Принцип работы и устройство гидромеханических коробок передач
1. Принцип работы гидромеханических «автоматов»
Мы давно привыкли к гидромеханическим «автоматам». Привычно поругиваем их за «задумчивость», за растянутые переключения… Но помним ли мы, что каждый «автомат» — это произведение инженерного искусства? Только взгляните на хитросплетения каналов гидроблоков управления, оцените качество литья и обработки поверхностей, сложность кинематических схем!
Первый шаг на пути к созданию гидромеханического «автомата» был сделан в 1903 году немецким профессором Феттингером. Он изобрел гидродинамическую передачу. Самый простой ее вариант — гидромуфта — имеет два лопастных колеса в замкнутом тороидальном объеме, заполненном рабочей жидкостью. Ведущее, или насосное, колесо приводится двигателем. Ведомое, или турбинное, связано с нагрузкой. Механической связи внутри гидромуфты нет, но кинетическую энергию от насосного колеса к турбинному передает жидкость — отброшенная лопатками насоса, она попадает на лопатки турбины и тут же возвращается обратно. И несмотря на то, что крутящий момент на турбинном колесе почти равен моменту на насосном, они могут вращаться с разной частотой.
Феттингер создавал гидромуфту для того, чтобы таким образом «развязать» судовой двигатель с гребным винтом. А нельзя ли использовать замечательные свойства гидромуфты в автомобиле? Можно, но только для смягчения рывков при трогании и при переключениях. Например, именно с этой целью гидромуфта устанавливалась перед обычной механической трехступенчатой коробкой передач в отечественном лимузине ЗИМ ГАЗ-12. Применение в автомобильных трансмиссиях нашел агрегат под названием «гидродинамический трансформатор крутящего момента». В отличие от гидромуфты, внутри гидротрансформатора уже не два, а три рабочих колеса. Третье — так называемый реактор. Это неподвижное колесо, расположенное между турбиной и насосом. В самом начале разгона, когда насосное колесо вращается существенно быстрее турбинного, неподвижные лопатки реактора «подкручивают» поток масла, позволяя гидротрансформатору плавно и бесступенчато увеличивать крутящий момент на выходе. Естественно, сохраняя неизменными обороты и крутящий момент двигателя.
Правда, когда турбинное колесо раскручивается до оборотов насосного (например, если автомобиль уже набрал скорость), неподвижный реактор создает бесполезное сопротивление — по сравнению с гидромуфтой КПД передачи снижается на несколько процентов. Поэтому автомобильные инженеры пошли на хитрость — они установили реакторное колесо на муфте свободного хода. В момент трогания с места или движения в сложных условиях муфта блокируется, а после разгона — расклинивается, и реактор начинает вращаться вместе с насосом и турбиной. То есть гидротрансформатор превращается в обычную гидромуфту, что позволяет снизить потери.
Измерение крутящего момента на вращающихся валах
... потребную мощность. Точное измерение момента осуществляют с помощью систем определяющих крутящую деформацию вала, однако такие системы бывают весьма сложны. Измерение крутящего момента на валу Один из распространенных методов измерения деформации вала является ...
Но гидротрансформатор не способен в одиночку обеспечить автомобилю необходимый диапазон изменения передаточных чисел. Пробовали ставить два трансформатора друг за другом, но потери в такой конфигурации получались слишком велики. Так что, как ни крути, а без механики гидравлике никак не обойтись — после гидротрансформатора начали устанавливать коробку передач. Как правило, планетарную — в ней переключения осуществляются путем блокировки элементов передачи между собой или на корпус коробки при помощи тормозов и фрикционных муфт с гидроприводом. Такое решение позволяет переключать передачи без участия водителя, не разрывая поток мощности через коробку при переключениях. А заведует переключениями сложная гидросистема — мощный насос с приводом от коленвала двигателя и гидроблок управления, направляющий жидкость (кстати, ту же, что используется в гидротрансформаторе) в силовые цилиндры муфт сцепления и тормозов, которые включают необходимую в данный момент передачу. На старых «автоматах» доэлектронной эры информация о необходимости переключения поступала только по двум каналам — это присоединенный к выходному валу коробки центробежный регулятор, который определял скорость автомобиля, и силовой регулятор, который по разрежению во впускном коллекторе или просто по положению дроссельной заслонки позволял оценить нагрузку на двигатель. Передачи включаются по достижении определенной скорости, значение которой корректируется в зависимости от нагрузки на двигатель. То есть, чем сильнее мы давим на педаль газа, тем позже коробка включит следующую передачу, позволив двигателю раскрутиться до больших оборотов и развить большую мощность.
Кстати, многие упрекают «автомат»: мол, недостаточно быстро включает передачи. Меж тем, конструкторы автоматических коробок с самого начала были озабочены как раз обратным — борьбой с излишне быстрым срабатыванием гидроприводов включения фрикционов! Ничего удивительного: представьте, что произойдет, если после открытия клапана масло хлынет в гидроцилиндр под давлением в десяток атмосфер, не встречая никакого сопротивления. Передача «защелкнется» мгновенно! Поэтому значительную часть гидроблока системы управления коробкой занимает так называемая система плавности включения: дроссели и гидроаккумуляторы, препятствующие слишком резкому нарастанию давления в силовых гидроцилиндрах. Кроме того, чтобы обеспечить плавное переключение передач, нельзя допускать даже кратковременного рассоединения трансмиссии — за это время двигатель успеет раскрутиться, и последующее включение произойдет с ударом. Поэтому включение следующей передачи в «автоматах» обычно производится до того, как выключается предыдущая. Это называется перекрытием передач. Его величину подбирают такой, чтобы, с одной стороны, передачи включались достаточно плавно и без рывков, а с другой — чтобы слишком большое перекрытие не привело к повышенному износу фрикционов.
Колыбелью гидромеханических «автоматов» стала богатая Америка — знаменитые коробки Hydrаmatic на автомобилях Оldsmobilе появились еще в 1940 году. А небогатой Европе в те годы было не до излишеств — «автоматы» были слишком дороги для большинства автомобилистов в Старом Свете, да и расход топлива по сравнению с «механикой» возрастал существенно. Ситуация изменилась в начале семидесятых, когда «автоматы» в Европе решил применять не только Mercedes-Benz, но и Opel, и Ford, и BMW… Производители коробок передач отреагировали моментально: Borg-Warner строит завод в английском Летчфорде, Ford — в Бордо, а GM — в Страсбурге. В Японии появилось сразу два новых производителя — Jatco и Aisin-Warner. А первенцем фирмы ZF, сегодняшнего законодателя «трансмиссионной» моды, стала автоматическая коробка модели 3НР-12 — которая копировала по конструкции одну из трансмиссий фирмы Borg-Warner. Коробка ZF собственной разработки появилась несколькими годами позже — это была поистине эпохальная модель 3НР-22, некоторые черты которой несут и самые современные трансмиссии фирмы.
Коробка передач автомобиля ГАЗ
... включения III и IV передач. Рычаг переключения передач снабжен демпфирующим устройством, устраняющим его дребезжание при резонансе на больших оборотах двигателя. 2. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ Уход за коробкой передач заключается в периодическом наружном ...
Все «автоматы» той поры были трехступенчатыми и имели характерный общий признак. Дело в том, что планетарные передачи часто используют не по отдельности, а в виде так называемых рядов — особым образом объединенных групп, что позволяет получить в одном компактном и функционально законченном механизме сразу несколько ступеней. Так и в конструкции большинства новых европейских коробок (важная деталь — все они предназначались для заднеприводных автомобилей) применили ряд Симпсона — по сути дела, две простые планетарные передачи c общей солнечной шестерней, «корона» одной из которых объединена с водилом другой. А позже, на «автоматах» для переднеприводных автомобилей, получил распространение так называемый ряд Равинье, который в несколько измененном виде был использован в трансмиссии GM 3OHV начала 70-х. (Ряд Равинье более компактен и позволяет получить четыре передачи, но не столь надежен, как ряд Симпсона.)
Топливный кризис конца 70-х заставил разработчиков «автоматов» оперативно искать пути снижения расхода топлива. Гидротрансформаторы стали делать блокируемыми — после разгона на высшей передаче насосное и турбинное колеса жестко соединялись фрикционной муфтой, напоминающей по конструкции обыкновенное сцепление. Позже, в конце 80-х, блокировку гидротрансформатора начали применять и на передачах пониже — на всех, кроме первой. Конец восьмидесятых ознаменовался повсеместным внедрением электроники. В «автоматах» она позволяет гораздо точнее выдерживать заданные моменты переключений (с точностью до 1% вместо прежних 5—8%) и лучше управлять блокировкой гидротрансформатора. Кроме того, появилась дополнительная возможность: по характеру изменения скорости при данной нагрузке на двигатель компьютер может легко вычислить массу автомобиля и ввести соответствующие поправки в алгоритм переключения — попозже включать повышенные передачи на полностью загруженном автомобиле.
Но важнее другое. Электронное управление предоставило колоссальные возможности для самодиагностики «автомата». Это важно не только для того, чтобы «запомнить» неисправности коробки для последующей диагностики при ремонте. Электроника, например, помогает «автомату» корректировать ход внутренних процессов в зависимости от многих условий — от температуры, от степени износа… Ведь в процессе эксплуатации фрикционные диски изнашиваются и становятся тоньше, а масло изменяет свою вязкость из-за нагрева. Кроме того, компьютер может постоянно отслеживать, к примеру, длительность каждого перекрытия передач — и при необходимости оперативно вносить коррективы. Именно самодиагностика вместе с применением синтетических рабочих жидкостей позволили создателям современных «автоматов» гарантировать их правильную работу в течение трехсот и более тысяч километров пробега без смены масла. Однако электронное управление, в принципе, не изменило закон управления трансмиссией: передачи, как и прежде, включаются в зависимости от скорости и нагрузки на двигатель. И многое, как и прежде, зависит от тщательного подбора настроек системы управления, динамики процесса переключения, а также тщательного согласования их с характеристикой двигателя. Именно от этого в первую очередь зависит «характер» трансмиссии и всего автомобиля. Скажем, многие автомобили BMW и Audi имеют одинаковые на «железном» уровне коробки одной и той же фирмы ZF, но как же по-разному они работают! Однако куда сложнее достичь гармонии с характером водителя, да еще во всех без исключения дорожных ситуациях. Так что, несмотря на нынешние адаптивные программы переключения передач, «автомат» по-прежнему остается автоматом. С ограниченным набором алгоритмов. А у человека их — бесчисленное множество. Ведь жизнь редко укладывается в категории «зима—экономия—спорт»…
Система управление двигателем
... рассматривать систему управления рабочим процессом двигателя как неотъемлемую часть системы управления автомобилем в целом. Только в этом случае возможно создать систему управления рабочим процессом двигателя, способную удовлетворить все требования, предъявляемые к современному автомобилю. Системы управления бензиновым двигателем. ...
2. Принцип работы гидротрансформатора
гидромеханический трансформатор передача автомобиль
Каким образом неподвижное колесо реактора способно увеличить крутящий момент на выходе гидротрансформатора? Не вдаваясь в тонкости гидродинамики, это можно пояснить так. Когда масло, отработав свое на лопатках турбины (ведомое колесо), попадает обратно на насосное колесо, на пути оно встречает неподвижные лопатки реактора, которые отбрасывают поток на лопатки насосного колеса уже под другим углом. «Полезная энергия» потока растет — а с ней и крутящий момент. Но рост сопротивления потоку вызывает увеличение гидравлических потерь. Поэтому с ростом скорости автомобиля (а значит, и частоты вращения турбинного колеса) колесо реактора растормаживается, и гидротрансформатор переходит в режим гидромуфты.
Соотношение крутящих моментов на входе и на выходе в обоих режимах на рисунке отражено весом гирек, «подвешенных» к насосному и к турбинному колесам.
3. Классификация передач
3.1 Понижающая передача
Блокируя те или иные элементы планетарной передачи между собой или на корпус коробки в простом (одинарном) планетарном ряду, можно получить прямую, повышающую, понижающую передачу или реверс
Когда планетарный ряд выполняет роль понижающей передачи, роль ведомого (выходного) звена играет водило — деталь, соединяющая оси сателлитов (на рисунке она не показана).
Когда солнечная шестерня заторможена (например, тормозом — на корпус коробки), водило вращается медленнее «короны», а крутящий момент на нем оказывается больше приложенного к «короне»
3.2 Прямая передача
Прямая передача получается посредством жесткого соединения водила и солнечной шестерни — при этом «корона» не может поворачиваться относительно солнечной шестерни (а сателлиты — вокруг своих осей), и весь планетарный ряд вращается как одно целое
3.3 Повышающая передача
В повышающей планетарной передаче, как и в понижающей, «солнце» является заторможенным элементом. Только ведомое звено теперь — не водило, а «корона»
Механизмы и системы двигателя
... кривошипно-шатунного механизма в многоцилиндровом двигателе изменяется более плавно, чем в одноцилиндровом. На отечественных автомобилях устанавливают четырёхцилиндровые, шестицилиндровые и восьмицилиндровые двигатели. Многоцилиндровые двигатели обычно делают ... -205 Зил-155 М-20(победа) ДВИГАТЕЛЬ 80/55 80/55 80/55 60/45 70/50 70/50 70/50 130/100 95/60 Коробка передач. 80/55 80/55 80/55 60/45 70/50 ...
3.4 Реверс
Чтобы изменить направление вращения на противоположное, нужно затормозить водило (то есть сделать неподвижными оси сателлитов) — и теперь «корона» и «солнце» будут вращаться в разные стороны
4. Преимущества автомобилей с гидромеханическими передачами
Условия работы водителя автомобиля все время усложняются из-за увеличения количества автомобилей и из-за роста грузовых и пассажирских потоков. Возникла необходимость облегчения работы водителя и повышения ее эффективности при одновременном повышении безопасности движения. Мощным средством решения этих сложных задач стала автоматизация управления автомобилем путем применения автоматических трансмиссий.
Самым распространенным видом автомобильной автоматической трансмиссии стала гидромеханическая передача. Из-за широкого распространения именно ее за рубежом называют «автоматическая трансмиссия».
Гидромеханическая передача содержит гидродинамический трансформатор, механические передачи и систему управления автоматическим переключением передач. При механической трансмиссии поток мощности от двигателя к колесам автомобиля идет через шестерни, т.е. через жесткую механическую связь. При гидромеханической же передаче этот поток мощности идет еще и через гидродинамический трансформатор, рабочие колеса которого связаны друг с другом через жидкость. Благодаря этому уменьшаются динамические нагрузки, вызываемые как крутильными колебаниями, идущими от двигателя, так и неравномерностью хода зубчатых передач. Смягчаются также динамические эффекты от неровностей дорожного покрытия.
Гидродинамический трансформатор благодаря особенностям своей характеристики изменяет (трансформирует) крутящий момент двигателя. Поэтому число передач в механической части гидромеханической передачи делается меньше числа передач в механических коробках передач — 5-6 передач вместо 13-16 в большегрузных автопоездах и на одну-две передачи меньше в легковых автомобилях.
Переключение передач в гидромеханических передачах осуществляется без разрыва потока мощности, обороты двигателя при этом изменяются плавно.
Перечисленные свойства гидромеханических передач придают автомобилям ряд ценных преимуществ.
Ниже кратко сообщается о 10 преимуществах автомобилей с гидромеханической передачей и обсуждаются 2 особенности: возможность увеличенных расходов топлива и большая стоимость гидромеханических передач по сравнению с механическими передачами. Эти особенности часто считаются недостатками гидромеханической передачи, но при внимательном рассмотрении таковыми не оказываются.
4.1 Экология
Когда автомобиль с механической передачей разгоняется для дальнейшего движения, то водитель последовательно использует все или почти все передачи коробки передач. Работа на каждой передаче сопровождается изменением частоты вращения вала двигателя от малой до максимальной при полной, как правило, подаче топлива. После достижения максимального значения частота вращения вала двигателя резко уменьшается для повторения такого же цикла на следующей передаче. При таком режиме работы двигателя в атмосферу выбрасывается много токсичных веществ.
При использовании гидромеханической передачи экологические показатели улучшаются за счет сокращения числа переключений передач (меньшее количество передач) и за счет плавного изменения частоты вращения вала двигателя при этих переключениях. В литературе упоминались случаи, когда автомобили с механическими передачами не удавалось продать из-за несоответствия экологическим требованиям, и удавалось продать после достижения соответствия этим требованиям за счет установки на автомобили гидромеханических передач.
Устройство автомобиля
... топлива, в механическую, затрачиваемую на передвижение автомо-биля. Шасси обеспечивает передачу мощности двигателя ведущим колесам, преобразовывает вращательное движение, получаемое от двигателя, в посту-пательное движение всего автомобиля, ... вами определенного назначения. Современный автомобиль относится к сложным машинам. Количество деталей автомобиля измеряется тысячами. Тем не менее у большинства ...
4.2 Облегчение управления автомобилем
Для движения автомобиля с механической передачей постоянно используются 4 органа управления: педаль подачи топлива, педаль тормоза, педаль сцепления, рычаг переключения передач.
Для движения автомобиля с гидромеханической передачей постоянно используются 2 органа управления: педаль подачи топлива и педаль тормоза. Из-за автоматического переключения передач отпадает надобность в педали сцепления и в рычаге переключения передач. В гидромеханической передаче, правда, имеется еще один орган управления — механизм переключения передач, но, в отличие от механизма переключения механической коробки передач, он не используется при каждом переключении передач. Скорее его можно назвать избирателем режимов. В числе режимов: стоянка; нейтраль; задний ход; несколько режимов движения, в каждом из которых может использоваться определенная комбинация передач или быть постоянно включена одна передача. Режимы движения меняются редко.
4.3 Безопасность движения
Сокращение органов управления позволяет водителю при усложнении дорожной обстановки не отвлекаться на манипуляции органами управления, а уделить все внимание ситуации на дороге. Быстроте реакции водителя в сложной обстановке способствует и то, что при применении гидромеханической передачи органов оперативного управления всего два и для каждого можно использовать «свою ногу», которую не нужно куда-то переносить или на что-то переключать.
4.4 Комфортабельность движения
Переключения передач в гидромеханической передаче происходят без разрыва потока мощности. Благодаря этому пассажиры и водитель не испытывают толчков и рывков, которыми неизбежно сопровождается переключение передач в механической коробке передач и которые зависят от квалификации водителя. При автоматическом переключении передач такой зависимости нет, движение происходит как бы при бесступенчатой трансмиссии и становится более комфортабельным.
4.5 Движение с малыми скоростями
В ряде случаев важна способность автомобиля двигаться с малыми скоростями — например, при «пробках» на дорогах. Благодаря гидродинамическому гидротрансформатору отсутствует жесткая связь двигателя с колесами автомобиля. Это позволяет давать любые обороты валу двигателя даже при стоящем на передаче неподвижном автомобиле. Давая двигателю малые обороты, можно обеспечить движение автомобиля со сколь угодно малой скоростью, не опасаясь заглохания двигателя.
4.6 Проходимость автомобиля
Гидромеханическая передача позволяет гибко регулировать скорость автомобиля и величину подводимого к колесам автомобиля крутящего момента, работая только педалью подачи топлива.
Это существенно улучшает проходимость автомобиля. Значительно легче предотвращать проворот колес автомобиля на скользкой или обледенелой дороге, предотвращать срыв грунта при движении на сыпучих грунтах. Облегчается движение и в других тяжелых дорожных условиях.
По устройству автомобиля
... в эксплуатации. Для этого проводятся постоянные работы по совершенствованию конструкции и улучшению характеристик автомобиля, в том числе и трансмиссии. Одним ... движению. Возможность длительного отсоединения двигателя от трансмиссии без выключения сцепления в механических ступенчатых коробках передач обеспечивается легко, что объясняет достаточно высокую популярность МКП. В гидромеханической ...
4.7 Квалификация водителя
Существенное упрощение управления автомобилем позволяет снизить требования к квалификации водителя. При освоении управления автомобилем с механической трансмиссией наибольшие трудности вызывает приобретение навыка в переключении передач, когда требуется сочетание выжима сцепления с переводом рукоятки переключения передач и последующее отпускание педали сцепления в сочетании с перемещением педали подачи топлива.
При гидромеханической передаче нужды в таком навыке нет, переключения передач происходят автоматически. Это существенно облегчает обучение управлению автомобилем и его эксплуатацию, снижает требования к квалификации водителя.
4.8 Утомляемость водителя
Оценивать количественно такой сложный физиологический фактор, как утомляемость, чрезвычайно трудно, тем более, что одни и те же внешние воздействия на разных людей действуют по-разному. На физиологические оценки могут влиять и особенности конструкции автомобилей, не относящиеся к исследуемому фактору. Поэтому наиболее достоверными нам представляются оценки, которые делают водители по своим ощущениям и впечатлениям от работы на автомобилях с подлежащими оценке агрегатами.
Для примера можно взять автобус — условия работы водителя на нем наиболее тяжелые. Автобус останавливается на многочисленных остановках и перед светофорами, а затем снова разгоняется после каждой остановки. Для обеспечения такого режима движения водитель автобуса с механической трансмиссией в смену делает несколько тысяч переключений передач, выжимая сцепление при каждом переключении.
ЗИЛ незадолго до прекращения на нем производства автобусов построил небольшую партию автобусов с гидромеханическими передачами своей конструкции. Эти автобусы проходили эксплуатационные испытания в автобусных парках разных городов, перевозя пассажиров по рейсовым маршрутам. Пробеги этих автобусов исчислялись десятками тысяч километров.
Были случаи, когда в силу каких-то обстоятельств водителям приходилось работать две смены подряд. Водители отмечали, что за две смены работы подряд на автобусе с гидромеханической передачей они уставали так же, как за одну смену работы на автобусе с механической трансмиссией. Таков эффект влияния гидромеханической передачи на утомляемость водителей.
4.9 Долговечность агрегатов автомобиля
Гидромеханическая передача благотворно влияет на долговечность двигателя и других агрегатов автомобиля. На эту тему имеется много публикаций, но лучше всего опираться на собственные данные, полученные в нашей стране на наших дорогах.
Лаборатории гидропередач ЗИЛ удалось получить количественные оценки применительно к грузовым автомобилям ЗИЛ, проведя длительные испытания гидромеханических передач фирмы Аллисон (США) на седельных тягачах ЗИЛ-130 В1 и на ряде других грузовых автомобилях ЗИЛ.
Испытания были сравнительными. Они длились около 12 лет. Одновременно испытывались 2 тягача ЗИЛ-130 В1 — один с гидромеханической передачей, другой со стандартной механической трансмиссией. На автомобиле с гидромеханической передачей первый отказ по гидромеханической передаче наступил через 800 тыс. км, второй — через 870 тыс. км. Предельного состояния у гидромеханической передачи достичь не удалось. После небольшого ремонта она была пригодна для дальнейшей эксплуатации.
Гидромеханические процессы
... Гидромеханические процессы основаны на переносе импульса ( количества движения) - именно этот признак объединяет указанные процессы в отдельную группу. Гидромеханические процессы в своем осуществлении и описании непосредственно базируются на закономерностях ... или капли жидкости. Гидромеханические процессы, связанные с механическим смешением или ... флюидопроявлений. Вместе с тем, как отмечено в ...
За время сравнительных испытаний с пробегом 870 тыс.км на автомобиле с гидромеханической передачей были проведены следующие ремонтные работы:
- заменены 2 шасси;
- заменены 4 двигателя;
- проведено 8 текущих ремонтов двигателя.
На автомобиле с механической трансмиссией за это же время:
- заменены 2 шасси;
- заменены 4 двигателя;
- проведено 9 текущих ремонтов двигателя;
- заменены 13 ведомых дисков сцепления;
- заменены 4 коробки передач;
- проведено 4 текущих ремонтов коробок передач.
Видно, что применение гидромеханической передачи на одном конкретном автомобиле позволило сэкономить 4 коробки передач, 13 дисков сцепления и стоимость 4-х ремонтов коробки передач и одного ремонта двигателя.
Надо добавить, что испытания велись не поблизости от завода, что позволило бы опекать их и что-то подсказывать, а в Ульяновске, куда после первых месяцев наблюдения работники завода не показывались годами, и эксплуатация была самой рядовой (включая командировки на целину и т.д.).
Применение гидромеханической передачи увеличивает долговечность и других, кроме трансмиссии и двигателя, узлов автомобиля. Исследованиями ВКЭИ автобуспрома установлено, что применение гидромеханической передачи уменьшает уровень вибраций кузова автобуса, из-за чего увеличивается его долговечность.
4.10 Средняя скорость движения
При переключении передач в механической трансмиссии на время переключения неизбежно прерывается поток мощности, подводимой к ведущим колесам автомобиля. Происходит некоторое снижение скорости автомобиля. Это снижение скорости тем больше, чем в более трудных дорожных условиях происходит переключение передач — когда ухудшается «накат» автомобиля. За счет потери скорости при переключениях передач уменьшается и средняя скорость движения автомобиля, во многом определяющая его производительность.
На автомобиле с гидромеханической передачей поток мощности за время автоматического переключения передач не прерывается. Потери скорости и, следовательно, средней скорости движения, при этом не происходит.
При проведении на ЗИЛе сравнительных испытаний автопоездов ЗИЛ-130 В было установлено, что при движении по равнинному свободному шоссе средние скорости обоих поездов были практически одинаковыми. При движении же в городе, на холмистом шоссе и на горных дорогах средние скорости движения автомобиля с гидромеханической передачей были на 3,5…11% выше (тем выше, чем сложнее дорожные условия).
4.11 Топливная экономичность (первая особенность)
Существует мнение, что автомобили с гидромеханической передачей расходуют больше топлива, чем автомобили с механическими коробками передач. Иногда это так, а иногда и не так — в каждом случае надо разбираться конкретно, опираясь на имеющий опыт.
При многолетних испытаниях гидромеханических передач фирмы Аллисон, о которых сказано выше, расход топлива на автомобиле с гидромеханической передачей был таким же, как на автомобиле с механической коробкой передач.
Техническое обслуживание и ремонт ведущих мостов автомобиля УАЗ
... то все версии автомобиля оснащались пятиступенчатой синхронизированной коробкой передач и модернизированной 2-ступенчатой раздаточной коробкой, которая обеспечивала переключение передач и включение переднего моста ... 2 1.1 Назначение и область применения Ведущим называется мост с ведущими колесами, к ... с микропроцессорной системой управления впрыском топлива (версия УАЗ 31605); итальянский дизельный ...
При сравнительных испытаниях грузовых автомобилей ЗИЛ на Симферопольском шоссе автомобили с гидромеханическими передачами по отношению к автомобилям с механическими коробками передач имели экономию топлива около 3%, а при испытаниях этих же автомобилей на менее загруженном Каширском шоссе автомобили с гидромеханической передачей расходовали топлива на 2% больше. Это еще раз говорит о том, что по расходу топлива гидромеханические передачи более эффективны в трудных условиях движения.
Говоря о расходах топлива, надо иметь в виду, что стоимость топлива при эксплуатации автомобилей составляет 14-18% общих эксплуатационных расходов. Если допустить перерасход топлива на 3%, то при прочих равных условиях это увеличило бы общие эксплуатационные расходы на 0,42-0,54%. Такое увеличение многократно перекроется снижением расходов на ремонты и замены агрегатов трансмиссии и других агрегатов, не говоря уже о трудно учитываемом, но несомненно ощутимом эффекте от улучшения экологических показателей и от повышения безопасности движения.
Расход топлива на любом автомобиле зависит от квалификации водителя. Американские исследователи по заказу армии США провели специальные испытания по оценке влияния квалификации водителя на расход топлива при различных видах автомобильной трансмиссии. Заказчик хотел узнать, как скажется на расходах топлива то, что в армейских условиях за руль садятся солдаты с различной водительской квалификацией. За эталон брался расход топлива, получавшийся у водителя высокой квалификации. Оказалось, что на автомобиле с гидромеханической передачей расход топлива у водителя невысокой квалификации был почти таким же, как у водителя высокой квалификации, а при механической трансмиссии водитель невысокой квалификации расходовал топлива значительно больше. Это позволяет считать, что во многих случаях использования гидромеханической передачи скорее можно говорить о равенстве расходов топлива или даже о его экономии, а не о его перерасходе.
4.12 Стоимость (вторая особенность)
Стоимость гидромеханической передачи надо сравнивать со стоимостью комплекта, который она заменяет — коробки передач, сцепления, усилителя сцепления и системы управления переключением передач. И в этом случае, однако, гидромеханическая передача дороже механической. Само по себе это ни о чем не говорит. Лучшее качество стоит денег. Сравнивать надо конечные результаты.
В приведенном выше конкретном примере с автопоездом ЗИЛ-130 В1 превышение стоимости гидромеханической передачи над стоимостью механической трансмиссии надо сравнивать с суммарной стоимостью 4-х коробок передач, 13-ти дисков сцепления, 4-х ремонтов коробок передач и 1-го ремонта двигателя. Сюда надо добавить стоимость простоев, вызванных этими заменами и ремонтами. Очевидно, что все эти затраты и неудобства значительно превышают разницу в стоимости сравниваемых агрегатов.
Учитывая все вышеизложенное, можно утверждать, что применение гидромеханических передач обеспечивает целый ряд преимуществ автомобилям всех классов.
Наиболее разительно эти преимущества проявляются в легковых автомобилях, на которых гидромеханические передачи получили наибольшее распространение. Применительно к легковым автомобилям из перечисленных выше преимуществ стоит выделить легкость управления, благодаря чему:
- облегчилось и ускорилось обучение управлению автомобилем;
- управление автомобилем стало доступно людям, для которых оно раньше было затруднено, в том числе женщинам всех возрастов и людям с физическими недостатками;
- увеличилась комфортабельность езды:
- уменьшилась утомляемость от управления автомобилем и от поездок в нем.
Существенным преимуществом является также повышение надежности и долговечности агрегатов автомобиля.
