Новости
На самом ли деле Землю ждет малый ледниковый период? Ученые спорят, почему погода сошла с ума и что именно нас ждет. 11.12.2018
В Украине утвердили новые строительные нормы для удобств инвалидов Новые нормы начнут действовать с весны 2019 года. 11.12.2018
В феврале придут уже обновленные платежки на тепло и горячую воду НКРЭКУ утвердила новые тарифы на горячую воду и тепло для 18-ти теплокоммунэнерго 11.12.2018
Украинские инженеры создали для армии чрезвычайно легкий внедорожник (ФОТО) Неравнодушные украинские волонтеры скооперировались с участниками антитеррористической операции полка «Азов» и создали... 11.12.2018
Ирак пообещал скорый рост цен на нефть, - Reuters По мнению министра нефти Ирака, в ближайшем будущем ожидается прекращение падения мировых цен на нефть и начало... 11.12.2018
"Желтые жилеты" во Франции требуют выйти из НАТО Участники массовых протестов во Франции, известные как "желтые жилеты", обнародовали список требований к властям... 11.12.2018
В Украине в ближайшие дни значительно ухудшится погода В Украине 12 и 13 декабря ожидается ухудшение погодных условий из-за перемещения на территорию страны южного циклона. 11.12.2018
Дональд Туск решил созвать саммит ЕС из-за Brexit В Брюсселе отреагировали на отмену голосования в британском парламенте относительно соглашения с ЕС об условиях Brexit. 10.12.2018
Агентство Bloomberg назвали торговую войну США и Китая основной угрозой для мировой экономики Аналитики определили главные риски, которые могут негативно повлиять на мировую экономику в будущем году. 10.12.2018
Google совместно с Levi's разработали куртку, которая ищет потерявшийся телефон (ВИДЕО) Теперь вам не будет казаться, что вы потеряли телефон 10.12.2018




Магазин сантехники
Предлагаем купить сантехнику в Киеве. Отличная цена!
dushik.com.ua

Курс банковских металлов НБУ Курсы валют Стоимость нефти (ICE)
грн./тр.унциюИзм., %
Золото33970.671-0.317
Серебро403.595+0.875
Платина23487.475+0.062
 ПродажаПокупкаНБУ
USD28.00027.75027.796
EUR32.13031.50031.554
RUB0.4400.3300.423
$/баррельИзм., %Дата
BRENT60.18+2.35Nov
WTI67.49-0.8446Aug
GAS OIL630.25-0.5157Aug
Эксперт-Авто / №49-50(331) 26 ДЕКАБРЯ 2011
Транс-революция    Печатная версия    в избранное
ТРАНСМИССИИ
Бензиновые моторы исчерпали свой параметрический запас. Поэтому дальнейшее улучшение динамических и экологических характеристик автомобилей во многом будут определять трансмиссии

Инженеры ведущих автомобильных корпораций уделяют коробкам переключения передач (КПП) едва ли не больше внимания, чем моторам. Это объясняется тем, что бензиновые двигатели достигли физического предела экономичности и мощностей — повторяется ситуация конца 1940-х годов, когда по той же причине авиация начала переход с поршневых двигателей на реактивные.

У дизелей, как убедился «Эксперт» на Токийском автосалоне, параметрический запас еще остался. Однако при современных темпах развития технологий он тоже скоро исчерпается. Лет через пять-семь.

Без альтернативы

Присущие двигателям внутреннего сгорания (ДВС) принципиальные ограничения можно обойти с помощью альтернативных силовых агрегатов. Сегодня большинство новых схем находится на стадии внедрения, для которой характерны многочисленные «детские болезни».

Важнейший тренд в мире механики — массированный переход на шестиступенчатую коробку переключения передач. Это позволяет оптимизировать параметры двигателя

Гибридные силовые агрегаты, будучи компромиссным решением, унаследовали недостатки авто- и электромобилей (electric vehicle — EV). К тому же они не решают многочисленных автомобильных проблем.

Широкому распространению электромобилей препятствует дороговизна батарей, отсутствие зарядной инфраструктуры, противодействие нефтяных картелей, не желающих терять прибыли с триллионных оборотов, и нерешенность вопроса утилизации использованных батарей.

Говорить о массовом распространении «водородных» машин говорить и вовсе не приходится. Процесс получения, транспортировки и хранения жидкого водорода опасен и дорог. К тому же халатность персонала водородной автозаправочной станции (АЗС) может стать причиной крупной техногенной катастрофы.

Стоит признать, что классический ДВС еще долго будет нашим спутником, а наиболее реальным способом значительного улучшения параметров автомобилей является трансмиссионная революция.

Механика (МКПП)

Коробки с ручным выбором передач, именуемые в народе «механикой» (МКПП), на первый взгляд, устарели. Но именно они гарантируют максимальную эффективность ДВС. Кроме того, МКПП обеспечивают полный контроль над автомобилем в экстремальных условиях. Наконец, при прочих равных условиях они на одну-три тысячи долларов дешевле автоматизированных аналогов. Для сегмента бюджетных авто, где борьба идет за каждый доллар, это огромная сумма.

Важнейший тренд в мире «механики» — массированный переход на шестиступенчатые коробки. Это позволяет более точно оптимизировать параметры двигателя, достигнуть лучшей динамики при малом литраже двигателя, сократить расход топлива и нагрузку на экосистему. Кстати, половина из протестированных «Экспертом» моделей среднего и премиального классов оснащена шестиступенчатыми коробками передачи.

Но шесть ступеней — не предел. На автосалоне в Лос-Анджелесе мы увидели спорткар 2012 Porsche Carrera — первый серийный автомобиль с семиступенчатой МКПП. Учитывая, что апробированные на спорткарах новинки со временем приходят в «цивильный» автопром, появление подобных агрегатов на массовых моделях можно прогнозировать в ближайшие пять лет.

Принцип работы механической КПП

Автоматы (АКПП)

Принцип работы АКПП сложен, поэтому ограничимся кратким рассмотрением гидротрансформатора (ГТ) — одного из важнейших узлов АКПП.

Гидротрансформатор, вход которого подключен к валу двигателя, позволяет в широких пределах менять скорость вращения «выходного» вала и тем самым регулировать крутящий момент, передаваемый на планетарную передачу. Именно в ней происходит изменение передаточных чисел. Поскольку ГТ является эффективным демпфером, при прочих равных условиях «автоматы» продлевают моторесурс двигателя и служат дольше, чем механические коробки передачи.

Однако ГТ обладает инерционностью, которая заметно ограничивает динамику автомобиля — оснащенные «автоматом» легковые авто обычно разгоняются медленнее механических версий. Но что значительно хуже, гидротрансформатор увеличивает «аппетит» силового агрегата. Например, новый Citroen C4, оснащенный четырехступенчатой АКПП, показал на тестах «Эксперта» средний расход 11,5 л/100 км, в то время как его механический собрат потреблял менее десяти литров на «сотню». При годовом пробеге 30 тыс. км это означает, что владелец «автоматического» С4 сожжет на 450 литров бензина больше, чем его коллега с МКПП.

Увеличение числа передач частично компенсирует инерционность ГТ и повышает общий коэффициент полезного действия трансмиссионной системы. Поэтому современные автомобили бизнес-класса и выше оснащаются шести- и даже семиступенчатыми АКПП. Кроме того, характеристики «автомата» заметно улучшаются с помощью электроники — многие АКПП имеют собственный компьютер.

Наконец, заметного улучшения разгонной динамики можно добиться при помощи секвентальных трансмиссий (именно так называется ручное переключение передачи при помощи рукоятки или лепестков на руле), позволяющих водителю выбирать передачи по собственному усмотрению. Проблема заключается в том, что если в механике одна дополнительная передача обходится в 300–500 долларов, то для АКПП этот показатель достигает 1200–1500 долларов. Именно по этой причине мировой автопром усердно ищет замену «автоматам».

Трансмиссия премиального седана BMW ActiveHybrid 750 Li: (1) электродвигатель, (2) гидротрансформатор, (3) 8-ступенчатая АКПП

Я — робот!

Альтернатива номер один — роботизированные коробки переключения передач (РКПП). Огромное преимущество РКПП заключается в том, что роботы разрабатываются и выпускаются на базе серийных механических КПП. Это дает возможность применять имеющееся технологическое оборудование и значительно снизить стоимость РКПП в сравнении с «автоматом».

Если говорить просто, то робот — это механика, у которой функции педали сцепления делегированы гидравлическому или электромагнитному приводу.

Роботы заметно экономичней «автоматов», а в некоторых случаях превосходят по данному параметру классическую механику. Поэтому робот мог бы стать достойной альтернативой АКПП, если бы не одно «но»: переключение передач в автоматическом режиме сопровождается ярко выраженным провалом разгонной динамики. Особенно это характерно для роботов с электромагнитным управлением. Такие агрегаты стоят, например, на Opel Meriva предыдущего поколения.

Роботы с гидравлическим управлением в этом плане более комфортны, но имеют гидротрансформатор — устройство, повышающее «аппетит» автомобиля. Так, роботизированная микролитражка Chery QQ при пробеге в сто километров потребляет на 0,6–0,8 литра больше бензина, чем ее «механическая» сестра. Наконец, ЭМ-роботы первого поколения сделаны так, что при отказе электромагнита (соленоида) или управляющего элемента (транзистора, тиристора и пр.) на СТО будут менять не отдельно взятую деталь, а весь контроллер плюс соленоид с арматурой. А это дорого.

Роботы второго поколения (преселективные) агрегатируются с двойным сцеплением (наиболее распространенная аббревиатура — DSG). Принцип работы DSG прост: диски и шестерни, отвечающие за включение четных и нечетных передач, разведены в разные блоки. Как только компьютер сочтет, что приходит время перехода с четвертой на пятую передачу, электромагниты подтянут шестерню пятой передачи к нечетному диску, а четный диск — к шестерне четвертой передачи. В нужный момент происходит мгновенное (0,1–0,25 секунды) отключение четной и подключение нечетной передачи. В результате почти исчезает трансмиссионный рывок и повышается экономичность — в сравнении с механикой DSG-роботы снижают потребление топлива примерно на десять процентов.

Однако конструкция таких агрегатов сложна, поэтому в сравнении с механикой использование DSG-робота увеличивает стоимость авто Golf-класса на две тысячи долларов. При этом сами сцепления ремонту не поддаются — и в случае поломки меняются полностью.

Вариаторы (CVT)

Несмотря на перспективность DSG-роботов, их высокая стоимость заставила инженеров искать новые конструктивные решения. Как это часто бывает, инновации отыскались в архиве.

Первые серийные автомобили с вариатором появились в Великобритании в 1923 году и выпускались на протяжении пяти лет. После войны их эстафету подхватил мини-седан DAF600 с клино-ременной передачей Variomatic. Однако первые опыты по применению CVT оказались неудачными.

Дело в том, что изначально вариатор, запатентованный в 1886-м, предназначался для промышленности и сельского хозяйства. Это обусловило ограниченный ресурс агрегата и необходимость в его частом обслуживании. В полевых условиях менять приводные ремни комбайна и трактора каждые 300–500 км труда не составляло, но для современного легкового авто такой сервисный алгоритм неприемлем.

Усовершенствование вариаторов произошло благодаря автоспорту, и после доводки на гоночных треках подобные узлы вернулись в 1987 году на «цивильные» авто. В первую очередь на Ford Fiesta и Fiat Uno.

Во второй половине 1990-х началось повальное увлечение всех ведущих производителей CVT. Почему?

Вариаторы малоинерционны, что обеспечивает машине лучшую разгонную динамику. По экономичности они превосходят даже МКПП, в чем «Эксперт» убедился на параллельных тестах «механического» моноприводного Nissan Juke и его полноприводной CVT-турбоверсии. В штатных режимах эксплуатации у вариаторного Juke расход топлива был заметно меньше.

Суть работы вариатора описана еще Леонардо да Винчи. Приводной ремень свободно перемещается между двумя коническими шкивами — ведущим (насажен на двигатель) и ведомым (механически связан с ведущей осью). В начале движения один конец ремня расположен в самой широкой части ведущего шкива, второй — в самой узкой части ведомого. При этом CVT действует, как понижающая передача, передавая на ведущую ось максимальный крутящий момент. На максимальной скорости движения всё происходит с точностью до наоборот: вариатор превращается в повышающую передачу.

Принцип работы вариатора (СVT). А. Боковины ведущего шкива (1) раздвигаются, уменьшая его диаметр. При этом диаметр ведомого шкива (2) максимален и CVT работает, как понижающая передача. Б. Состояние шкивов при максимальной скорости движения. Цифрой (3) отмечен приводной шкив

Неожиданно серьезной проблемой при внедрении CVT оказалась психология водителей, не готовых управлять автомобилем, у которого нет рукоятки трансмиссии и присутствует, как в троллейбусе, передний ход и реверс. Поэтому производители пошли на хитрость и оснастили CVT виртуальными передачами.

Стóят вариаторы в полтора-три раза дороже МКПП, хотя уже существуют агрегаты, близкие по цене к шестиступенчатой механике. К сожалению, широкому распространению CVT препятствует малоизвестный фактор. Имея очень простую конструкцию, вариаторы требуют высочайшего качества изготовления каждой детали. К тому же, невзирая на бесконечное (в теории) число передач, настройка CVT производится всё-таки по реперным точкам. Малейший сбой калибровки приводит к тому, что вариатор вначале работает атипично (например, крутит мотор до 4500 об./мин. при скорости движения 80 км/ч), а потом останавливается. Поэтому обслуживать машину, оснащенную CVT, можно исключительно на фирменных СТО, имеющих калибровочные стенды и специальное программное обеспечение.

Отсюда вытекает два очень важных вывода. Первый: нельзя приобретать «серые» автомобили с CVT. Из-за различий в законодательствах и конструкциях процесс калибровки вариатора, предназначенного для американского рынка, будет отличаться от европейского. Второй: не стоит покупать «вариаторные» авто на вторичном рынке. Если предыдущий владелец прозевал срок замены CVT-жидкости, то с высокой степенью вероятности можно утверждать: старый вариатор придется выбросить!

Электромеханическая трансмиссия (ЭМТ)

Гибридный силовой агрегат электромобиля Toyota Prius (вверху — литий-ионная батарея)

Идея о ее создании зародилась еще в 1898 году, когда выпускник Венского университета Фердинанд Порше разработал первый в мире гибридный автомобиль Lohner-Porsche. Гибрид Порше имел силовой агрегат, состоявший из двух электромоторов, размещавшихся в ступицах передних колес. Поскольку емкости свинцовых батарей хватало на час езды со скоростью 40 км/ч, молодой конструктор установил на свое детище бензиновый ДВС, спаренный с электрогенератором. Именно он давал энергию электромоторам после разрядки батарей.

Та же схема лежит в основе «революционного электромобиля» Chevrolet Volt. Как и в далеком 1898-м, скандальное дитя Детройта способно проехать на аккумуляторной батарее около 40 км. После разрядки батареи Volt работает согласно задумкам, реализованным Фердинандом Порше в конце позапрошлого века: бензиновый мотор крутит генератор, который вырабатывает ток для тягового электромотора и зарядки батареи.

ЭМТ стала основой пока что лучшего электромобиля всех времен и народов ELIICA. Детище профессора Токийского университета Кэйо Хироши Шимуцу имеет восемь мотороколес суммарной мощностью 640 «лошадей». Максимальная скорость составляет 370 км/ч при разгоне от нуля до 100 км/ч за 4,1 секунды (версия ELIICA Speed), а пробег на одной зарядке батареи — 320 км (версия Acceleration; скорость ограничена на отметке 190 км/ч). Кстати, по уровню комфорта ELIICA может конкурировать с премиальными седанами.

Кроме того, ЭМТ реализована на концептуальном электромобиле Mitsubishi Lancer Evolution MiEV. Его силовой агрегат состоит из четырех мотороколес суммарной мощностью около 300 л. с. При скорости движения 180 км/ч этот прототип способен проехать на одной зарядке аккумуляторной батареи до 250 км.

Впрочем, серийные электромобили используют более консервативную одномоторную компоновку. Например, двигатель компактного электрохэтчбека Mitsubishi i-MiEV расположен над ведущей задней осью и связан с ней через одноступенчатую трансмиссию-редуктор. Почему одноступенчатую? Ротор электромотора вращается очень быстро, поэтому его связывают с колесами через редуктор (кстати, за счет понижения угловых скоростей заметно возрастает крутящий момент). А благодаря особенностям тяговых характеристик электромотор способен выполнять функции виртуального вариатора. Что касается задней передачи, то на электромобилях она реализуется реверсированием двигателя за счет изменения фазировки (или полярности — если машина работает на постоянном токе) питания. Поэтому многоступенчатая КПП такому авто ни к чему.

Электромобиль Mitsubishi i-MiEV возле уличного терминала быстрой зарядки

Сегодня совершенно невозможно сказать, какая из трансмиссий завоюет мир: у каждой из них есть достоинства и недостатки. Ясно одно — в ближайшие годы параметры автомобилей будут во многом определяться именно коробкой передачи.



Автор: Игорь Малишевский

 печать  отправить ссылку другу  в избранное
КОММЕНТАРИИ


Нет комментариев.

ОБСУДИТЬ СТАТЬЮ



ЧИТАЙТЕ ЕЩЕ В РУБРИКЕ "ЭКСПЕРТ-АВТО"
Авангард из Поднебесной
Тест-драйв
«Эксперт» тщательно протестировал полноразмерный электромобиль BYD e6, способный до 300 км ехать без подзарядки. Эта китайская машина являет собой новый сегмент в области электромобилестроения
Электродиета
Электромобили
Электромобили продаются очень вяло. Тем не менее к их разработке и производству подключаются концерны с мировым именем, что сулит прорыв в этой области в ближайшие десять лет
Утилизация во имя корпорации
Утилизационный сбор
Какие цели преследуют борцы за автоэкологию
Заповеди автомобильного паломника
Безопасность
Соблюдая во время автомобильных путешествий несложные правила, можно свести связанные с ними расходы и риски к минимуму
Куда пойдет прокат?
Прокат
Гибель Вадима Нестерчука, основателя крупнейшего оператора по прокату автомобилей в Украине, чревата переменами в этом бизнесе
Генераторы адреналина
Тет-а-тест
Спорткары ассоциируются с многолитровыми моторами ракетной мощности. Испытания «Эксперта» показали, что для генерации адреналина достаточно 1600 «кубиков» и турбины
Летние премьеры’2013
Новинки
Семеро одного ждут
Тест-драйв
Корпорация Nissan представила новый семиместный внедорожник. «Эксперт» протестировал автомобиль на венгерских дорогах, хотя в Европе он будет продаваться исключительно на российском и украинском рынках
Спринт без обжорства
Тест-драйв
«Эксперт» протестировал в Германии третье поколение многофункционального вэна Sprinter. Новинка стала больше, экономичнее, безопаснее и при этом сохранила привлекательную стоимость
Двойной дауншифтинг
Салоны
Бедная экспозиция, катастрофическое сужение марочного портфеля и полное доминирование двух украинских финансово-промышленных групп — вот чем запомнился XXI Киевский международный автосалон SIA’2013





   карта сайта


Новости компаний
Вся правда о портативных зарядных устройствах Power Bank В новых моделях гаджетов все заметнее и заметнее улучшается качество экранов, мощность камер, устройства обрастают... 04.12.2018
Как провести выходные? Сидеть дома на выходные не очень хочется. Разве что после того, как вся рабочая неделя прошла под невероятным... 28.11.2018
Эффективное оборудование для ресторанов и бара На прибыльность любого предприятия общественного питания, влияет и привлекательный дизайн помещения, и оригинальность... 20.11.2018
Что лучше: онлайн кредит на карту или деньги в долг от частного лица
Кредит онлайн на любую карту считается наиболее распространенным видом займов. Они настолько популярны, обходят... 15.11.2018
Онлайн игровые клубы Украины 10.11.2018


Публикации
Новая партия Бродского и Насирова: за «банкет» платит госбюджет Украины 15.11.2018
Как сделать выходные яркими с ivi.ru 11.10.2018









Главная Реклама на сайте
Материалы помеченные значком имеют ограниченный доступ. Использование материалов Эксперт.UA разрешается при условии ссылки (для интернет-изданий - гиперссылки) на expert.in.ua
©2004-2018 Эксперт.in.ua   Реклама на сайте