегатами трансмиссии, находящимися в заднем мосту, они соединяются с помощью карданного вала (рис. 2);

3) подвод мощности ко всем колесам (полноприводные автомобили); в этом случае в состав трансмиссии вводится дополнительный агрегат – раздаточная коробка. Раздаточные функции в современных автомобилях выполняют механические и гидромеханические устройства с электронным управлением: вискомуфта, пластинчатая муфта «Халдекс», кулачковая муфта, межосевой дифференциал повышенного трения «Torsen» (рис. 3).

Гидромеханическая коробка передач полноприводного автомобиля

Рис. 3. Гидромеханическая коробка передач полноприводного автомобиля

Классификацию автоматических коробок передач по конструкции более подробно можно представить в следующем виде (рис. 4).

В автоматических трансмиссиях используются механические редукторы как планетарного типа, так и с неподвижными осями валов, которые для краткости называют вальными коробками передач. Эти коробки (планетарные и вальные) включают фрикционные элементы для переключения передач без разрыва потока мощности.

В последнее время, особенно на легковых автомобилях малого класса, используются бесступенчатые вариаторы фрикционного типа с гибкой связью и механические коробки передач с автоматизированным управлением. Коробки передач, в которых используются вариаторы, называют бесступенчатыми. Автоматизированные коробки передач конструктивно представляют собой обычную механическую КП, которой с помощью гидро- или электроприводов управляет электроника. Электроника управляет агрегатами трансмиссии либо самостоятельно (рычаг КП в положении «автомат»), либо согласно пожеланиям водителя (передачи переключаются вручную). Прямой механической связи между рычагом КП и механизмом управления нет. Рассмотрим подробнее типы автоматических коробок передач.

Классификация автоматических коробок передач по конструкции

Рис. 4. Классификация автоматических коробок передач по конструкции

2.1 Гидромеханическая трансмиссия

Гидромеханическая передача (ГМП) стала самым распространенным видом автомобильной автоматической трансмиссии. Из-за широкого распространения именно ее за рубежом называют «автоматическая трансмиссия» .

Это комбинированная трансмиссия, которая состоит из механизмов механической и гидравлической трансмиссий. В гидромеханической трансмиссии передаточное число и крутящий момент изменяются ступенчато и плавно. Она включает в себя гидротрансформатор и саму коробку переключения передач, состоящую из планетарных механизмов, пакетов фрикционов, клапанов и гидропривода (рис. 5).

Устройство гидромеханической коробки передач

Рис. 5. Устройство гидромеханической коробки передач

Гидротрансформатор устанавливают вместо сцепления, и в нем передача крутящего момента от двигателя к трансмиссии происходит за счет гидродинамического напора жидкости. Гидротрансформатор плавно автоматически изменяет крутящий момент в зависимости от нагрузки. При этом крутящий момент от гидротрансформатора передается коробке передач, в которой передачи включаются с помощью фрикционных механизмов.

Применение гидротрансформатора обеспечивает плавное трогание автомобиля с места, уменьшает число переключений передач, что снижает утомляемость водителя, почти в два раза повышается долговечность двигателя и механизмов трансмиссии вследствие уменьшения в трансмиссии динамических нагрузок и крутильных колебаний. Снижается также вероятность остановки двигателя при резком увеличении нагрузки.

До второй половины 90-х годов передачи в агрегатах данного типа переключались автоматически. Водитель мог только ограничивать включение передач верхнего диапазона – третью и четвертую или только четвертую. Долгие годы такие «автоматы» с гидротрансформатором по ряду позиций (уровню обеспечиваемого комфорта, сохранности ресурса двигателя) превосходили «механику». Однако многим водителям они все же не нравились из-за невозможности участвовать в выборе передач. С развитием электроники в АКП внедрили режим ручного переключения передач: рычаг следует перемещать вперед-назад либо вправо-влево, осуществляя переход на повышенную или пониженную передачу.

Такие коробки назвали секвентальными (от англ. sequential – последовательный). Впрочем, каждыйавтопроизводительприсвоил им собственное название, например, у концерна VW они именуются «Tiptronic», у BMW – «Steptronic», y Volvo – «Geartronic» и т. д.

Последние конструкторские разработки были направлены на увеличение чисел (ступеней) передач. Так, в свое время появилась шестиступенчатая АКП компании ZF на автомобилях BMW-X5, а чуть позже и «автомат» с семью передачами «7G-Tronic» концерна Daimler-Chrysler. Переключения стали более плавными и быстрыми, чем прежде. При этом автомобили, оснащенные этими трансмиссиями, в среднем расходуют на 5% меньше топлива, сократилось время разгона до первой сотни, улучшилась эластичность.

Совершенствуются и системы управления автоматическими коробками. Управляющая гидравлика осталась разве что на простых моделях, на остальных переключениями заведует электроника. Она отдает приказы электрическим, пневматическим или гидравлическим исполнительным механизмам, блокирующим нужные шестерни планетарных передач. Компьютерные технологии заставили агрегаты работать точнее и быстрее. Например, при резком нажатии на педаль газа (режим «кик-даун») коробка не перебирает передачи последовательно, а перескакивает по схеме VII–V–III, раньше в такой ситуации перебирались все передачи.

Процессоры последнего поколения, связанные с другими системами автомобиля скоростной CAN-шиной, при разгоне отключают кондиционер, чтобы передать на колеса всю мощность двигателя. Кроме того, проще стало с унификацией – такую коробку легче адаптировать к другому мотору.

У современных гидродинамических коробок передач муфта блокировки гидротрансформатора замыкается практически сразу после начала движения – это минимизирует пробуксовки в трансмиссии, ведущие к потере мощности.

В зависимости от производителя АКП отличаются друг от друга программным обеспечением электронного блока управления. Алгоритм переключения передач – «спорт» (sport), «зима» (winter) – в более ранних конструкциях задавался водителем путем нажатия соответствующей кнопки. Последние «автоматы» способны определять стиль вождения водителя и автоматически изменять алгоритм переключения передач.

В спортивном режиме, например, тяга двигателя используется на все сто процентов. Включение каждой последующей передачи происходит при частотах коленчатого вала, близких к частотам, на которых развивается максимальный крутящий момент. При дальнейшем ускорении частота вращения коленчатого вала доводится до значений, при которых двигатель развивает максимальную мощность. Автомобиль в этом случае развивает большие ускорения по сравнению с теми, что осуществляются при работе «экономичной» или «нормальной» программ .

2.2 Фрикционная трансмиссия

Фрикционные передачи, в отличие от других типов бесступенчатых передач, изменяют крутящий момент за счет использования только одного вида энергии – механической.

Схема бесступенчатой фрикционной трансмиссии

Рис. 6. Схема бесступенчатой фрикционной трансмиссии

Бесступенчатая фрикционная трансмиссия первых автомобилей выполнялась по лобовой схеме (рис. 6). Передаточное отношение изменялось при перемещении ведомого вала 2 относительно ведущего шкива 1 рычагом 4, а пересечением оси последнего осуществлялось реверсирование. Выключение передачи (функция сцепления) производилось рычагом 3, отодвигающим подпружиненный ведущий шкив 1 .

Хотя с точки зрения современного машиностроения лобовая передача – не лучший вариант КП, на первых порах она удовлетворяла все запросы и подкупала своей простотой. Кроме того, наряду с плавным изменением крутящего момента в этом механизме легко реализовывалась и функция сцепления – подпружиненный ведущий диск простейшим рычагом легко выводился из контакта с ведомым.

Такая передача просуществовала на автомобилях до 30-х годов. Но с ростом мощности двигателей ее возможности были полностью исчерпаны.

В настоящее время широко используются бесступенчатые трансмиссии или вариаторы CVT (от англ. Continuously Variable Transmission – бесступенчато варьируемая трансмиссия). Эти механизмы отличают простота и надежность конструкции.

В технике существует множество различных конструкций такого типа, но на автомобилях получили распространение два вида вариаторов: клиноременный и тороидный.

Принципиальная конструкция клиноременного вариатора

Рис. 7. Принципиальная конструкция клиноременного вариатора

Особенностью конструкции клиноременного вариатора являются разрезные конусные шкивы ведущего и ведомого валов, соединенные приводным ремнем (рис. 7).

Момент здесь передается, как и в любой ременной передаче, но ее передаточное отношение может меняться. Для этого сдвигают и раздвигают конические диски, образующие шкивы ременной передачи, – обычно это делается гидравлическим приводом под контролем электроники. Причем перемещение конусов на обоих шкивах происходит одновременно.

Если раздвигать ведущие диски и сдвигать ведомые, то радиус обкатывания на ведущих дисках уменьшается, а на ведомых увеличивается – таким образом, увеличивается момент и уменьшается скорость (рис. 8, положение А). Когда оба шкива находятся в среднем положении, передаточное отношение равно единице (положение Б). Если раздвигать ведомые диски и сдвигать ведущие, то радиус обкатывания на ведущих увеличивается, а на ведомых уменьшается – увеличивается скорость и уменьшается момент (положение В) .

Положения работы вариатора

Рис. 8. Положения работы вариатора

Первоначально клиноременные вариаторы использовались на снегоходах, картингах, мотоциклах. Система управления клиноременным вариатором этих транспортных средств была настроена таким образом, чтобы в процессе разгона двигатель работал на постоянных оборотах, соответствующих максимальному крутящему моменту, а разгон осуществлялся за счет изменения передаточного отношения клиноременного вариатора.

Долгое время применение таких передач ограничивалось прочностными характеристиками ремня.

Тороидный вариатор также относится к группе бесступенчатых фрикционных передач. Его принципиальное отличие заключается в том, что между ведущим и ведомым дисками расположены ролики, которые, поворачиваясь на нужный угол, меняют передаточное отношение. Усилие, с которым давят ролики на диски, доходит до десяти тонн, поэтому детали производят из высокопрочной стали, применяют трансмиссионное масло со специальными добавками.

Торовые вариаторы бывают двух типов: с диаметральным расположением роликов (рис. 9,а) и с хордальным расположением роликов (рис. 9,б). Принцип работы их одинаков: к ведомой чашке приложен нагружающий момент (например, она связана через карданный вал и главную передачу с ведущими колесами автомобиля). Крутящий момент двигателя подводится на ведущую чашку вариатора. Если чашки и ролики прижаты друг к другу в осевом направлении, то в контактах между ними возникают касательные силы (они перпендикулярны плоскости рисунка). На ведущей чашке эти силы пытаются вращать ролики вокруг их осей, а на ведомой касательные силы сопротивления препятствуют вращению роликов. Таким образом вариатор передает крутящий момент. Передаточное отношение вариатора определяется отношением радиусов качения ролика на ведомой и ведущей чашке: i = r2 / r1 .

Соответственно, для изменения этого отношения необходимо поворачивать ролики на угол (рис. 9,б).

торовые вариаторы диаметрального и хордального типов

Рис. 9. Схемы торовых вариаторов диаметрального (а) и хордального (б) типов

Развитие электроники в 90-е годы позволило сделать бесступенчатые трансмиссии многорежимными – бесступенчато изменяющими передаточное число и имеющими фиксированные ступени, как в обычной механической коробке передач. При этом механизм переключения ступеней используется секвентальный.

В процессе работы блок управления выбирает обороты двигателя, на которых силовой агрегат обеспечивает наилучшую динамику – при разгоне меняется лишь передаточное число, а двигатель продолжает работать на том же режиме.

Электронная система управления позволяет последовательно переключать в ручном режиме «виртуальные» передачи, обеспечивает торможение двигателем и увеличивает обороты мотора с ростом скорости. Если педаль газа нажата только на четверть, мотор раскрутится лишь до 3000 оборотов. При интенсивном разгоне компьютер перестает заботиться об акустическом комфорте, выводя двигатель на обороты максимальной мощности.

Конструктивно слабыми местами существующих сегодня автомобильных вариаторов являются: для клиноременного – ремни, а для тороидного – пятно контакта диска и ролика. Поэтому здесь применяются специальные высокотехнологичные материалы, что делает надежность вариаторов достаточно высокой, близкой к надежности гидромеханических трансмиссий, но все же из-за нагрузок на ремень или пятно контакта вариаторы пока не могут работать с двигателями большой мощности.

Без соответствующей системы управления вариатор мало что даст, так как в отличие от гидротрансформатора он не меняет передаточного отношения «сам по себе». И распространение бесступенчатых трансмиссий, конечно же, не было бы возможно без успехов в микроэлектронике.

2.3 Автоматизированные коробки передач

Конструктивно они представляют собой обычную механическую коробку передач, которой с помощью гидроили электроприводов управляет электроника. Электроника управляет агрегатами трансмиссии либо самостоятельно (рычаг КП в положении «автомат»), либо согласно пожеланиям водителя (передачи переключаются вручную). Прямой механической связи между рычагом КП и механизмом управления нет. Посредниками между ними являются электроника и гидропривод (или электропривод). На случай ошибок в системе часто предусмотрена защита, которая не позволит водителю совершить серьезную ошибку – например, не вовремя включить задний ход или передачу, не соответствующую возможностям двигателя в данном режиме.

Автоматизированные коробки передач – не новинка. Еще в 30-е годы ХХ века «преселективные» коробки с электромагнитным или электрогидравлическим приводом механизма переключения устанавливались на дорогие автомобили. Гораздо позже ими оснастили болиды «Формулы-1». А в 90-е годы они появились и на серийных моделях – Ferrari (Selespeed), BMW (SMG), Alfa Romeo (Selespeed), Ford (Durashift EST), Opel (Easytronic), Toyota (SMT) и т. д.

Именно с развитием электроники автоматизированные коробки передач прочно обосновались как на легковых, так и на грузовых автомобилях.

Итак, автоматизированные коробки передач с автоматическим сцеплением. Эти коробки не имеют ничего общего с секвентальными трансмиссиями. Они состоят из обычной механической коробки передач и автоматического сцепления. Электронный блок управления на основании показаний ряда датчиков следит за положением рычага и педали газа и в нужный момент выключает сцепление. Он оперирует также данными от датчиков двигателя и ABS, чтобы обеспечить максимально плавные переключения и не заглушить мотор при экстренном торможении.

Детали АКП с автоматическим сцеплением

Рис. 10. Детали АКП с автоматическим сцеплением: 1 – сцепление; 2 – блок управления; 3 – рычаг с тягами; 4 – электромотор привода сцепления

Такими коробками передач оснащаются некоторые модели Toyota, Saab, Mercedes А-class и т. д. На рис. 10 показан комплект, который позволяет автоматизировать процесс включения и выключения сцепления.

Далее следуют автоматизированные коробки передач с автоматическим сцеплением и автоматическим переключением. В автоматизированных механических коробках передач сцеплением и переключением передач заведует электроника: ее команды исполняют пневматические, гидравлические цилиндры или соленоиды (рис. 11). Педаль сцепления отсутствует, а рычаг переключения похож на селектор «автомата».

Рекомендуется к прочтению  Что такое трансмиссия и как она работает — фото, видео

Автоматизированная коробка передач

Рис. 11. Автоматизированная коробка передач: 1 – датчик положения сцепления; 2 – электрический насос; 3 – актюатор сцепления; 4 – гидроаккумулятор; 5 – датчик выбора передач; 6 – актюатор выбора передачи; 7 – актюатор переключений; 8 – датчик переключений; 9 – вал выбора передач

Во время движения крутящий момент передаётся по одному сцеплению, диск сомкнут (допустим, на 1-й передаче по первому сцеплению); в то же время второй диск второго сцепления разомкнут, а само сцепление настроено на вторую передачу. В момент переключения первый диск размыкается, а второй синхронно смыкается. И теперь уже второе сцепление передаёт крутящий момент, а первое сцепление настраивается на 3-ю передачу и переходит в «ждущий» режим, чтобы в момент надобности подсоединиться. И всё повторяется заново.

2.4 Гидрообъемная трансмиссия (гидростатическая передача)

Гидростатические передачи принадлежат к типу передач с бесступенчатым изменением передаточного отношения.

В отличие от гидротрансформаторов, где используется динамический напор жидкости H = Vж 2 /(2·g), в гидрообъемных передачах реализуется гидростатический напор H = P/γ (P – давление жидкости, Па, γ – удельный вес, Н/м 3 ), или иначе напор вытесняемых объемов рабочей жидкости.

В гидрообъемной трансмиссии двигатель внутреннего сгорания приводит в действие гидронасос, соединенный трубопроводами с гидромоторами, валы которых связаны с ведущими колесами автомобиля. От насоса рабочая жидкость под давлением (магистраль высокого давления) через клапан и фильтр поступает в гидромотор. В гидромоторе происходит перепад давления жидкости. От гидромотора, отдав потенциальную энергию, жидкость по магистрали низкого давления через фильтр и клапан поступает к насосу. Затем весь цикл движения жидкости повторяется. Наиболее часто гидроагрегаты располагают раздельно: насос соединяют с двигателем внутреннего сгорания, а гидромоторы устанавливают как вне колеса, так и встраивают в колесо (гидромотор-колесо). В последнем случае высокомоментные гидромоторы могут соединяться с колесом непосредственно. Такая схема удобна для компоновки гидроагрегатов и применяется для многоприводных машин и автопоездов.

Бесступенчатое изменение крутящего момента на ведомом валу передачи достигается за счет регулирования основных параметров потока – расхода и давления в одном или обоих гидроагрегатах, а реверсирование происходит за счет изменения направления движения жидкости от насоса к гидромотору при помощи клапана. Можно выделить три способа регулирования гидростатической передачи:

  1. регулирование насоса;
  2. регулирование мотора;
  3. регулирование насоса и мотора.

Гидрообъемные передачи применяются в тракторостроении, сельскохозяйственных, строительных и дорожных машинах, а также в автопоездах высокой проходимости и карьерных самосвалах.

Гидрообъемные передачи по типу гидромашины подразделяются на поршневые, лопастные, винтовые, шестеренчатые.

На транспорте наибольшее распространение получили аксиально- и радиально-поршневые машины. Эти насосы обратимы – они могут работать как в режиме гидронасоса, так и в режиме гидромотора, преобразующего энергию жидкости в механическую работу, совершаемую вращающимся валом.

Схема аксиально-поршневого регулируемого насоса приведена на рис. 12.

В корпусе насоса 1 установлен наклонный диск 2. Угол наклона диска 2 к валу 3 может изменяться в определенных пределах. На валу 3 жестко закреплен ротор 4, в отверстиях которого расположены поршни 5. Под действием пружины 6 ползунки 7, шарнир-

Схема аксиально-поршневого регулируемого насоса

Рис. 12. Схема аксиально-поршневого регулируемого насоса

но соединенные с поршнями 5, находятся в постоянном контакте с рабочей плоскостью диска 2. При вращении ротора 4 поршни 5 совершают переносное движение, вращаясь вокруг оси вала 3 вместе с ротором, а также движутся возвратно-поступательно относительно ротора.

Распределительный диск

Рис. 13. Распределительный диск

В корпусе 1 неподвижно закреплен распределительный диск 8 с двумя дуговыми пазами (рис. 13), один из которых соединен с линией всасывания, а другой – с линией нагнетания. При вращении вала 3 по часовой стрелке (если смотреть со стороны, где вал выступает из корпуса) с линией всасывания соединен паз А, а с линией нагнетания – паз Б. При движении поршня по дуге a-в-с поршневой объем увеличивается, происходит всасывание жидкости. При движении поршня по дуге c-d-a жидкость вытесняется в линию нагнетания. Подачу можно бесступенчато регулировать путем изменения угла наклона диска 2.

Схема радиально-поршневого насоса

Рис. 14. Схема радиально-поршневого насоса

Схема радиально-поршневого насоса показана на рис. 14. В корпусе насоса 1 неподвижно закреплена ось 2, на которой установлен вращающийся вокруг нее ротор 3. В радиальных отверстиях, выполненных в роторе, расположены поршни 4. Статор 5 установлен в корпусе 1 таким образом, что центр его внутренней (рабочей) поверхности не совпадает с центром оси 2. В оси 2 выполнены четыре осевых отверстия, два из которых соединены с линией всасывания, а два других – с линией нагнетания. В случае вращения ротора по часовой стрелке с линией всасывания соединены отверстия, расположенные ниже горизонтального диаметра, а с линией нагнетания – расположенные выше него.

Эксцентриситет статора е может бесступенчато изменяться от максимальной величины до нуля с помощью регулировочного устройства. В реверсивных насосах центр статора может располагаться по разные стороны от центра вращения ротора, благодаря чему может изменяться направление потока жидкости (линии всасывания и нагнетания меняются ролями).

Аксиально-поршневые машины более компактны и работают с более высоким числом оборотов (чаще как гидронасос). Радиально-поршневые хорошо компонуются в колесах автомобилей и развивают большой крутящий момент (поэтому чаще используются как гидромотор).

Американская компания Folsom Technologies, специализирующаяся на гидрообъемных трансмиссиях, предлагает их применение и на легковых автомобилях. В картере, напоминающем корпус обычного «автомата», поместили насос, гидромотор и управляющую электронику (рис. 15).

Гидрообъемная трансмиссия ф. Folsom Technologies

Рис. 15. Гидрообъемная трансмиссия ф. Folsom Technologies

Регулируя подачу и давление масла, можно менять величину передаваемого крутящего момента. Причем такая трансмиссия позволяет тормозить двигателем, поскольку насос и мотор являются обратимыми.

На конгрессе SAE были показаны два типа таких вариаторов: для переднеприводных автомобилей мощностью 50–100 л. с. и для машин классической компоновки с двигателями 300–350 л. с.

По словам производителей, на основе подобных трансмиссий легко создавать гибридные машины – достаточно смонтировать на шасси гидроаккумулятор и соединительные трубопроводы. Тогда при рекуперативном торможении ведущие колеса, вращая гидромотор, будут закачивать рабочую жидкость под давлением в гидроаккумулятор. А при трогании с места запасенная энергия поможет разогнать автомобиль или обеспечит запас хода в несколько километров с неработающим ДВС. И если переднеприводной агрегат – пока опытная разработка, то вариатор для заднеприводных машин полностью готов к серийному производству.

Преимущества гидростатических передач:

  • бесступенчатое изменение в широком диапазоне крутящего момента и плавная передача его на ведущие колеса;
  • возможность замены всех механизмов механической трансмиссии (а не только коробки передач и сцепления) одной-двумя парами «гидронасос–гидромотор»;
  • удобство компоновки (возможность свободного и дистанционного расположения агрегатов вследствие отсутствия необходимости взаимной центровки, в результате чего гидромоторы можно располагать непосредственно в колесах);
  • легкость реверсирования передачи и получения одинаковых скоростей при движении автомобиля вперед и назад;
  • возможность длительной и устойчивой работы двигателя под нагрузкой при малых скоростях;
  • повышение проходимости автомобиля в результате непрерывного потока мощности и плавного изменения крутящего момента;
  • возможность торможения самой гидростатической передачей.

К основным недостаткам можно отнести:

  • большие габаритные размеры и массу;
  • относительно низкий КПД (0,75–0,85);
  • необходимость применения высокосортных масел стабильной вязкости и надежных высокопроизводительных фильтров для их очистки;
  • сложность в изготовлении и потребность в надежных уплотнениях.

2.5 Электрическая трансмиссия

Это бесступенчатая передача, в которой крутящий момент изменяется плавно, без участия водителя, в зависимости от сопротивления дороги и частоты вращения коленчатого вала двигателя. В электрической трансмиссии двигатель внутреннего сгорания приводит в действие генератор, питающий соединенные с ведущими колесами электродвигатели, мощность которых практически одинакова на любых оборотах. Лишенный прямой связи с колесами ДВС может постоянно работать в благоприятных режимах, однако такая длинная цепь агрегатов приводит к потерям энергии и, кроме того, увеличивает массу автомобиля.

Ведущее колесо с установленным внутри электродвигателем называется электромотор-колесом. Крутящий момент от электродвигателя к колесу передается через колесный редуктор. При применении быстроходных электродвигателей в ведущих колесах используют понижающие передачи.

В России конструкция электромотор-колеса появилась в конце 70-х годов. В Новосибирском электротехническом институте было создано устройство, которое обладало уникальными по своим техническим характеристикам свойствами (рис. 16).

Электромотор-колесо

Рис. 16. Электромотор-колесо

2.6 Электромеханическая трансмиссия

Это комбинированная трансмиссия, которая состоит из элементов механической и электрической трансмиссий.

В электромеханической трансмиссии двигатель внутреннего сгорания приводит в действие генератор. Ток, вырабатываемый генератором, подводится к электродвигателю. Крутящий момент от электродвигателя через механическую трансмиссию подводится к ведущим колесам. Электромеханическая трансмиссия применяется на автомобилях с гибридной силовой установкой.

Существует множество разновидностей схем гибридных силовых установок, но самыми распространенными стали параллельная (рис. 17,а) и последовательная (рис. 17,б).

Схемы гибридных установок

Рис. 17. Схемы гибридных установок: а) параллельная: 1 – ДВС; 2 – планетарная передача; 3 – генератор; 4 – аккумуляторы; 5 – инвертор; 6 – электромотор; б) последовательная: 1 – ДВС; 2 – электромотор-генератор; 3 – блок управления; 4 – аккумуляторы; 5 – коробка передач

В последовательной схеме автомобиль приводится в движение исключительно электродвигателем. Двигатель внутреннего сгорания приводит генератор, который вырабатывает электроэнергию для подзарядки аккумуляторов, питающих электромотор. Пример – Honda Insight.

В параллельной схеме для привода колес служат как электромотор, так и ДВС (одновременно или поочередно). Параллельная схема пока доминирует над последовательной.

3. Преимущества и недостатки АКП

По сравнению с обычной коробкой передач автоматическая коробка обладает следующими преимуществами.

  1. Автоматическая коробка передач упрощает процесс управления силовым агрегатом. В процессе движения автомобиля с автоматической коробкой передач для изменения скорости используются только две педали: педаль акселератора и педаль тормоза. Педаль сцепления отсутствует.
  2. Автоматическая коробка передач также упрощает процесс торможения автомобиля. На автомобиле с механической коробкой при торможении приходится пользоваться двумя педалями – сцепления и тормоза, причем необходимо переносить ногу на педаль тормоза с педали акселератора. При наличии автоматической коробки водитель осуществляет торможение, пользуясь одной широкой педалью, которая удобна для торможения как правой, так и левой ногой.
  3. Наличие гидротрансформатора повышает проходимость автомобиля по снегу, песку и другим непрочным грунтам и т. д., обеспечивая на ведущих колёсах устойчивую силу тяги и любые малые скорости их вращения, увеличивая тем самым сцепление колес с дорогой. Кроме того, проведенными в НАМИ испытаниями установлено, что при движении по неровной дороге максимальная амплитуда колебаний крутящего момента на карданном валу автомобиля с гидротрансформатором существенно меньше, чем у автомобиля с механической коробкой, причем при механической коробке передач амплитуды колебаний почти в два раза могут превышать максимальный момент двигателя. Установлено также, что при трогании с места автомобиля с обычной механической коробкой передач на снежной целине крутящий момент для преодоления сопротивлений в 1,3–2 раза больше, чем при трансмиссии с гидротрансформатором. Во время испытаний на снежной целине автомобиль с механической коробкой передач почти во всех случаяхтрогался с места с пробуксовкой ведущих колес, вызывая углубление колеи и тем самым увеличивая сопротивление движению. Было определено, что из ста заездов в сложных дорожных условиях автомобиль с гидротрансформатором в 87 заездах показал лучшие результаты, чем автомобиль с механической коробкой, а в 13 заездах результаты были одинаковы.
  4. При интенсивном городском дорожном движении или при движении по пересеченной местности водителю автомобиля с механической трансмиссией приходится через 30–40 секунд выключать сцепление и переключать передачи. Это приводит к повышенной утомляемости водителя и ухудшению его самочувствия, а также к увеличению ошибок при вождении автомобиля. Проведенные сравнительные исследования показали, что у таких водителей в среднем на 10% увеличивается частота пульса и дыхания, уменьшается содержание кислорода в крови (по сравнению с водителями, которые управляют автомобилями с автоматическими коробками передач). Таким образом, наличие автоматической коробки способствует комфортабельности вождения, улучшению самочувствия водителя и сохранению его здоровья, а также повышает безопасность движения.

Основными недостатками автоматических коробок передач являются:

  • сложность конструкции;
  • увеличенная масса и габариты;
  • увеличенные потери мощности, обусловленные обслуживанием автоматической системы управления, т. е. приводом масляных насосов, а также потерями на трение в дисках выключенных сцеплений и наличием дополнительных потерь в гидротрансформаторе.

В реальных условиях эксплуатации можно полагать, что топливная экономичность автомобилей с автоматическими и механическими коробками передач примерно одинакова из-за ошибок, которые допускает среднестатистический водитель при управлении механической коробкой передач и связанных главным образом с неправильным выбором моментов переключения передач.

Вместе с тем следует признать, что при испытаниях в стандартных ездовых циклах до последнего времени показатели легковых автомобилей с механическими коробками передач были лучше, чем у тех же автомобилей с автоматическими коробками передач, что объясняется наличием дополнительных потерь, указанных выше. Однако в последнее время в связи с созданием более совершенных автоматических коробок передач ситуация стала изменяться.

Применение электронно-гидравлических систем управления, а также расширение силового и кинематического диапазона автоматических коробок передач при рациональном выборе главной передачи позволило на некоторых моделях легковых автомобилей улучшить топливную экономичность на 2–5% в ездовых циклах по сравнению с теми же автомобилями, которые имеют механическую коробку передач.

4. Характеристики автомобилей с АКП

4.1 Цены автомобилей с АКП

Одним из существенных недостатков АКП является высокая стоимость самих АКП и, соответственно, автомобилей, укомплектованных АКП. Цена самих АКП во многом зависит от их конструкции (типа), года выпуска модели АКП, производителя. В табл. 1 представлены комплектации автомобилей, отличающиеся только коробкой передач.

Сравнить стоимость разных вариантов трансмиссий можно на примере автомобилей VW Golf и Polo. Так, доплата по сравнению с 6-ступенчатой МКП за установку 6-ступенчатой АКП на автомобиль VW Golf составляет в среднем 2000$, за установку DSG – 1800$, а за установку 4-ступенчатой АКП на автомобиль VW Polo – 1070$.

Не стоит также забывать о затратах на содержание и ремонт АКП. Если вы покупаете новый автомобиль, то несколько лет можете ездить спокойно (АКПП или вариатор отремонтируют бесплатно). А вот стоимость негарантийного ремонта ниже у «гидроавтоматов». При том что и ресурс вариаторов более низкий. Интересно и то, что часть случаев отказа вариаторов связана с электроникой и гидравликой – замена этих блоков управления стоит не менее $3000, замена же цепи невелика – $300–500.

(6-скоростная роботизированная трансмиссия

Что же касается резкого роста продаж моделей с вариаторами, то это прежде всего обусловлено тем, что агрегаты данного типа проще и дешевле, значит, сравнительно недорогие автомобили все чаще будут и с CVT. Но не стоит списывать со счетов и 4-ступенчатые «автоматы», которые еще долго будут ставить на автомобили малых классов. Сегодня их можно встретить даже на свежих моделях. По запросу российских дилеров такая АКПП ставится на Mazda-2.

4.2 Динамические качества и топливная экономичность автомобилей с АКП

Как упоминалось выше, многие характеристики АКП зависят от типа АКП. Несомненно, на такие качества, как топливная экономичность и динамика разгона коробка передач оказывает непосредственное влияние. Нулевой отметкой для оценки данных характеристик служит автомобиль с механической коробкой передач (при прочих равных условиях). Рассмотрим усредненно три типа АКП, устанавливаемых на большинство серийных автомобилей: традиционные АКП (гидротрансформаторы), вариаторы (CVT) и автоматизированные коробки передач.

Данные о расходах топлива обычно базируются на стендовых испытаниях автомобиля с беговыми барабанами и основываются на европейском стандарте (ЕU), который введен с 01 января 1996 года.

Данные о величинах qг (расход в городском цикле) и qз (расход в загородном цикле) публикуются производителями автомобилей в соответствующих проспектах и каталогах. Для более полной оценки используется также понятие расхода в смешанном цикле qс, который учитывает время работы автомобиля как в городских, так и в загородных условиях (табл. 1). Величина qс определяется по формуле

Величины qc и qз могут быть определены как экспериментально, так и расчетом. Определение указанных параметров расчетными методами имеет важное значение при проведении поисковых работ на стадии проектирования, так как позволяет глубже понять влияние отдельных параметров двигателя и трансмиссии на топливную экономичность автомобиля и более обоснованно подойти к выбору ряда конструктивных параметров.

Отметим также, что иногда расход топлива указывается по стандарту ЕСЕ, в котором приводится расход топлива для скоростей 90 и 120 км/час, а также в городском цикле (qг). Приведенные ниже исследования в основном базируются на данных смешанного цикла qc, как наиболее полно соответствующих реальному расходу топлива при эксплуатации автомобиля. Данные о топливной экономичности для АКП различных типов представлены на рис. 18. Здесь показана зависимость топливной экономичности автомобиля в смешанном ездовом режиме. Данные получены путем сравнения расхода топлива одинаковых моделей автомобилей, оснащенных автоматическими коробками передач (АКП) и с ручным переключением (МКП). При этом используется параметр

, где qса и qсм – расходы топлива автомобилем в смешанном цикле с автоматической (АКП) и механической (МКП) коробками передач соответственно. Положительные значения φт показывают экономию топлива в % в смешанном цикле у автомобилей с автоматическими коробками передач по сравнению с автомобилями, оснащенными механическими коробками передач, а отрицательные – перерасход. При φт = 0 показатели топливной экономичности АКП и МКП совпадают.

Расход топлива в смешанном цикле автомобиля с различными типами трансмиссий в зависимости от мощности двигателя

Рис. 18. Расход топлива в смешанном цикле автомобиля с различными типами трансмиссий в зависимости от мощности двигателя

Рекомендуется к прочтению  Автомат» или «механика»: плюсы и минусы коробок передач.

График (рис. 18) позволяет установить следующее. С увеличением мощности двигателя недостатки АКП перед МКП уменьшаются. Это связано с тем, что при большей мощности удельный вес дополнительных потерь (дисковых и на привод масляного насоса для системы управления) снижается. Из графика также видно, что большое влияние на топливную экономичность оказывает диапазон изменения передаточных чисел в коробке передач. С увеличением диапазона легче обеспечить работу двигателя по кривой минимального удельного расхода топлива или близкой к ней.

В результате, чем больше диапазон, тем выше КПД двигателя и лучше показатели автомобиля.

Четырехступенчатая АКП обычно включает два планетарных ряда, управляемых пятью фрикционными элементами. Это обеспечивает относительную компактность, благодаря чему эти АКП находят широкое применение на задне- и переднеприводных автомобилях малого и среднего класса как с продольным, так и с поперечным расположением двигателя. Их основной недостаток – невысокий кинематический диапазон Dк = 3,5 – 4,3, что отрицательно отражается на расходе топлива. При этом четырехступенчатые АКП уступают как пятиступенчатым механическим коробкам передач, так и АКП, имеющим пять или шесть передач.

Пятиступенчатые АКП с диапазоном Dм = 4,5 – 5,0 значительно экономичнее своих четырехступенчатых предшественниц, что видно из рис. 18. Их наиболее удачные представители – коробки модели 722.6 фирмы Mercedes обеспечивают автомобилям снижение расхода топлива в смешанном цикле на 2–3% даже в сравнении с пятиступенчатыми механическими коробками передач. Можно предположить, что такие высокие показатели удалось получить благодаря рациональной кинематической схеме, позволившей реализовать плотный ряд передаточных чисел на высших передачах, что обеспечило экономичную работу двигателя по кривой, близкой к минимальному расходу топлива. Вместе с тем необходимо отметить, что для реализации пятиступенчатой АКП приходится дополнять конструкцию третьим планетарным рядом, что увеличивает массогабаритные показатели примерно на 10–20% по сравнению с четырехступенчатыми АКП. Отметим, что не все пятиступенчатые АКП имеют лучшую топливную экономичность по сравнению с МКП.

Это относится к пятиступенчатым планетарным и вальным коробкам передач, которые используются на автомобилях, где имеется передний привод с поперечным размещением двигателя. Чтобы разместить пятиступенчатую автоматическую коробку передач в моторном отсеке, приходится использовать трехвальные схемы, позволяющие существенно уменьшить длину автоматической коробки. При этом всё-таки имеет место некоторое снижение КПД планетарной коробки по сравнению с соосным вариантом АКП.

Однако благодаря тому, что кинематический диапазон пятиступенчатых АКП больше, чем у четырехступенчатых АКП, они превосходят четырехступенчатые АКП, что показано на рис. 18. При этом указанные зависимости с учетом разброса изображены в виде полосы.

Дальнейшее улучшение показателей как по топливной экономичности, так и по разгонным качествам делает возможным использование шестиступенчатых АКП, выполненных по схеме Лепелетье. Напомним, что этот планетарный редуктор имеет диапазон Dм = 6,04 и весьма удачную кинематическую схему, которая позволяет реализовать шесть ступеней (включающие две повышающие передачи), что обеспечивается практически двумя планетарными рядами и пятью фрикционными элементами. По указанным причинам эта шестиступенчатая АКП (например, ZF) компактнее и легче на 13% предшествующей ей пятиступенчатой коробки 5-НР-24. Упрощение конструкции планетарной передачи позволило не только улучшить массогабаритные характеристики коробки передач, но и способствовало уменьшению потерь. Данные, характеризующие топливную экономичность легковых автомобилей с шестиступенчатыми АКП, также представлены на рис. 18.

Остановимся далее на автоматических бесступенчатых коробках передач АБКП. Привлекательность вариатора в том, что он отслеживает постоянно изменяющиеся условия работы двигателя в очень широком диапазоне, что отражено в его названии – «трансмиссия с постоянным изменением передаточного отношения» (CVT). То есть, несмотря на то что динамический диапазон вариатора практически равен диапазону 6–7-ступенчатой АКПП, число «ступеней» бесконечно. В свою очередь, это дает возможность для каждого режима движения подобрать наиболее подходящую «передачу», что недоступно для ступенчатой АКПП.

АБКП Ecotronic не оправдали в полной мере надежд относительно топливной экономичности. По расходу топлива (рис. 18) они примерно на 5–7% уступают пятиступенчатым MKП и находятся на уровне лучших четырехступенчатых АКП. Причина увеличения расхода топлива по сравнению с пятиступенчатой МКП связана с тем, что КПД вариатора VDT (83–90%) ниже, чем у механической коробки передач, и этот недостаток не может компенсировать даже более высокий диапазон регулирования.

Другой тип АБКП (Multitronic), установленный на серийном автомобиле Audi А6 с двигателем 2,8 л, как отмечалось выше, обладает рядом преимуществ по сравнению с вариатором VDT: на 2,5% большим КПД и меньшим предельным радиусом изгиба, позволяющим при приемлемых габаритах реализовать больший диапазон регулирования, равный D = 6,0–6,2.

Характеристики, заявленные производителем, подтверждают, что при диапазоне D = 6,0 – 6,2 серийные автомобили Audi c АБКП Multitronic позволяют получить экономию топлива по сравнению с пятиступенчатой МКП в смешанном ездовом цикле до 2%. Указанное достижение можно рассматривать как знаменательное, так как оно достигнуто впервые для АБКП.

Статистика выпуска автомобилей с АКП

Распределение коробок передач по типам

Рис. 19. Распределение коробок передач по типам (статистика на 2010 год)

Статистика выпуска автомобилей каждый год изменяется, существенные различия имеются в зависимости от класса автомобиля, типа автоматических коробок передач, страны-потребителя и т. д. На рис. 19 в виде круговой диаграммы представлен прогноз распределения коробок передач по типам (статистика на 2010 год).

Диаграмма установки коробок передач на автомобилях класса В

Рис. 20. Диаграмма установки коробок передач на автомобилях класса В

Автомобили малого класса (класса В) с двигателями объемом 1,6…1,8 л широко представлены на рынке России. Этот класс выпускают все европейские и азиатские производители. Практически все модели этого класса в базовой комплектации предлагаются с механической коробкой передач, АКП на них устанавливаются в качестве опции (рис. 20).

Поскольку этот класс автомобилей является экономичным, то есть дешевым, то и устанавливаемые АКП должны быть самыми дешевыми. По данным компании CSM Worldwide, традиционные 4-ступенчатые АКП обходятся производителю в 300–400 евро, передачи с двумя сцеплениями – 950 евро, а бесступенчатые до 1400 евро. Исходя из этих соображений, за редким исключением этот класс автомобилей обеспечивается именно 4-ступенчатыми АКП.

Как видно из табл. 2, широко используются различные АКП производства компании Aisin Warner. В этом классе автомобилей не выпускают АКП такие монстры, как ZF, Ford и Hydromatic (GM). Ниже представлены основные потребители продукции этой фирмы. Общий выпуск АКП на заводах Aisin Warner в 2005 году превысил 5 млн штук в год.

ФирмаМодельНачало производстваМодель АКППроизв. АКПКоличество передач
1AudiA3200309DAisin Warner6
2CheryCVT4
3ChevroletAveo2003Aisin Warner4
4CitroenC22003AL4PSA
5CitroenС32002AL4PSA4
6DaewooNubira2003Daewoo4
7FIATMarea1996AW5040Aisin Warner4
8FordFocus II20054F274
9HondaCivic2001Honda4
10HyundaiElantra20034F22Hyundai4
11KiaCerato20044
12KiaRio20024
13KiaSpectra20044
14Mazda320044F274
15MiniCooper2004Aisin Warner6
16NissanAlmera2002RE4F03AJATCO4
17OpelCorsa2003AW5055Aisin Warner5
18Peugeot3072001AL4PSA4
19RenaultSimbol2002AL4(DP0)PSA4
20SEATIbica2002F03AJATCO4
21SkodaFabia2004F03AJATCO4
22SuzukiIgnis2003Aisin Warner4
23ToyotaYaris2003Aisin Warner4
24VWPolo2005F03AJATCO4

Многие фирмы используют АКП производства JATCO. Эта компания принадлежит фирме Nissan. Суммарный выпуск АКП модели F03A для автомобилей класса В превысил 10 млн штук.

Распространенность автоматических коробок передач в различных странах мира также сильно варьируется, на рис. 21 представлен график распределения АКП в процентах от общего количества автомобилей.

Распространенность автоматических коробок передач в различных странах мира

Рис. 21. Распространенность автоматических коробок передач в различных странах мира

Производство АКП сосредоточено в основном в США (около 7 млн АКП), Японии (около 8 млн), Корее, Германии и Франции. Некоторое количество (в основном сборочные заводы) находятся в Индии, Бельгии, Австралии, Китае. Естественно, что и производство автомобилей с АКП в основном сосредоточено там же, хотя некоторые фирмы, например Volvo, устанавливают АКП производства компании Aisin Warner, находящейся в Японии и принадлежащей Toyota. Доля производимых в этих странах автомобилей с АКП максимальна.

5. Особенности компоновки автомобиля с автоматической трансмиссией

Конструкция автоматической трансмиссии, как и механической должна учитывать непосредственно компоновочную схему самого автомобиля. Среди легковых автомобилей распространены следующие компоновочные схемы.

Наиболее распространенные:

  • переднеприводная с поперечным расположением двигателя;
  • заднеприводная с продольным расположением двигателя в передней части автомобиля;
  • полноприводные модификации от вышеперечисленных.

Редко распространенные:

  • переднеприводная с продольным размещением двигателя;
  • заднеприводная с продольным расположением двигателя сзади автомобиля;
  • заднеприводная с поперечным расположением двигателя сзади автомобиля.

Несмотря на многообразие компоновочных схем автомобилей, составные части и узлы одного и того же типа автоматических трансмиссий практически одинаковы. Имеются некоторые различия в компоновке и устройстве автоматической коробки передач для переднеприводного и заднеприводного автомобилей. Для заднеприводной компоновочной схемы с продольным расположением двигателя характерна однорядная редукторная часть (рис. 22,а). Для переднеприводных автомобилей – 2или 3-вальная редукторная часть, при этом в картере автоматической коробки передач предусмотрена секция главной передачи с межколесным дифференциалом (рис. 22,б). В остальном основные функции и принцип действия одинаковы.

Варианты конструкции автоматических коробок передач

Рис. 22. Варианты конструкции автоматических коробок передач: а) для заднеприводной компоновочной схемы автомобиля с продольным расположением силового агрегата; б) для переднеприводной компоновочной схемы автомобиля с поперечным расположением силового агрегата

Основные отличительные особенности детально-узлового состава комплектации современного легкового автомобиля с механической и автоматической трансмиссиями можно видеть в табл. 3.

  • педаль сцепления;
  • педаль тормоза;
  • педаль акселератора механического или электронного типа
  • педаль тормоза,
  • педаль акселератора электронного типа, поддерживающая режим «kick-down»*

* – «kick-down» – устройство, принудительно включающее низшую передачу при резком нажатии на педаль акселератора для достижения наибольшего ускорения.

При проектировании автомобилей уже на ранней стадии необходимо рассматривать различные варианты комплектаций автомобиля. При этом желательно учитывать не только те комплектации, которые предусмотрены ближайшим планом производства, но и возможное перспективное развитие комплектаций с целью повышения потребительской привлекательности. Особенно это актуально для автоматических трансмиссий. Так, например, если разработка какой-либо бюджетной модели не предусматривает применения автоматической трансмиссии из-за ее дороговизны, все же не стоит сбрасывать ее со счетов и постараться учесть вышеперечисленные особенности такой трансмиссии. В случае изменения конъюнктуры потребительского спроса попытки интеграции автоматической трансмиссии в уже разработанный кузов и компоновку автомобиля могут столкнуться с проблемами, требующими значительных затрат на доработку конструкции и подготовку производства. В этой связи следует обратить внимание на такой ранее указанный недостаток, как большие габаритные размеры автоматической коробки передач в сравнении с механической коробкой передач. На рис. 23 приведен пример сравнения габаритных размеров автоматической и механической коробок передач для переднеприводной компоновочной схемы автомобиля с поперечным расположением силового агрегата.

Сравнение габаритов автоматической и механической коробок передач

Рис. 23. Сравнение габаритов автоматической и механической коробок передач

Здесь можно выделить две характерные зоны, где автоматическая коробка при той же длине превосходит в размерах механическую. Зона А – влияет на такой параметр, как клиренс автомобиля и может занимать пространство, необходимое для расположения и перемещения рычага передней подвески (рис. 24). Зона Б – затрагивает пространство под расположение шлангов системы охлаждения двигателя (рис. 25).

Сравнение положения автоматической и механической коробок передач относительно передней подвески автомобиля

Рис. 24. Сравнение положения автоматической и механической коробок передач относительно передней подвески автомобиля

Это лишь часть «подводных камней», с которыми может столкнуться проектировщик при организации пространства моторного отсека автомобиля, связанных с большими габаритными размерами автоматической трансмиссии. Сюда стоит отнести вероятность интеграции аккумуляторной батареи больших размеров в связи с увеличенной ее мощностью под холодный запуск двигателя; трудности с поиском свободного пространства под размещение электронного контроллера управления работой коробки передач; размещение радиатора и шлангов системы охлаждения самой автоматической коробкой передач и др. Поэтому на стадии начальных проектных работ следует уделять внимание унификации кузовных элементов и компоновки автомобиля для различных вариантов комплектаций автомобиля.

Сравнение положения автоматической и механической коробок передач относительно шлангов системы охлаждения двигателя

Рис. 25. Сравнение положения автоматической и механической коробок передач относительно шлангов системы охлаждения двигателя

Использование гидрообъемных трансмиссий в конструкции автотранспортных средств Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Курмаев Р. Х., Петров С. Е.

На основании результатов проведенного обзора гидрокинематических схем гидрообъемных трансмиссий (ГОТ) проанализированы несколько основных их вариантов, которые позволяют максимально реализовать потенциальные преимущества ГОТ.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Курмаев Р. Х., Петров С. Е.

Применение активных колёсных модулей в автопоездах для перевозки крупногабаритных и тяжеловесных грузов

Комплексная оценка влияния закона распределения мощности по колесам полноприводного автомобиля на его эксплуатационные характеристики

Математическая модель установившегося движения автопоезда с активизированным прицепным звеном, позволяющая оценить потери в трансмиссии

Hydrostatic transmission application in automotive vehicles

The article gives an analysis of several main variants of hydrokinematic layouts enabling maximum realization of potential advantages of hydrostatic transmissions.

Текст научной работы на тему «Использование гидрообъемных трансмиссий в конструкции автотранспортных средств»

Кроме того, эффект от использования предлагаемого техническое решение состоит в том, что оно требует для своей реализации более простого механизма управления двигателем, простота которого определяется тем, что он необходим лишь для прекращения подачи топлива в соответствующие цилиндры или для задания полной подачи топлива, а также сигнала управления приводами открытия и закрытия клапанов. А использование в качестве приводов клапанов электрических, гидравлических, электрогидравлических или иных исполнительных элементов, позволяет исключить из состава двигателя механический ГРМ, а, следовательно, снизить потери на привод вспомогательных агрегатов.

Одним из эффективных методов повышения экономичности работы транспортных дизелей на режимах преимущественной эксплуатации является совершенствование механизма газораспределения в направлении создания гибкого привода клапанов.

Основные конструктивные преимущества такого типа привода заключаются в упрощении компоновки крышки цилиндра (головки блока цилиндров), снижении динамических нагрузок, уровня шума и затрат металла, повышении уровня автоматизации за счет регулирования в требуемом диапазоне фаз газораспределения и закона движения клапанов.

1. Двигатели внутреннего сгорания. Под. общ. ред. А.С. Орлина. Л.: Машиностроение, 1988. 420 с.

2. Балабин В. Н. Альтернативные немеханические системы газораспределения для дизелей / Мир транспорта, № 2, 2004, с. 52-57.

3. Патент на изобретение № 2146010 от 27 февраля 2000 г. Двигатель внутреннего сгорания. Грабовский А. А.

Использование гидрообъемных трансмиссий в конструкции автотранспортных средств

Курмаев Р.Х., Петров С.Е.

ОАО «НАМИ-Сервис», МГТУ «МАМИ»

Использование того или иного варианта схемы соединения насосов и гидромоторов в гидрообъемной трансмиссии (ГОТ) обусловлено, в первую очередь, назначением автотранспортного средства, особенностями работы ГОТ (бортовая система поворота, дифференциальная связь между ведущими колесами, секционный блокированный привод и др.), требованиями по диапазону регулирования трансмиссии, а также параметрами гидромашин и номенклатурой гидроагрегатов, находящихся в распоряжении разработчика.

На основании результатов проведенного обзора гидрокинематических схем ГОТ проанализируем несколько основных их вариантов, которые позволяют максимально реализовать потенциальные преимущества ГОТ. Как отмечалось, выбор схемы ГОТ во многом зависит от назначения автотранспортного средства (АТС), целей и задач, которые планируется решать с его помощью. Так, например, авиационный тягач, автомобиль повышенной проходимости (АВП) по грунтам с низкой несущей способностью, АВП для транспортировки вооружения могут иметь разные гидравлические схемы.

Одним из главных преимуществ ГОТ по сравнению с механической трансмиссией является имеющаяся в ней возможность принудительного бесступенчатого изменения (регулирования) ее передаточного числа. За счет этого система автоматического управления ГОТ может осуществлять регулирование распределения крутящих моментов по колесам АТС по желаемому закону с учетом текущих значений характеристик контакта «колесо-грунт» под каждым из ведущих колес.

В качестве примера практической реализации на рисунке 1 приведена схема ГОТ автомобиля высокой проходимости с колесной формулой 4×4, в которой количество насосов и контуров, равное числу ведущих колес.

Для АТС с большим числом ведущих колес такой вариант ГОТ конструктивно трудно-

Раздел 1. Наземные транспортные средства, энергетические установки и двигатели. выполним.

Рис. 1. ГОТ автомобиля высокой проходимости с индивидуальным приводом каждого

колеса: ГА — система гидроавтоматики

Другим примером ГОТ является схема сочлененной машины НАМИ-0352 8×8, изображенная на рисунке 2, где гидрообъемный привод сочетается с механическим.

Рис. 2. ГОТ сочлененного автомобиля НАМИ-0352 8×8 с тележечной схемой привода

По этой схеме все колеса одной тележки (обычно 4) имеют общий привод от своей ГОТ. Связь между осями внутри тележки — механическая блокированная (ввиду вероятности полного вывешивания одной из осей). Межтележечная связь — гидравлическая блокированная (раздельный привод обслуживающих тележки насосов) или дифференциальная (контуры обоих насосов объединяются в общую гидросистему с помощью клапанов кольцевания «К»). Межколесная связь — через механические дифференциалы повышенного трения «Д».

Гидравлическая связь насоса ГОТ задней секции с соответствующими гидромоторами обеспечивается через шарнирно-поворотное соединение (с 3-мя степенями свободы) «ПС» с торцевыми гидравлическими уплотнениями каналов подводимых к ним гидролиний.

Рассмотренная схема не предусматривает раздельного подвода мощности и крутящего момента к каждому отдельному колесу с индивидуальной «гибкой» их регулировкой по оптимальным законам. Повышению проходимости автомобиля с подобной схемой трансмиссии содействуют блокированные межтележечный и внутритележечный приводы, межколесные дифференциалы повышенного трения, шарнирное сочленение секций (уменьшаются затраты мощности на колееобразование при повороте, улучшается курсовая управляемость, повышается стабильность траектории движения при повороте, при застревании возможно взаимное складывание секций — боковая «раскачка»). Кроме того, упрощается гидросистема (меньшее количество насосов, гидромоторов, блоков гидроавтоматики).

Рекомендуется к прочтению  Промежуточный вал – как он работает в коробке передач?

Данная схема трансмиссии может быть рекомендована для применения на многоколесных сочлененных автомобилях высокой проходимости, выполненных по мостовой схеме, использующих стандартные мосты с блокируемыми межколесными дифференциалами. При этом легко достигается полная (жесткая) межосевая блокировка. Недостатком данной схемы является наличие межколесных механических нерегулируемых дифференциалов (с постоянным значением коэффициента блокировки).

Полностью гидродифференциальный привод всех колес, образованный путем связи всех гидромоторов с общей магистралью, обладает всеми свойствами, присущими дифференциальному приводу механической трансмиссии (в частности, изменением частоты вращения каждого из колес в соответствии с условиями движения автомобиля: криволинейное движение, движение по неровностям и т. п.). Однако такая схема ГОТ наследует и недостатки, присущие механическому полностью дифференциальному приводу. В частности, при преодолении рвов и значительных по высоте профильных препятствий, когда одно или часть колес «вывешивается» (теряют контакт с грунтом и, соответственно, сцепление с ним), крутящие моменты на всех колесах становятся равными нулю.

Стремление преодолеть недостатки, присущие полностью гидродифференциальному приводу колес, привело, как и в механических трансмиссиях, к созданию комбинированных схем ГОТ. В этом случае все колеса полноприводного автомобиля разбиваются на группы, в пределах которой связи между колесами гидродифференциальные, а связь между группами эквивалентна аналогу механической блокированной связи, поскольку каждая группа колес приводится от отдельного насоса, не имеющего гидравлической связи с гидроконтурами других групп колес (рис. 3). С точки зрения повышения надежности движения автомобиля по местности, желательно иметь не менее трех групп колес. Поэтому такая схема предпочтительна для автомобилей с большим числом осей (более пяти).

Для автомобилей с колесной формулой 6×6; 8×8; 10×10 в ОАО «НАМИ-Сервис» была разработана комбинированная схема ГОТ, когда в группу объединены два колеса одной условной оси, образующие с насосом своеобразный гидромодуль (рис. 4).

Трансмиссия автомобилей с такой гидрокинематической схемой ГОТ представляет собой совокупность однотипных гидромодулей, что облегчает комплектование и отладку ГОТ, и, что самое главное, позволяет повысить надежность движения по грунтам с низкой несущей способностью.

В этом варианте трансмиссии число насосов вдвое меньше числа ведущих колес, что

Раздел 1. Наземные транспортные средства, энергетические установки и двигатели. конструктивно рационально. Регулирование распределения крутящих моментов по мостам осуществляется за счет разницы передаточных чисел гидроконтуров. В этом случае происходит перераспределение мощности между мостами при сохранении суммарной подводимой мощности от двигателя.

Рис. 3. Гидрокинематическая схема ГОТ с комбинированным гидродифференциальным приводом колес

Рис. 4. Модульный принцип построения ГОТ

При движении по дорогам с твердым покрытием все модули гидрообъемной трансмиссии могут закольцовываться в единую гидросистему. В этом случае образуется полная гидродифференциальная связь между всеми ведущими колесами, что исключает циркуляцию мощности без принятия каких-либо дополнительных мер со стороны автоматической системы управления ГОТ.

В качестве примера практической реализации этой схемы на рисунке 5 изображена схема ГОТ автомобиля высокой проходимости «Гидроход-49061».

Разумеется, рассмотренными типами гидрокинематических схем все их многообразие не исчерпывается. Такие схемы являются компромиссом между требованиями, предъявляемыми к автомобилю в соответствии с предполагаемыми условиями его эксплуатации, и свойствами ГОТ с ее достоинствами и недостатками.

Рассмотрим конкретный пример выбора схемы ГОТ в зависимости от поставленной задачи. Допустим, требуется спроектировать АТС для перевозки грузов массой 20 тонн по грунтам с низкой несущей способностью, например, в условиях Крайнего Севера. Дополнительное условие: данное транспортное средство не должно наносить серьезный вред почве при движении.

Рис. 5. Трехмодульная схема ГОТ автомобиля «Гидроход-49061»

После анализа множества кинематических, силовых и энергетических показателей можно выделить три компоновочные схемы:

1. автономное транспортное средство с гидрообъемным приводом колес (с расположением силовой установки и ее инфраструктуры, а также двух кабин управления и местом для размещения груза на общей раме);

2. активный полуприцеп с гидрообъемным приводом колес и опорой передней части рамы на седельное устройство тягача;

3. активный прицеп с гидрообъемным приводом колес и расположением насосной станции на самом прицепе.

Автономное транспортное средство обладает повышенной проходимостью, малой длиной автопоезда, возможностью движения вперед и назад без осуществления разворота, удобством управления и маневрирования. Но АТС, изготовленное по такой схеме будет иметь высокую стоимость и сложную конструкцию.

Второй вариант АТС с активным полуприцепом требует использования специально подготовленного седельного тягача, обеспечивающего на прицепном звене приводы тормозов, подкачку шин и другие функции. АТС будет иметь неудовлетворительную маневренность вследствие большого радиуса поворота и опасность складывания при движении задним ходом. Также неизбежно загрязнение быстроразъемных муфт трубопроводов между полуприцепом и тягачом, что может вызвать преждевременный выход из строя дорогостоящих насосов и гидромоторов, входящих в состав ГОТ.

Конструкция транспортного средства по третьей схеме с размещением насосной станции ГОТ на прицепе имеет привод от автономного или основного двигателя тягача через механическую передачу, проходящую через сцепное устройство (рис. 6). При этом необходимо использовать беззазорное соединение в узле сцепки.

Преимуществом такого варианта является то, что возможна автономная эксплуатация элементов автопоезда, то есть разъединение тягача и прицепа. В результате уменьшаются временные затраты на погрузочно-разгрузочные работы: есть возможность избежать простоев, так как водитель тягача можно уехать с заранее загруженным прицепом.

Также возможна компоновка полностью автономного прицепа, двигатель расположен непосредственно на нём. Это позволяет снизить вес и металлоемкость механического привода «ДВС-насос». Также увеличится свободное пространство на тягаче и отсутствует потреб-112 Известия МГТУ «МАМИ» № 2(8), 2009

Раздел 1. Наземные транспортные средства, энергетические установки и двигатели. ность в карданных валах большой длины, что позволит снизить вибрацию (рис. 7).

Рис. 6. АТС с активным прицепом с гидрообъемным приводом колес (насосная станция расположена на прицепе)

Элементы единой системы управления

Рис. 7. Автомобиль высокой проходимости (АВП) с размещением двигателя и насосной

станции на прицепе

К преимуществам данной схемы относятся:

• самодостаточность (если силовой агрегат расположен на прицепе);

• возможность использования существующих короткобазных балластных тягачей или АВП с полезным грузом в качестве тягача (с доработкой сцепных устройств).

Данная компоновочная схема позволяет использовать практически любой тягач. Гидравлическая система полностью герметична, что позволит продлить срок службы гидроагрегатов, а также отсутствует потребность в дополнительных фильтрах очистки рабочей жидкости.

ГОТ находят применение в конструкции АТС. Многообразие компоновок позволяет подобрать необходимый вариант схемы для решения поставленной задачи. С помощью ГОТ

Раздел 1. Наземные транспортные средства, энергетические установки и двигатели. можно решать вопросы, связанные с активизацией колес АТС, там, где сложно или практически невозможно применить механическую трансмиссию.

Преимущества, получаемые от установки ГОТ на транспортных средствах, можно разделить на две группы. К первой группе относятся преимущества, получаемые от применения ГОТ как от одного из видов бесступенчатой широкодиапазонной трансмиссии, т.е. присущие бесступенчатой трансмиссии как таковой. Вторая группа включает дополнительные преимущества, получаемые от применения ГОТ как разновидности трансмиссии, т. е. присущие только гидрообъемному приводу.

К первой группе относятся следующие основные преимущества:

1. Бесступенчатое, без разрывов потока мощности, изменение подводимого к движителям крутящего момента, следствием чего являются повышение средних эксплуатационных скоростей движения по бездорожью за счет лучшего использования мощности двигателя, снижение уровня разрушающего воздействия на почву и растительный покров, а также улучшение удобства управления автомобилем.

2. Возможность обеспечения работы двигателя и трансмиссии в оптимальном режиме, т. е. в режиме, являющемся компромиссом таких требований, как минимальный расход топлива, минимальная токсичность отработавших газов, оптимальный тепловой режим и т. п. Это, в частности, дает возможность использования в качестве приводного двигателя силовых установок с низким коэффициентом приспособляемости, в том числе высокоскоростных (например, одновальных газовых турбин).

3. Возможность обеспечения индивидуального регулируемого привода каждого колеса (каждого элемента движителя), причем регулирование можно осуществлять, в частности, в соответствии с текущими сцепными возможностями каждого колеса с грунтом, что повышает проходимость и тягово-динамические свойства автомобиля. Кроме того, в этом случае появляется возможность повышения маневренности автомобиля при движении по бездорожью за счет осуществления бортового поворота, вплоть до разворота на месте вокруг центра тяжести.

Ко второй группе можно отнести следующие основные преимущества:

1. Жесткая кинематическая и силовая характеристика ГОТ, приближающаяся к характеристике механической бесступенчатой передачи, и малая инерционность привода, что существенно снижает динамические нагрузки в трансмиссии при изменении режима работы. Следствием этого является возможность реализации управления передаточным отношением привода с высокой точностью по любому заданному закону.

2. Свобода компоновки ГОТ на автомобиле.

3. Возможность длительной работы (без ограничений) с малой «ползучей» скоростью, составляющей для автомобилей высокой проходимости 0,5. 0,75 км/ч, а также на «стоповом» режиме (например, упор транспортного средства в препятствие) без перегрева ГОТ. В этом случае на ведущих колесах развивается максимальный крутящий момент при частоте их вращения, равной нулю, потребляемая мощность незначительна, а приводной двигатель работает фактически на холостых оборотах (подача насосов идет только на восполнение утечек и перетечек).

4. Простота получения быстрого (около 0,12 с) и симметричного по моментным и кинематическим параметрам реверса, что позволяет производить энергичную «раскачку» застрявшего автомобиля без разрыва потока мощности.

5. Умеренные массогабаритные показатели агрегатов и ГОТ в целом, особенно на автомобилях с колесной формулой 8×8 и выше.

6. Надежность работы гидропривода, малая зависимость его работоспособности от внешних факторов (хорошая пылевлагозащищенность), возможность работы под водой.

7. Отсутствие необходимости в обслуживании в процессе эксплуатации ГОТ (кроме смены фильтроэлементов через 200.300 ч и рабочей жидкости через 2000.2500 ч).

8. Безопасность эксплуатации ГОТ (струя прорвавшейся в аварийной ситуации рабочей жидкости обладает малой накопленной энергией и не расширяется).

9. Удобство осуществления отбора мощности.

10. Наличие контролируемых и стабильно регулируемых мер защиты ГОТ от перегрузок, динамических ударов, толчков и др.

1. Шухман С. Б., Соловьев В. И., Прочко Е. И. Теория силового привода колес автомобилей высокой проходимости. М., Агробизнесцентр, 2007, 336 с.

2. Шухман С. Б., Лепёшкин А. В., Курмаев Р. Х. Гидрообъёмный привод большегрузных полноприводных автомобилей для эксплуатации на грунтах с низкой несущей способностью. Приводная техника, 2007, № 6.

3. Шухман С. Б., Анкинович Г. Г., Соловьёв В. И., Прочко Е. И. Полноприводный автомобиль с гидрообъёмной трансмиссией. Журнал ААИ, 2003, № 6.

Комплексная оценка влияния закона распределения мощности по колесам полноприводного автомобиля на его эксплуатационные характеристики.

проф. д.т.н. Бахмутов С.В., Гусаков Д.Н.

В связи с большими объемами транспортной работы, приходящейся на автомобили с полноприводными трансмиссиями, актуальными становятся задачи выбора параметров привода с целью улучшения эксплуатационных характеристик автомобиля. Очевидно, что автоматизация систем автомобиля требует создания управляющих алгоритмов, отвечающих различным условиям эксплуатации. В отношении трансмиссии выбор параметров, характеризующих специфику привода, может быть выполнен как для задания предварительных настроек традиционных механических трансмиссий, так и для создания динамических законов управления «гибким индивидуальным приводом»2.

Традиционно, для автомобилей повышенной проходимости первичной задачей считается улучшение тяговых возможностей, при этом допускается некоторое ухудшение ряда характеристик, например, поворачиваемости транспортного средства при применении блокированного привода, повышенного негативного воздействия на грунт и т. д. Возможности полноприводных трансмиссий с индивидуальным подводом мощности к ведущим колесам позволяют выбирать параметры управления таким образом, чтобы смещать приоритет в сторону тех или иных эксплуатационных показателей. Цель предлагаемого метода — исследование комплекса свойств автомобиля в зависимости от законов управления гибким интеллектуальным приводом с целью выявления локальных областей улучшения по каждому из исследуемых свойств, а также их корреляции, с тем, чтобы предложить математический инструмент по решению прикладных частных задач.

Иными словами, целью данного исследования является разработка и отладка методики аналитического поиска оптимальных законов распределения мощности между ведущими колесами полноприводного автомобиля в зависимости от назначения и условий эксплуатации.

Для проработки практического базиса представленного исследования был выбран экспериментальный полноприводный автомобиль «Гидроход»3 с гидрообъемной трансмиссией

2 Термин, получивший распространение в последнее время в связи с появлением опытных и серийных разработок гидростатических (гидрообъемных) и электрических трансмиссий с индивидуальным подводом мощности к ведущим колесам.

3 «Гидроход» (разработан и построен специалистами ОАО «Инновационная фирма ‘НАМИ-Сервис’» совместно с АМО ЗИЛ и при участии МГТУ «МАМИ») предсталяет собой полноприводный автомобиль типа 6х6 с полнопоточной гидрообъемной трансмиссией с электронной системой управления. Приводной двигатель внутреннего сгорания развивает максимальную мощность № = 187 кВт (252 л.с.). Гидрообъемная трансмиссия (ГОТ) состоит из 3-х аксиально-плунжерных регулируемых, реверсивных и обратимых насосов и 6-ти аксиально-

Logan 4×4 — Renault испытывает трансмиссию с гидроприводом

Logan 4x4 — Renault испытывает трансмиссию с гидроприводом

Сергей Знаемский

Хотите полноприводный Logan или Sandero Stepway? Но оснащать их трансмиссией от Дастера нерентабельно: слишком дороги и тяжелы узел отбора мощности в коробке передач, карданный вал, задний редуктор с дифференциалом. Тем не менее весной этого года в Тольятти доставлены для ходовых испытаний две полноприводные машины, Logan и Sandero, — причем с задним приводом на основе экзотической гидрообъемной трансмиссии!

В гидрообъемных передачах усилие от двигателя к ведущим колесам передает рабочая жидкость под высоким давлением, напор которой создается насосом и реализуется в виде крутящего момента на валу гидромотора. Одним из достоинств такой схемы являются компактность и отсутствие механической связи между двигателем и колесами — можно обойтись без раздаточной коробки и карданного вала, а также без больших переделок пола кузова и задней подвески. Кроме того, гидрообъемные трансмиссии позволяют реализовывать высокий крутящий момент на низкой скорости.

Однако есть и существенные минусы, главный из них — двойное преобразование энергии и, как следствие, низкий суммарный КПД (примерно 70%), который снижается в режимах максимального крутящего момента и с ростом скорости. А еще гидронасосы и гидромоторы недешевы и нуждаются в высококвалифицированном обслуживании. Поэтому гидрообъемные трансмиссии на серийных легковых автомобилях до сих пор не применялись, хотя давно и широко используются на спецтехнике — в сельском хозяйстве, строительстве и транспорте для негабаритных грузов.

В Renault, скорее всего, испытывают узлы и агрегаты французской компании Poclain Hydraulics, известного производителя строительной техники. Например, Poclain c 2005 года поставляет компаниям Renault Trucks, MAN, Mercedes-Benz и Volvo вспомогательную трансмиссию под торговой маркой AddiDrive — c гидромоторами для установки в ступицы передних колес тяжелых грузовиков. А после поглощения компаний Tork и FAM инжиниринговое подразделение фирмы Poclain выступает подрядчиком для проектирования и постройки гоночных автомобилей и концепт-каров Renault и Dacia. И в качестве дилерской опции предлагает установку механических самоблокирующихся дифференциалов на массовые автомобили Renault, Dacia, Nissan, Peugeot, Citroen, Fiat и Mercedes.

С 2013 года подразделение Poclain Powertrain предлагает компактное исполнение системы AddiDrive — специально для легковых машин и легких коммерческих автомобилей. В нем предусмотрен монтаж компактного гидронасоса (диаметром 130 мм) в штатную коробку передач, а сзади — установка либо одного 30-киловаттного гидромотора с дифференциалом и полуосями (по нашим данным, как раз такой вариант выбран для Логана), либо пары мотор-колес. Рабочее давление в системе — 450 бар. В обычных дорожных условиях гидропривод не активен, так что автомобиль остается обыкновенным переднеприводником. А подключается он автоматически при пробуксовке передних колес и работает на скоростях до 40 км/ч.

Интересно, что эксперименты с гидрообъемной трансмиссией в 2013 году вела и группа PSA Peugeot Citroen, правда, в сотрудничестве с компанией Bosch. Гидромотор на концепт-каре Peugeot 2008 HYbrid Air был применен не ради полного привода, а в качестве компонента гибридной трансмиссии. Насос с приводом от традиционной коробки передач закачивал масло в гидроаккумулятор, сжимая газ. При движении в городе для экономии топлива этот процесс запускался в обратном направлении: сжатый азот, расширяясь, нагнетал масло в гидромотор, также встроенный в коробку передач. Двигатель внутреннего сгорания при этом не работал. Компании Peugeot и Citroen построили несколько ходовых образцов, но в итоге проект был заморожен из-за высокой стоимости системы и низкого потенциального спроса.

Компания Poclain утверждает, что себестоимость ее гидрообъемного полного привода вдвое меньше, чем у традиционного механического, а масса не превышает 40 кг. Однако система AddiDrive пока не нашла массового применения — сейчас ее предлагают только для доработки фургонов Peugeot Boxer.

Станут ли Logan и Sandero первыми серийными легковушками с гидроприводом задних колес? Если такие модификации и попадут на конвейер АвтоВАЗа, то не раньше 2018 года.

Источник https://extxe.com/8336/avtomaticheskie-korobki-peredach-klassifikacija-harakteristiki/

Источник https://cyberleninka.ru/article/n/ispolzovanie-gidroobemnyh-transmissiy-v-konstruktsii-avtotransportnyh-sredstv

Источник https://autoreview.ru/articles/kak-eto-rabotaet/logan-4×4-renault-ispytyvaet-transmissiyu-s-gidroprivodom

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: