Автоматизовані коробки передач

Останнім часом відродився інтерес до автоматичного управління механічними коробками передач з використанням електронного контролю і сучасних виконавчих пристроїв. Те, чого винахідники не могли здійснити в минулому, використовуючи хитромудрі механічні пристрої, стало можливим після появи надійних комп'ютерів і нових технологій.

Вперше такий агрегат – SMG (Sequentail M Gearbox) — був запропонований компанією BMW (рис. 2.17). Ця коробка передач пропонується як додаткове обладнання для автомобіля BMW M3, має шість передач для руху вперед і може працювати в двох незалежних, керованих сервомеханізмом режимах.

У першому, так званому економічному режимі, коробка передач працює повністю автоматично, як і будь-яка інша автоматична коробка. Цей режим включається автоматично кожного разу коли включається запалювання. Другий, спортивний режим, який вибирає сам водій, дає можливість перемикати передачі вгору-вниз, як це робить система Tiptronic. Для перемикання передач використовуються гідравлічні виконавчі механізми. Інженерам BMW вдалося домогтися рекордного часу перемикання передач - при розгоні автомобіля час перемикання не перевищує 0, 08 с. Електронний блок управління коробки передач контролює не тільки виконавчі пристрої, але й керує роботою двигуна, забезпечуючи перерегулювання при перемиканні на нижчі передачі. При зниженні швидкості до 15 км /год автоматично включається друга передача, а при повній зупинці перша.

У коробці передач Easytronic (рис. 2.18), розробленою спільно компаніями Valeo і Luk і призначеної для установки на невеликі автомобілі для європейського ринку, в якості виконавчих пристроїв використовуються три крокових електродвигуна. Коробка передач вийшла легкою і компактною, але перемикання передач здійснюється повільніше, ніж в коробках передач з гідравлічним управлінням. Управління трансмісією вантажних автомобілів, особливо коробками передач магістральних тягачів з великим

числом передач, завжди вимагало великого уміння від водія. Невипадково, що автоматизація торкнулася і таких коробок (рис. 2.19). Більшість виробників вантажних автомобілів пропонують у якості варіантів автоматичні і напівавтоматичні коробки передач.

Рис. 2.17

Секвентальна, автоматизована коробка передач SMG (Sequential M Geabox)

Рис. 2.18

Автоматизована коробка передач Easytronic сконструйована спеціально під управління електронікою:

1 - крокові двигуни; 2 - автоматичне зчеплення, 3 - механізм перемикання передач,

4 - блок управління зчепленням

Рис. 2.19

Автоматизована коробка передач Easytronic

Автоматична коробка передач з подвійним зчепленням

У 2003 р. компанія Volkswagen запропонувала автомобілі Audi ТТ 3.2 Quattro і Golf 5 з новими автоматизованими коробками передач, в яких перемикання передач при розгоні відбувається без розриву потоку потужності (рис. 2.20).

У цій коробці передач крутний момент від подвійного маховика двигуна передається на два багатодискових зчеплення, пов'язаних з відповідними співвісними ведучими валами, один з яких проходить всередині іншого (рис. 2.21).

Паралельно ведучим валам розташовані два ведених вали. З одним з ведучих валів жорстко пов'язані ведучі шестерні непарних передач (1, 3,5), а з іншим - ведучі шестерні парних передач (2, 4, 6 і передача З.Х.). На ведених валах знаходяться шестерні постійного зачеплення відповідних передач, які можуть жорстко з'єднуватися з веденими валами за допомогою синхронізаторів. Управління зчепленнями і переміщенням синхронізаторів здійснюється за допомогою гідравлічних виконавчих пристроїв. Необхідний тиск у гідравлічній системі створюється електричним гідронасосом. Управляє роботою коробки передач електронний блок управління, який отримує інформацію від десяти датчиків, розташованих в коробці і пов'язаний високошвидкісною шиною з електронним блоком керування двигуном.

При рушанні автомобіля з місця електронний блок дає команду, включаючи першу передачу, а потім перше зчеплення, після чого крутний момент передається на один з ведених валів коробки передач, який через ведучу шестерню приводить в обертання ведучу шестерню головної передачі. Головна передача через диференціал приводить в обертання ведучі колеса автомобіля і одночасно розкручує другий ведений вал, на якому розташовані синхронізатори, що включають парні передачі. За час розгону на першій передачі при досягненні відповідної швидкості і за рахунок простого перемикання зчеплень на паралельному веденому валу включається друга передача. Перехід на наступні передачі відбувається аналогічно, без розриву потоку потужності, неминучого в простих механічних коробках передач.

Рис. 2.20

Коробка передач з двома зчепленнями автомобіля Audi ТТ 3.2 Quattro:

1 - ведучий вал I; 2 - двигун; 3 - ведений вал II; 4 - зчеплення II; 5 - зчеплення I; 6 - вихід на головну передачу; 7 - задній хід; 8 - VI передача; 9 - V передача; 10 - I передача (активна); 11 - III передача; 12 - IV передача, 13 - II передача (обрана); 14 - вихід на головну передачу; 15 - головна передача.

Процес перемикання ускладнюється тоді, коли з'являється необхідність перемикання на нижчу передачу при русі з постійною швидкістю. Алгоритм перемикання, закладений в пам'яті електронного блоку управління, був розроблений компанією Audi. Автомобілі з такими коробками передач показують дуже гарні результати по динаміці розгону і паливної економічності в порівнянні з автомобілями оснащеними звичайними механічними коробками.

Коробки передач, виконані за такою конструктивною схемою, застосовує фірма Ferrari на своїх автомобілях Формули-1. Схема з двома зчепленнями і паралельними валами вперше була випробувана на гоночному автомобілі Audi ТТ 3.2 Quattro ще в 1978 р.

Рис. 2.21

Принципова схема коробки передач з двома зчепленнями:

1, 2 - багатодискові зчеплення; 3, 4, 5, 6 - синхронізатори.

Контрольні запитання:

1 Будова та принцип роботи гідромеханічних КПП.

2 Будова та принцип роботи безступінчастих варіаторів.

3 Будова та принцип роботи автоматизованих КПП.