Какое будущее ждёт коробки передач
Коробка передач – один из главнейших по важности и далеко не последний по сложности и технологичности элемент конструкции любого автомобиля. Если в случае с двигателями внутреннего сгорания предел совершенствования фактически найден, то с трансмиссиями всё обстоит куда интереснее. Именно в коробках передач сокрыто огромное поле для доработок. На то есть множество причин.
Как известно, чтобы автомобиль прекрасно ехал, недостаточно дать ему один лишь мощный и современный мотор. В сочетании с неподходящей или откровенно плохой трансмиссией все его силы будут тратиться впустую. Именно сбалансированный тандем мотора и коробки передач наделяет автомобиль приемистостью и динамикой, а также делает его удобным в управлении. Вот почему трансмиссия порой может быть куда сложнее и совершеннее самого мотора.
Исторически сложилось, что коробка передач воспринималась и инженерами, и потребителями, как некий довесок к движку, который облегчал ему жизнь. Однако на дворе XXI век, а коробки передач на автомобилях остались. Линейка трансмиссий, представленных на рынке на данный момент, настолько широка и разнообразна, что легко даст фору разношёрстному племени ДВС. Тут вам и "механика", и "роботы" и "вариаторы" и даже замысловатые сочетания этих типов. И ни один из типов трансмиссий сдавать позиции на рынке явно не планирует. Перекочевали коробки передач даже туда, где им, казалось бы, делать нечего – на электрокары.
Новую жизнь в развитие трансмиссий как раз и вдохнула электрификация транспорта. С интеграцией электродвигателя-генератора посредством трансмиссии стало можно не только передавать крутящий момент на колёса, но и запасать электроэнергию в батарее. Компания ZF, к примеру, предложила автопроизводителям целую линейку гибридных "автоматов", в которых вместо гидротрансформатора используется электродвигатель.
Внешне такие трансмиссии почти ничем не отличаются от своих традиционных собратьев, однако работают они совсем иначе. У них почти полностью отсутствуют провалы, возникающие на переключениях традиционной автоматической коробки. А главное, трансмиссия может сама собирать энергию посредством рекуперативного торможения или повышать в нужный момент крутящий момент.
Жёсткие экологические требования заставляют автопроизводителей переходить на всё более тщедушные моторы, рабочий объём которых порой не превышает объёма пакета молока. Естественное следствие – снижение крутящего момента. Чтобы постоянно поддерживать мотор в диапазоне оптимальных рабочих оборотов, как раз и создаются многоступенчатые трансмиссии, сдобренные электрическим довеском. Благодаря им удаётся не просто поддерживать, но и улучшать тяговые возможности.
Гибридные трансмиссии позволяют реализовать ещё одну интересную задумку – они позволяют машине двигаться на одной электротяге и полностью отсоединять обычный мотор. Давление в гидросистеме коробки создают специальные электрические насосы.
Коробки передач электрокаров имеют несоизмеримо более простую конструкцию. На большинстве электрокаров это простейший односкоростной редуктор. Он нужен для того, чтобы понизить обороты тягового электромотора с 12 и более тысяч оборотов до оборотов вращения колёс. Однако и здесь работает тот же принцип, что и с ДВС: чем меньше и оборотистее мотор, тем сложнее коробка передач.
К примеру, скромные по размеру и весу высокооборотистые электромоторы раскручиваются до 20 тыс. об/мин. Однако их крутящий момент весьма мал. Им требуется уже как минимум двухступенчатая автоматическая трансмиссия.
Проблема в том, что разница между оборотами электромотора и колёс автомобиля поистине огромна. Для снижения оборотов, к примеру, в 10 раз, нельзя просто взять и поставить две шестерни. Размер одной из них будет слишком большим. А значит, требуется не одна, а две и более ступеней.
Этот простейший пример наглядно демонстрирует, что трансмиссии из автомобилей в обозримом будущем никуда не исчезнут. Они лишь продолжат развиваться параллельно с переводом транспорта на электротягу. Это базовые, основополагающие компоненты, от которых физически невозможно отказаться.
Интересное за неделю