Читать онлайн «В поисках идеальной трансмиссии»

В ПОИСКАХ ИДЕАЛЬНОЙ ТРАНСМИССИИ
В. В. Давыдов, главный конструктор ООО "Супервариатор"
Н. В. Гулиа, д. т. н. проф. , научный руководитель ООО "Супервариатор"
В. В. Стригуненко, менеджер проекта ООО "Супервариатор"
ЧАСТЬ 1. БЕССТУПЕНЧАТЫЕ ПОЛНОПОТОЧНЫЕ ТРАНСМИССИИ
Как только паровые машины на автомобилях были заменены двигателями внутреннего сгорания, перед конструкторами встала задача: как вернуть новой технике удобную «мягкую» тягу, увеличивающуюся при снижении скорости движения и достигающую максимума при трогании с места? Ведь у двигателей внутреннего сгорания пик крутящего момента приходится на среднюю часть рабочего диапазона, а на очень малых скоростях вращения двигатель вообще работать не способен (рисунок 1).

Рисунок 1. Зависимость максимальной удельной силы тяги автомобиля от скорости. Зеленая линия - идеальная тяговая характеристика. Остальные линии - тяговые характеристики автомобиля с двигателем внутреннего сгорания на различных передачах. Увеличением числа ступеней достигается получение нужного силового диапазона, а оптимальную частоту вращения двигателя при этом можно поддерживать более точно. Разрыв силового потока при переключении, который проявляется толчками при разгоне, отчасти скомпенсирован применением гидротрансформатора, а также нескольких сцеплений и тормозов в автоматических коробках передач (АКПП). В более современных и конструктивно простых коробках передач с двумя сцеплениями (DSG) непрерывность силового потока обеспечивается одновременной работой двух сцеплений при переходе между четными и нечетными передачами. Однако, даже современные АКПП и DSG в некоторых режимах движения всё же огорчают толчками. Да и частота вращения двигателя при переключениях резко изменяется, что не добавляет ему долговечности.
Каждому владельцу автомобиля приятно осознавать, что его изделие технически совершенно. Примеров, когда традиции приносились в жертву техническому совершенству, в автомобильной промышленности немного. В современную эпоху таким примером, пожалуй может быть лишь Tesla Motors. Какой же должна быть идеальная автомобильная трансмиссия, если создавать ее с чистого листа?
Во-первых, трансмиссия должна быть бесступенчатой во всем требуемом диапазоне регулирования. Передаточное отношение должно регулироваться плавно, без разрыва силового потока, и при этом достаточно быстро. Сам диапазон регулирования должен быть достаточно большим. В идеале, максимальное передаточное отношение должно стремиться к бесконечности, а минимальное передаточное отношение должно обеспечивать минимальную устойчивую частоту вращения двигателя на "крейсерской" скорости автомобиля. Только в этом случае двигатель внутреннего сгорания всегда сможет работать на оптимальной точке, обеспечивая, по необходимости, минимально возможный расход топлива, либо наилучшую динамику автомобиля.
Во-вторых, трансмиссия должна иметь наивысший коэффициент полезного действия (КПД).