Максимальное количество скоростей у автомобилей

Сколько нужно скоростей коробке передач для экономичной и производительной работы?

Говорят, что скоростей в коробке передач не бывает много

Современные трансмиссионные механизмы имеют общего с квадрациклом Генри Форда 1896 года столько же, сколько и игрушечный самолетик ребенка с реактивным самолетом. В XXI веке механические коробки передач (МКПП) и автоматические преобразователи крутящего момента (автоматические коробки — АКПП) делят дорогу с:

• бесступенчатыми коробками;
• автоматизированными механическими коробками с двойным сцеплением;
• автоматикой с электроприводом;
• распределителями мощности электропередач двигателя.

На заре автомобилестроения балом правили двух- трехскоростные автоматические коробки и четырех- пятиступенчатые механические трансмиссии. Сейчас новые коробки переключения передач (КПП) имеют семь, восемь, а иногда девять передач переднего хода. Поскольку количество скоростных ступеней в автомобиле приближается к двузначной цифре, у Zap-Online.ru возникло пару вопросов: что за погоня за скоростями, где конец их бесчисленному количеству?

Писк моды — семи, — восьми и — девяти ступенчатые КПП

Porsche похвастался новым вариантом семиступенчатой МКПП в модели 911 на автошоу в Женеве.

Последний писк моды среди производителей автомобилей – восьмиступенчатый автомат. BMW, Audi, Lexus, Porsche предлагают в автомобилях восьми ступенчатые АКПП с традиционными преобразователями крутящего момента и планетарным набором передач. Компания Ford бросила все силы на создание собственной восьмиступенчатой автоматики. Mitsubishi недавно заявила о намерениях лицензировать восьмискоростную ZF и протестировать на новых моделях авто.

Fiat 500X, Chrysler Pacifica, Renegade уже выпускаются с 9-ступенчатой КПП. Mercedes-Benz выпустила 9-ступенчатую 9G-Tronic, заменив семиступку 7G-Tronic. Honda запатентовала коробку с 11 ступенями и тройным сцеплением.

С чем связан рост количества передач в трансмиссии автомобиля?

Со слов главного инженера по трансмиссиям компании Ford Motors Крэйга Реннекера, большее количество скоростных ступеней в КПП дает инженерам большее поле для разбега. Первую скорость можно сделать короче для лучшего ускорения с места, а самые высокие сделать длиннее для эффективного расхода топлива. Большее количество ступеней позволяет маленьким, экономичным двигателям вывозить тяжелые автомобили на приличной мощности или добавить мощности уже существующим моторам.

«Пять лет назад на вопрос: эффективна ли восьмиступенчатая коробка, я бы сказал нет», говорит Реннекер. «Все потому что дополнительная шестая муфта, необходимая для восьмиступки, создала бы больше внутреннего сопротивления (с паразитической потерей энергии), и повышенный диапазон передач не покрыл бы этого недостатка. Недавно мы обнаружили способ, как сократить потери от сопротивления муфты так, чтобы восемь скоростей приносили больше пользы, чем вреда. Теперь имеет смысл перейти на КПП с 8,9-тью передачами, при этом, экономия топлива составит от 2 до 6 %».

Пресс-секретарь Porsche Дэйв Энгельман заявил, что смелый шаг, по переходу к семиступенчатой механике – высоко модифицированной версии уже существующей автоматизированной механической коробки Porsche PDK (с двухдисковым сцеплением) – мотивирован экономией топлива. «Модели Porsche достигают максимальной скорости на наивысшей передаче — шестой. Новая седьмая, после разгона до максимума на шестой переключается на седьмую и снижает обороты двигателя, снижая расход топлива и выбросы СО2 без ущерба для разгона или темпа движения машины».

Чересчур много скоростей в автомобиле – это сколько?

Каждый автопроизводитель отвечает на этот вопрос по-разному. Помимо более гладкого переключения, экономного расхода топлива и улучшения ускорения, большое количество скоростей играет маркетинговую роль. Покупателю кажется, что автомобиль «упакован» по полной (вау! семь скоростей! подумать только!). Но некоторые производители автомобилей отказались от новых, более высоких передаточных чисел во имя надежности своих трансмиссий.

Все тот же Реннекер из компании Ford говорит: «Один из наших конкурентов представил девятиступенчатую КПП, но мы не стали устраивать гонку. Считаем, что девятая скорость не дает никаких преимуществ автомобилю, кроме увеличения продаж. Мы не видим смысла в девятиступке. Наши автомобили способны сделать все то же самое и на восьми скоростях».

Касаемо более девяти передач Реннекер сказал следующее: «Возможно, в будущем мы найдем применение большему количеству скоростей, скажем одиннадцати. В этом будет смысл, если найдем способ свести к минимуму ущерб от внутреннего сопротивления дополнительных муфт. Но сначала нужно найти хорошую причину для применения одиннадцати ступенчатой трансмиссии. Возможно, причиной станет необходимость в ультранизкой, прямо ползущей первой передаче».

Будущее многоскоростных трансмиссий

Большее количество передач – это только часть общей картины. Меняются и виды КПП. Кроме механики, автомата, существуют бесступенчатые КПП (CVT). Бесступенчатая трансмиссия может выбирать из практически неограниченного количества передаточных чисел, и, теоретически, делает традиционную трансмиссию устарелой. Однако на практике, расширенная CVT, чтобы справиться с силой мощных двигателей, сводит к минимуму их эффективность. По раскрытию потенциала мощных двигателей обычный автомат или автоматизированная механика намного лучше.

Сделаем вывод, предсказания о безвозвратном исчезновении «механики» преждевременны. Механические трансмиссии по-прежнему самые энергоэффективные, независимо от того, какое топливо было использовано в автомобиле: бензин, электричество, водород или биодизель. Конечно, неизбежно снижение количества автомобилей с МКПП, но в мире всегда найдется сегмент водителей, которые любят переключать скорости вручную.

Электрифицированные коробки, безусловно, станут более распространенными. На это указывают гибридные модели BMW ActivHybrid, Mercedes-Benz S400 Hybrid, Honda CRZ. На вопрос о том, будет ли восьмиступка Ford иметь электрический аналог, Реннекер ответил: «При проектировании любой новой трансмиссии, также рассматривается возможность создания гибридного варианта. В планы Ford входит электрификация восьми ступенчатой трансмиссии в ближайшие пару лет».

Реннекер: «Пока КПП с двойным сцеплением находились в стадии разработки, КПП с планетарным набором передач тоже не стояли на месте, развиваясь. В результате постоянного развития трансмиссий разного типа, мы не можем сказать ни об одном виде, что это «трансмиссия будущего». Так как требования к экономии топлива автомобилей становятся все жестче, трансмиссия будущего будет иметь больше настроек определяющих оптимальную передачу для каждой скорости».

Источник статьи: http://zap-online.ru/info/avtonovosti/kakovo-optimalnoe-kolichestvo-skorostey-dlya-avtomobilnoy-korobki-peredach

Длинные и короткие передачи: как понять

В обзорах и описаниях авто- и мототехники часто можно встретить такие особенности трансмиссии, как длинные и короткие передачи. Однако эти простые термины могут быть понятны не всем автомобилистам и мотоциклистам, особенно, начинающим. Иногда возникает путаница, не позволяющая понять специфику конкретной КПП. Поэтому сейчас разберемся, как понять, что такое длинные и короткие передачи, в чем их отличия, плюсы и минусы.

Длинные передачи

Длинная – это передача КПП, способная работать в широком диапазоне оборотов двигателя и скоростей автомобиля. Она может охватывать, условно говоря, диапазон от 0 до 70, от 60 до 120, или от 100 до 150 км/ч.

Длинная в значительной части перекрывает соседние (предыдущую, если речь не о первой, и следующую, если речь не о верхней). То есть, автомобиль или мотоцикл может ехать со скоростью, например, 100 км/ч, на второй, поддерживая 5000 об/мин, на первой – с 7000 об/мин, или на третьей, но с 4000 об/мин.

Длинными передачами обладало большинство старых автомобилей и мотоциклов с трех- или четырехступенчатой коробкой. Преимуществами таких КПП были простота конструкции и потребность в малой частоте переключения скоростей. Можно на старте воткнуть вторую, тронуться на ней, и весь день катать по городу, не переключаясь на третью.

Недостатки таких передач – низкая эффективность использования возможностей двигателя и не лучшая топливная эффективность. Ведь если автомобиль движется без переключений КПП в широком диапазоне скоростей, то на низких он не развивает хорошие мощность и крутящий момент, а на высоких – движок «перекручивается», из-за чего расходует больше топлива и быстрее изнашивается.

Короткие передачи

Короткая – это передача КПП, работающая в узком диапазоне скоростей движения. Если на первой двигатель уходит «в отсечку» уже на 30 км/ч, на второй – на 50 км/ч, а на третьей – на 70 км/ч, то это именно коробка с короткими передачами. Как можно понять из примера, ее так называют по причине малого «расстояния» между скоростями.

У коротких передач малое перекрытие друг с другом. Просто так опуститься с пятой на четвертую, чтобы получить больше мощности и момента для резкого обгона, с ними порой проблематично (можно, но до отсечки мало пространства). Но зато такие скорости позволяют наиболее эффективно использовать возможности мотора, ловить пик его характеристик.

Короткие широко используются на дизельной спецтехнике, где движки весьма низкооборотистые. Чтобы задействовать максимум мощи, интервал между скоростями движения делают небольшим, поэтому для более-менее быстрого движения (хотя бы 40-50 км/ч) в тракторах и тому подобной технике часто применяют повышающий ряд.

Преимущество в виде эффективного использования мощностей двигателя иногда полезно в спортивных автомобилях и мотоциклах. При переключении скоростей не происходит резкого падения оборотов ДВС, ухудшающего динамику. Но на «гражданском» транспорте у них тоже есть свои плюсы. Ведь если подобрать передаточные числа таким образом, чтобы мотор мог нормально поддерживать крейсерские обороты (те, при которых соотношение выдаваемой мощности, скорости и расхода топлива самое выгодное) на любой из скоростей коробки, любой скорости движения – можно добиться повышения топливной эффективности.

Недостатком коротких передач было усложнение конструкции КПП автомобиля или байка, а также повышение нагрузки на водителя, которому приходилось много работать рычагом. Однако создание многоступенчатых автоматических коробок позволило избавить шофера от этих хлопот, переложив их на плечи гидравлического механизма или «робота».

Практическое применение

Коробками с выраженно длинными или укороченными всеми передачами автомобили и мотоциклы оснащаются не так и часто. Инженеры стараются придерживаться баланса. Показатели «длиннее/короче» чаще всего используются при сравнении одинаковых или похожих ТС, отличающихся трансмиссией. Если в версии автомобиля или мотоцикла с одной коробкой движок на первой идет «в отсечку» на 50 км/ч, а на модификации с другой – на 70 км/ч, то, как можно понять, первую КПП назовут короткой, вторую – длинной.

Широко распространено и комбинирование передаточных чисел таким образом, чтобы трансмиссия сочетала и длинные, и короткие передачи. Особо часто такое встречается на транспорте с высокой энерговооруженностью: мотоциклах, спортивных автомобилях с «механикой». На них первая делается длинной для быстрого «выстреливания» и избавления от потерь времени на переключение скоростей, а следующие – короче для максимально эффективного использования потенциала ДВС при быстром движении.

У многих спортбайков первая может охватывать диапазон от 0 до 70-90 км/ч, а на мотоциклах суперспорт – и свыше 100 км/ч. Для разгона до сотни коробку нужно переключить максимум один раз (на вторую). Невысокие мощность и момент мотора при низких оборотах, развиваемые вначале разгона, компенсируются при этом высокой энерговооруженностью (соотношением л.с. на килограмм массы).

Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/hyperu/dlinnye-i-korotkie-peredachi-kak-poniat-5ca1c9edd92e0900b4479065

Количество передач.

Одной из последних модных тенденций в области автомобилестроения можно считать увеличение количества передач. Ряд марок, таких как Audi, BMW, Porsche и Lexus, запустили в продажу автомобили с восьми ступенчатыми автоматическими коробками с традиционным планетарным набором передач и преобразователями крутящего момента. Много других компаний также не отстают от автомобильной «моды» и создают собственную восьмиступенчатую автоматику (например, Ford). Не так давно представители Mitsubishi сделали заявление о своем намерении лицензировать встроенную восьмискоростную КПП ZF и в ближайшее время провести ее краш-тест на своих новых автомобильных моделях.

Прогресс не стоит на месте и ряд компаний уже работает над девятиступенчатой автоматической коробкой передач (Mercedes-Benz и Fiat/Chrysler).

Увеличение количества передач можно отметить и среди моделей с механической коробкой передач. Несмотря на то, что в последнее время автомобили с МКПП считаются автомобилями с более эффективным расходом топлива и более высокой производительностью, даже поддались тенденции увеличения количества передач. Так, на автошоу в Женеве, Porsche была представлена модель автомобиля с семиступенчатой механической коробкой передач.

Причины увеличения количества передач в трансмиссиях автомобилей?

Как отмечают специалисты, большее количество передач в трансмиссии расширяет поле деятельности для инженеров. Например, первую скорость можно сократить для лучшего ускорения автомобиля с места, при этом высокие скорости можно сделать длиннее, что позволяет эффективнее расходовать топливо. Увеличение количества скоростей, дает возможность небольшим экономичным двигателям предоставлять достаточное количество мощности для больших автомобилей или повысить эффективность уже существующих двигателей. К примеру, модели автомобилей Porsche традиционно достигают максимальной скорости на шестой наивысшей передаче. При добавлении седьмой передачи появляется возможность снизить обороты двигателя на любой скорости, снижая при этом расход топлива и выброс СО₂, сохраняя ускорение и скорость.

Какое количество скоростей в коробке передач можно считать слишком большим?

Все автомобильные производители на этот вопрос отвечают по-разному. Кроме более плавного переключения, лучшей топливной эффективности и улучшения ускорения, большее количество передач имеет еще и маркетинговое значение. Поскольку создает у потенциального покупателя впечатление, что автомобиль оснащен по последнему слову техники. Однако, отдельные производители осознанно отказываются от увеличения скоростных передач во имя надежности предлагаемого ими продукта.

Представитель компании Ford Реннекер говорит: «Несмотря на то, что один из конкурентов Ford представил девятиступенчатую коробку передач, мы не будет устраивать гонку, поскольку понимаем, что девятая скорость по сути не дает никаких преимуществ. Следовательно, на сегодняшний день мы не видим необходимости в применении девятой скорости. Мы в состоянии делать все, что захотим, и что захочет наш покупатель, и с восемью скоростями. Вполне возможно, что в будущем, если найдется способ для сведения ущерба к минимуму и возникновения необходимости, компания найдет применение большему количеству скоростей, например, одиннадцати».

А если немного заглянуть в будущее о количестве передач?

Создание большего количества передач является только частью общей картины. На сегодняшний день возможные доступные виды трансмиссий меняются с немыслимой скоростью. Так, например, бесступенчатая трансмиссия может выбирать из практически неограниченного количества передаточных чисел, и, теоретически, делает традиционную коробку передач устаревшей. Однако, как показывает практика, расширенная бесступенчатая коробка передач не справляется с силой больших двигателей, чем к минимуму сводит их эффективность. По этой причине автоматизированная механика или обычная современная автоматика намного лучше. Кроме того, двигатель и трансмиссия при бесступенчатой коробке работают несколько иначе, что вызывает у водителя странные чувства при вождении.

По этой причине утверждение о том, что МКПП изживает себя может быть несколько преждевременным. В настоящее время именно механическая коробка переключения передач, независимо от вида используемого топлива, является самой энергоэффективной. Безусловно, что со временем количество автомобилей, оснащенных МКПП будет постепенно уменьшаться, но в мире все равно останется сегмент водителей, предпочитающих вручную переключать скорости.

Электрифицированные коробки постепенно станут набирать все большую популярность. Об этом уже свидетельствуют гибридные модели Mercedes-Benz S400 Hybrid, BMW ActivHybrid и Honda CRZ.

Тот же представитель Ford Реннекер считает интересным тот факт, что на сегодняшний день в трансмиссионной промышленности пока в стадии разработки находились коробки передач с двойным сцеплением, коробки с планетарным набором передач также не стояли на месте. Поскольку постоянно разрабатываются новые усовершенствованные модели, ни об одной коробке нельзя сказать, что именно она является «трансмиссией будущего» Поскольку правила по экономии топлива ужесточаются, коробки будущего будут обладать большим количеством настроек, которые станут определять оптимальную передачу для каждой скорости».

Источник статьи: http://www.calc.ru/Kolichestvo-Peredach.html