Test Drive Sajarah Transmisi Otomotif - Bagian 1

Dina runtuyan artikel kami bakal ngabejaan Anjeun tentang sajarah transmisi pikeun mobil jeung treuk - sugan salaku unggeuk kana kasempetan tina ulang 75th kreasi transmisi otomatis munggaran.

1993 Salila tés pra-lomba di Silverstone, supir uji Williams David Coulthard ninggalkeun jalur pikeun tés salajengna dina Williams FW 15C anyar. Dina trotoar baseuh, mobil splashes madhab, tapi tetep dulur bisa ngadéngé sora speed tinggi monoton aneh tina mesin sapuluh silinder. Jelas, Frank William ngagunakeun jinis transmisi anu béda. Ieu jelas keur enlightened yén ieu téh euweuh leuwih ti hiji transmisi variabel kontinyu dirancang pikeun minuhan kaperluan mesin Formula 1. Engké tétéla yén éta dimekarkeun kalayan bantuan ti ubiquitous spesialis Van Doorn. transmisi inféksi. Dua pausahaan conspiring geus dituang rékayasa badag sarta sumberdaya finansial kana proyék ieu salila opat taun katukang pikeun nyieun prototipe fungsi pinuh nu bisa nulis balik aturan dinamika dina ratu olahraga. Dina pidéo YouTube dinten ayeuna anjeun tiasa ningali tés modél ieu, sareng Coulthard nyalira nyatakeun yén anjeunna resep karyana - khususna di juru, dimana anjeun teu kedah miceunan waktos downshifting - sadayana diurus ku éléktronika. Hanjakalna, sadayana anu damel dina proyék éta kaleungitan hasil padamelan na. Anggota parlemén gancang ngalarang panggunaan pas sapertos kitu dina Formula, disangka kusabab "kauntungan anu teu adil". Aturan anu dirobah sarta V-sabuk CVT atawa transmisi CVT éta sajarah kalayan ngan penampilan ringkes ieu. Kasusna ditutup sareng Williams kedah uih deui ka transmisi semi-otomatis, anu masih standar dina Formula 1 sareng anu, giliranna, janten révolusi dina ahir taun 80an. Ku jalan kitu, deui dina 1965, DAF jeung transmisi Variomatic nyoba asup ka jalur motorsport, tapi dina waktos anu sareng mékanisme éta jadi masif na malah tanpa campur faktor subjektif ieu doomed ka gagal. Tapi éta carita sejen.

Kami parantos sababaraha kali ngadugikeun conto tina sabaraha inovasi dina industri otomotif modéren mangrupikeun ideu tina ide-ide lami anu dilahirkeun dina sirah jalma-jalma anu ngagaduhan bakat tur bijaksana. Kusabab sifat mékanisna, gearboxes mangrupikeun salah sahiji conto utama kumaha éta tiasa diterapkeun nalika waktosna pas. Ayeuna, gabungan bahan canggih sareng prosés manufaktur sareng e-government parantos nyiptakeun kasempetan pikeun solusi anu épéktip pisan dina sadaya bentuk transmisi. Tren arah konsumsi anu langkung handap dina hiji sisi sareng kekhususan mesin anyar kalayan diménsi anu dikirangan (contona, kabutuhan pikeun gancang ngungkulan liang turbo) nyababkeun perluna nyiptakeun transmisi otomatis ku kisaran anu langkung ageung tina babandingan gear sareng, saluyu sareng éta, sajumlah badag gir. Alternatipna anu langkung terjangkau nyaéta CVT pikeun mobil alit, sering dianggo ku tukang mobil Jepang, sareng transmisi manual otomatis sapertos Easytronic. Opel (ogé pikeun mobil leutik). Mékanisme sistem hibrida paralel khusus, sareng salaku bagian tina upaya réduksi émisi, éléktripikasi drive leres-leres kajantenan dina transmisi.

Mesin henteu tiasa dilakukeun tanpa kotak gear

Dugi ka ayeuna, umat manusa henteu nyiptakeun cara pangiriman anu épisién anu langkung épisién pikeun langsung énergi mékanis (kecuali, tangtosna, mekanisme hidrolik sareng sistem listrik hibrida) tibatan metode anu ngagunakeun sabuk, ranté sareng gir. Tangtosna, aya seueur variasi dina topik ieu, sareng anjeun tiasa langkung ngartos inti na ku ngadaptarkeun kamajuan anu paling luar biasa di daérah ieu taun-taun ayeuna.

Konsep shifting éléktronik, atawa sambungan langsung éléktronik mékanisme kontrol ka gearbox nu, jauh ti ceurik panungtungan, sabab dina 1916 parusahaan Pullman of Pennsylvania dijieun gearbox nu shifts gears listrik. Nganggo prinsip kerja anu sami dina bentuk anu langkung saé, dua puluh taun saatos éta dipasang dina kabel avant-garde 812 - salah sahiji mobil anu paling futuristik sareng éndah henteu ngan ukur dina 1936, nalika éta diciptakeun. Éta cukup signifikan yén ari ieu bisa kapanggih dina panutup buku ngeunaan prestasi desain industri. transmisi na transmits torsi ti mesin ka as hareup (!), Sarta gearshift nyaeta filigree langsung pikeun ngagambarkeun lajeng kolom steering, nu ngaktifkeun saklar listrik husus nu ngaktipkeun sistem kompléks alat éléktromagnétik kalawan diafragma vakum, kaasup gears. désainer ari junun ngagabungkeun sakabeh ieu hasil, sarta gawéna hébat teu ukur dina téori, tapi ogé dina praktekna. Éta ngimpina nyata pikeun nyetél sinkronisasi antara shifting gear sareng operasi clutch, sareng, dumasar kana bukti jaman éta, éta mungkin pikeun ngirim montir ka rumah sakit jiwa. Sanajan kitu, ari éta mobil méwah, sarta boga na teu bisa mampuh sikep kasual loba pabrik modern kana katepatan tina prosés ieu - dina prakna, paling otomatis (sering disebut robotic atanapi semi-otomatis) transmisi shifts kalawan reureuh ciri. sarta mindeng gusts.

Teu aya anu ngaku yén sinkronisasi mangrupikeun tugas anu langkung gampang sareng transmisi manual anu langkung sederhana sareng langkung nyebar ayeuna, sabab patarosan "Naha kedah nganggo alat sapertos kitu?" Mibanda karakter dasar. Alesan pikeun pamekaran rumit ieu, tapi ogé muka tempat bisnis pikeun milyaran, dumasarkeun kana mesin mesin pembakaran. Beda sareng, contona, mesin uap, dimana tekanan uap anu disayogikeun ka silinder tiasa gampang robih, sareng tekananna tiasa robih nalika ngamimitian sareng operasi normal, atanapi tina motor listrik, dimana médan magnét nyetir anu kuat. ogé aya dina laju enol. per menit (kanyataanana, éta pangluhurna, sarta alatan panurunan dina efisiensi motor listrik kalawan speed ngaronjatna, sadaya pabrik transmisi pikeun kandaraan listrik ayeuna ngamekarkeun pilihan dua-tahap) hiji internal. engine durukan boga ciri nu kakuatan maksimum kahontal dina speeds deukeut maksimum, sarta torsi maksimum - dina rentang relatif leutik tina speeds, nu prosés durukan paling optimal lumangsung. Ogé kedah dicatet yén dina kahirupan nyata mesin jarang dianggo dina kurva torsi maksimum (pakait kana kurva pangembangan kakuatan maksimum). Hanjakalna, torsi anu aya di low revs minimal, sareng upami transmisi langsung nyambung, bahkan ku kopling anu ngaleungitkeun sareng ngamungkinkeun pikeun ngamimitian, mobil moal tiasa ngalakukeun kagiatan sapertos ngamimitian, ngagancangkeun sareng nyetir dina jarak anu saé. Ieu conto saderhana - upami mesin ngirimkeun lajuna 1: 1, sareng ukuran banna 195/55 R 15 (pikeun ayeuna, abstrak tina ayana gear utama), teras sacara téoritis mobil kedah ngalih dina laju 320 km. / jam dina 3000 révolusi engkol per menit. Tangtosna, mobil gaduh gir langsung atanapi caket bahkan gear crawler, dina hal éta drive final ogé asup kana persamaan sareng kedah dipertimbangkeun. Nanging, upami urang teraskeun logika asli penalaran ngeunaan nyetir kalayan kecepatan normal 60 km / jam di kota, mesinna ngan ukur kedah 560 rpm. Tangtosna, teu aya motor anu sanggup ngalakukeun twine sapertos kitu. Aya hiji deui detil - sabab, murni fisik, kakuatan sabanding langsung jeung torsi jeung speed (rumus na ogé bisa dihartikeun speed x torsi / koefisien tangtu), sarta akselerasi awak fisik gumantung kana gaya dilarapkeun ka eta. . , ngartos, dina hal ieu, kakuatan, éta logis yén pikeun akselerasi gancang anjeun bakal kedah langkung gancang sareng langkung seueur beban (i. torsi). Éta hurung rumit, tapi dina prakna ieu hartosna ieu: unggal supir, bahkan anu teu ngartos nanaon dina téknologi, terang yén pikeun gancang nyusul mobil, anjeun kedah ngalihkeun hiji atanapi bahkan dua roda handap. Janten, éta nganggo kotak gear yén éta langsung nganteurkeun revs anu langkung luhur sareng kakuatan langkung seueur pikeun tujuan ieu kalayan tingkat tekanan pedal anu sami. Ieu tugas alat ieu - nyokot kana akun ciri tina mesin durukan internal, pikeun mastikeun operasi na dina modeu optimal. Nyetir dina gear munggaran kalayan kecepatan 100 km / jam bakal rada teu ekonomis, sareng dina kagenep, cocog pikeun jalur éta, teu mungkin pikeun jalan. Henteu aya kabeneran yén nyetir ékonomis meryogikeun gearshift awal sareng mesinna ngajalankeun beban pinuh (nyaéta nyetir rada handapeun kurva torsi maksimum). Ahli nganggo istilah "konsumsi énergi khusus anu handap", anu aya dina kisaran rev tengah sareng caket kana beban maksimum. Teras klep throttle mesin bénsin muka langkung lega sareng ngirangan karugian ngompa, ningkatkeun tekanan silinder sareng ningkatkeun kualitas réaksi kimia. Laju anu langkung handap ngirangan gesekan sareng ngamungkinkeun langkung seueur waktos kanggo ngeusian lengkep. Mobil balap sok ngajalankeun kalayan kecepatan tinggi sareng gaduh seueur alat-alat gigi (dalapan dina Formula 1), anu ngamungkinkeun pikeun ngirangan kagancangan nalika ngagéser sareng ngawatesan transisi ka daérah anu kirang pisan kakuatan.

Nyatana, éta tiasa dilakukeun tanpa girboks klasik, tapi ...

Kasus sistem hibrida sareng khususna sistem hibrid sapertos Toyota Prius. mobil ieu teu boga transmisi salah sahiji jenis didaptarkeun. Éta ampir teu aya kotak gear! Ieu mungkin sabab shortcomings disebut tadi diimbuhan ku sistem éléktrik. Transmisi diganti ku anu disebut power splitter, gear planet anu ngagabungkeun mesin durukan internal sareng dua mesin listrik. Pikeun jalma anu teu acan maca katerangan selektif ngeunaan operasi na dina buku on sistem hibrid sarta hususna dina kreasi Prius (anu dimungkinkeun aya dina versi online tina situs kami ams.bg), urang ngan bakal nyebutkeun yén mékanisme ngamungkinkeun. bagian tina énergi mékanis mesin durukan internal ditransfer langsung, mékanis jeung sawaréh, dirobah jadi listrik (kalayan bantuan hiji mesin salaku generator a) jeung deui kana mékanis (kalayan bantuan mesin sejen salaku motor listrik). . The genius ciptaan ieu Toyota (anu gagasan aslina éta parusahaan Amérika TRW ti 60s) nyadiakeun torsi mimiti tinggi, nu avoids butuh gears pisan low tur ngamungkinkeun mesin pikeun beroperasi dina modeu efisien. dina beban maksimum, simulating gear pangluhurna mungkin, kalawan sistem éléktrik salawasna akting salaku panyangga a. Nalika simulasi akselerasi sareng downshift diperyogikeun, laju mesin ningkat ku ngadalikeun generator sareng, sasuai, ku lajuna nganggo sistem kontrol arus éléktronik anu canggih. Nalika simulating gears tinggi, sanajan dua mobil kudu pindah kalungguhan pikeun ngawatesan laju mesin. Dina titik ieu, sistem asup kana mode "sirkulasi kakuatan" sareng efisiensina diréduksi sacara signifikan, anu ngécéskeun tampilan anu seukeut tina konsumsi bahan bakar tina jinis kendaraan hibrid ieu dina kecepatan anu luhur. Ku kituna, téhnologi ieu dina praktekna mangrupa kompromi merenah pikeun lalulintas kota, sabab atra yén sistem éléktrik teu bisa pinuh ngimbangan henteuna kotak gear Palasik. Pikeun ngabéréskeun masalah ieu, insinyur Honda nganggo solusi anu sederhana tapi cerdik dina sistem hibrida hibrida anu énggal pikeun bersaing sareng Toyota - aranjeunna ngan ukur nambihan transmisi manual kagenep anu ngagentos mékanisme hibrida-speed tinggi. Sadaya ieu tiasa cukup ngayakinkeun pikeun nunjukkeun kabutuhan kotak gear. Tangtu, lamun mungkin kalawan angka nu gede ngarupakeun gears - kanyataan yén kalawan kontrol manual, éta ngan saukur teu nyaman keur supir boga angka nu gede ngarupakeun, sarta harga bakal naek. Ayeuna, transmisi manual 7-speed sapertos anu aya dina Porsche (dumasar kana DSG) sareng Chevrolet Corvettes rada jarang.

Éta sadayana dimimitian ku ranté sareng sabuk

Janten, kaayaan anu béda ngabutuhkeun nilai-nilai anu tangtu tina kakuatan anu diperyogikeun gumantung kana kagancangan sareng torsi. Sareng dina persamaan ieu, kabutuhan operasi mesin anu épisién sareng ngirangan konsumsi bahan bakar, salian ti teknologi mesin modéren, transmisi janten tantangan anu beuki penting.

Alami, masalah mimiti timbul - dina mobil panumpang munggaran, bentuk paling umum tina gearbox éta ranté drive, injeuman ti sapédah, atawa sabuk drive nimpah dina pulleys sabuk diaméter béda. Dina prakték, teu aya kejutan pikaresepeun dina sabuk drive. Henteu ngan éta salaku ribut salaku mitra ranté na, tapi ogé teu bisa megatkeun huntu, nu dipikawanoh tina mékanisme gear primitif nu drivers dina waktu disebut "transmisi apu". Ti mimiti abad ka, percobaan geus dipigawé ku nu disebut "friction wheel drive", nu teu boga clutch atawa gears, sarta ngagunakeun Nissan jeung Mazda dina gearboxes toroidal maranéhanana (anu bakal dibahas engké). Sanajan kitu, alternatif pikeun roda gear ogé miboga sababaraha drawbacks serius - belts teu bisa nahan beban berkepanjangan sarta speeds ngaronjatna, aranjeunna gancang jadi leupas sarta torn, sarta "hampang" tina roda gesekan anu subjected kana maké teuing gancang. Dina sagala hal, teu lila sanggeus subuh industri otomotif, gears jadi diperlukeun tur tetep hijina pilihan dina tahap ieu pikeun ngirimkeun torsi pikeun periode cukup lila.

Lahirna transmisi mékanis

Leonardo da Vinci mendesain sareng ngadamel cogwheels pikeun mékanismeu, tapi produksi cogwheels anu kuat, cukup akurat sareng awét tiasa dimungkinkeun dina taun 1880 hungkul ku ayana téknologi metalurgi anu cocog pikeun nyiptakeun baja kualitas luhur sareng mesin logam. akurasi padamelan anu cukup tinggi. Karugian gesekan dina gear diréduksi ngan ukur 2 persén! Ieu mangrupikeun waktos nalika aranjeunna janten indispensable salaku bagian tina kotak gear, tapi masalahna tetep aya dina ngahijikeun sareng panempatanna dina mékanisme umum. Conto leyuran inovatif nyaéta Daimler Phoenix taun 1897, di mana gear tina sababaraha ukuran "dirakit" janten nyata, numutkeun pamahaman jaman ayeuna, girboks, anu, salian ti opat kagancangan, ogé ngagaduhan roda gigi. Dua taun sanggeusna, Packard janten perusahaan munggaran anu nganggo posisi tuas gir anu dikenal dina tungtung hurup "H". Dina dasawarsa salajengna, gir-gearna teu aya deui, tapi mékanisme na teras ditingkatkeun dina nami padamelan anu langkung gampang. Carl Benz, anu ngalengkepan mobil produksi kahijina kalayan gearbox planét, berhasil salamet tina tampilan girboks anu disingkronkeun munggaran anu diciptakeun ku Cadillac sareng La Salle di 1929. Dua taun ka hareup, sinkronisasi parantos dianggo ku Mercedes, Mathis, Maybach sareng Horch, teras Vauxhall sanés, Ford sareng Rolls-Royce. Hiji jéntré - kabeh miboga gear kahiji unsynchronized, nu greatly annoyed supir jeung merlukeun kaahlian husus. Kotak gear anu parantos disingkronkeun munggaran dianggo ku English Alvis Speed ​​Twenty dina Oktober 1933 sareng didamel ku perusahaan Jerman anu kawéntar, anu masih ngagaduhan nami "Gear Factory" ZF, anu sering urang tingali dina carita urang. Henteu dugi ka pertengahan taun 30an anu sinkronisasi mimiti dipasang dina mérek anu sanés, tapi dina mobil sareng truk anu langkung mirah, supir tetep bajoang nganggo tuas gir pikeun mindahkeun sareng mindahkeun gir. Nyatana, solusi pikeun masalah kasulitan sapertos kitu dipilarian langkung awal kalayan bantosan rupa-rupa struktur transmisi, ogé ditujukeun pikeun terus-terusan ngahubungkeun pasangan gear sareng nyambungkeunana kana aci - dina periode ti 1899 dugi ka 1910, De Dion Bouton. ngembangkeun hiji transmisi metot nu gears terus meshed, sarta sambungan maranéhanana ka aci sekundér dilumangsungkeun maké couplings leutik. Panhard-Levasseur ngagaduhan kamekaran anu sami, tapi dina kamekaranana, girangan anu kalibet sacara permanen nyambung pisan kana aci ku cara pin. Désainer, tangtosna, henteu liren mikirkeun kumaha carana supados langkung gampang pikeun supir sareng ngajagaan mobil tina karusakan anu teu perlu. Dina taun 1914, insinyur Cadillac mutuskeun yén aranjeunna tiasa ngamanfaatkeun mesin mesinna ageung sareng ngalengkepan mobil kalayan drive final anu tiasa diatur anu tiasa ngalih listrik sareng ngarobih rasio gir tina 4,04: janten 2,5: 1.

The 20s na 30s éta hiji waktu pamanggihan luar biasa anu bagian tina akumulasi konstan pangaweruh leuwih taun. Contona, dina 1931, pausahaan Perancis Cotal dijieun transmisi manual éléktromagnétik bergeser dikawasa ku uas leutik dina setir, nu, kahareupna ieu digabungkeun jeung tuas dianggurkeun leutik disimpen di lantai. Kami nyebatkeun fitur anu terakhir sabab ngamungkinkeun mobil gaduh persis saloba gigir maju sakumaha aya opat gigi mundur. Dina waktos éta, merek bergengsi sapertos Delage, Delahaye, Salmson sareng Voisin kabetot dina penemuan Kotal. Salian ti "kauntungan" anu disebut tadi aneh tur poho tina loba gears drive pungkur modern, gearbox luar biasa ieu ogé mibanda kamampuhan pikeun "interaksi" jeung shifter otomatis Fleschel nu shifts gears sakumaha speed turun alatan beban mesin sarta nyatana. salah sahiji usaha munggaran pikeun ngajadikeun otomatis prosés.

Kaseueuran mobil ti 40an sareng 50an gaduh tilu roda gigi, kusabab mesinna henteu langkung ti 4000 rpm. Kalayan paningkatan dina revs, torsi sareng kurva listrik, tilu roda gigi henteu deui nutupan rentang rev. Hasilna mangrupikeun gerakan anu teu sami sareng ciri khas "endah" nalika ngangkat sareng maksa kaleuleuwihi nalika ngalih ka anu langkung handap. Solusi logis pikeun masalahna nyaéta pergeseran masif kana roda gigi opat-speed dina 60an, sareng girboks lima-speed munggaran dina 70an mangrupikeun tonggak penting pikeun pabrikan, anu bangga nyatet ayana kotak gear sapertos kitu sareng gambar modél dina mobil. Nembe, anu ngagaduhan Opel Commodore klasik ngawartoskeun ka kuring yén nalika anjeunna mésér mobil, éta dina 3 roda sareng rata-rata 20 l / 100 km. Nalika anjeunna ngarobih kotak gir kana kotak gir opat-speed, konsumsi éta 15 l / 100 km, sareng saatos anjeunna tungtungna ngagaduhan lima kecepatan, anu terakhir turun janten 10 liter.

Ayeuna, praktis teu aya mobil anu kirang ti lima roda gigi, sareng genep kagancangan janten norma dina vérsi modél anu langkung luhur. Gagasan kagenep dina kaseueuran kasus mangrupikeun pangirangan anu gancang dina laju dina revs tinggi, sareng dina sababaraha kasus, nalika éta henteu lami sareng réduksi speed turun nalika pergeseran. Transmisi multi-tahap gaduh pangaruh anu positip pikeun mesin solar, anu unitna gaduh torsi tinggi, tapi jarak operasi anu ngirangan nyata kusabab sifat dasar tina mesin solar.

(nuturkeun)

Téks: Georgy Kolev