Testfahrt D'Geschicht vun Autostransmissiounen - Deel 1

An enger Serie vun Artikelen wäerte mir Iech iwwer d'Geschicht vun Transmissiounen fir Autoen a Camionen erzielen - vläicht als Wénkel fir d'Geleeënheet vum 75. Anniversaire vun der Schafung vun der éischter automatescher Transmissioun.

1993 Während Pre-Course Testen zu Silverstone, Williams Test Chauffer David Coulthard verlooss d'Streck fir den nächsten Test am neie Williams FW 15C. Um naassem Trëttoir sprëtzt den Auto iwwerall, awer trotzdem héiert jidderee de komeschen monotonen Héichgeschwindeg Klang vun engem Zéngzylindermotor. Natierlech benotzt de Frank William eng aner Aart vun Iwwerdroung. Et ass kloer fir déi opgekläert, datt dëst näischt anescht ass wéi eng kontinuéierlech variabel Transmissioun, entworf fir d'Bedierfnesser vun engem Formel 1-Moteur ze treffen. Spéider huet sech erausgestallt, datt et mat der Hëllef vun den allgemenge Van Doorn Spezialisten entwéckelt gouf. Iwwerdroung vun der Infektioun. Déi zwee Verschwörungsfirmen hunn an de leschte véier Joer enorm Ingenieurs- a Finanzressourcen an dëse Projet gegoss fir e voll funktionnelle Prototyp ze kreéieren deen d'Regele vun der Dynamik an der Sportskinnigin ëmschreiwe konnt. Am YouTube Video haut kënnt Dir d'Tester vun dësem Modell gesinn, an de Coulthard selwer behaapt datt hien hir Aarbecht gär huet - besonnesch am Eck, wou et net néideg ass Zäit ze verréckelen - alles gëtt vun der Elektronik gesuergt. Leider huet jiddereen, deen um Projet geschafft huet, d'Fruucht vun hirer Aarbecht verluer. D'Gesetzgeber ware séier d'Benotzung vun esou Pässen an der Formel ze verbidden, angeblech wéinst "ongerechte Virdeel". D'Regele goufen geännert a V-Gürtel CVT oder CVT Transmissiounen waren Geschicht mat nëmmen dësem kuerzen Optrëtt. De Fall ass zou an de Williams soll zréck op semi-automatesch Transmissiounen, déi nach Standard an der Formel 1 sinn, an déi dann och an de spéiden 80er Joren eng Revolutioun ginn. Iwwregens, zréck an 1965, huet DAF mat der Variomatic Transmissioun Versich gemaach op der Motorsport Streck ze gitt, mä deemools war de Mechanismus esou massiv, datt och ouni Interventioun vun subjektiv Faktoren zu Echec veruerteelt war. Awer dat ass eng aner Geschicht.

Mir hunn ëmmer erëm Beispiller zitéiert vu wéi vill Innovatioun an der moderner Autosindustrie d'Resultat vun alen Iddien ass, déi am Kapp vun extrem talentéierten an kresenden Leit gebuer sinn. Wéinst hirer mechanescher Natur sinn d'Getriebsboxen ee vun de kloerste Beispiller vu wéi se implementéiert kënne ginn wann d'Zäit richteg ass. Hautdesdaags huet d'Kombinatioun vun fortgeschrattem Material a Produktiounsprozesser an E-Regierung d'Méiglechkeet fir onheemlech effektiv Léisungen an alle Forme vun Iwwerdroung erstallt. Den Trend Richtung méi nidderege Konsum op der enger Säit an d'Spezifitéit vun neie Motore mat reduzéierter Dimensiounen (zum Beispill de Besoin fir séier en Turbo -Lach ze iwwerwannen) féieren zur Noutwendegkeet fir automatesch Transmissiounen mat enger méi breeder Palette vu Gangverhältnisser ze kreéieren an deementspriechend, eng grouss Unzuel u Gears. Hir méi bezuelbar Alternativen si CVTs fir kleng Autoen, dacks vun de japaneschen Automobilisten benotzt, an automatesch manuell Transmissiounen wéi Easytronic. Opel (och fir kleng Autoen). D'Mechanismen vu parallele Hybrid Systemer si spezifesch, an als Deel vun den Emissiounsreduktiounsefforten fënnt Elektrifizéierung tatsächlech an Transmissiounen op.

En Motor kann net ouni eng Boîte

Bis haut huet d'Mënschheet kee méi effizienten Wee vun der direkter Iwwerdroung vu mechanescher Energie erfonnt (ausser natierlech, hydraulesch Mechanismen an hybrid elektresch Systemer) wéi Methoden mat Gurte, Ketten a Gears. Natierlech ginn et vill Variatiounen zu dësem Thema, an Dir kënnt hir Essenz besser verstoen andeems Dir déi aussergewéinlech Entwécklungen an dësem Beräich an de leschte Joeren opgezielt hutt.

D'Konzept vun elektronescher Verréckelung, oder elektronesch indirekt Verbindung vun der Kontroll Mechanismus un der gearbox, ass wäit vum leschte Gejäiz, well am Joer 1916 d'Pullman Firma vu Pennsylvania huet eng gearbox geschaf, déi Gears elektresch verréckelt. Mat dem selwechten Aarbechtsprinzip an enger verbesserter Form, zwanzeg Joer méi spéit gouf et am Avantgarde Cord 812 installéiert - ee vun de futuristeschsten a wonnerbarsten Autoen net nëmmen am Joer 1936, wéi et geschaf gouf. Et ass bedeitend genuch datt dëst Schnouer um Cover vun engem Buch iwwer d'Leeschtunge vum industriellen Design fonnt gëtt. Seng Iwwerdroung iwwerdréit Dréimoment vum Motor op d'Frontachs (!), An d'Gearshift ass direkt Filigran fir déi dann Representatioun vun der Lenksäule, déi speziell elektresch Schalter aktivéiert, déi e komplexe System vun elektromagnéiteschen Apparater mat Vakuummembranen aktivéieren, dorënner Gears. Cord Designer hunn et fäerdeg bruecht all dëst erfollegräich ze kombinéieren, an et funktionnéiert gutt net nëmmen an der Theorie, awer och an der Praxis. Et war e richtegen Albtraum fir d'Synchroniséierung tëscht Gangverschiebung a Kupplungsoperatioun opzestellen, an no de Beweiser vun der Zäit war et méiglech e Mechaniker an e psychiatrescht Spidol ze schécken. Wéi och ëmmer, de Cord war e Luxusauto, a seng Besëtzer konnten sech déi geleeëntlech Haltung vu ville modernen Hiersteller net leeschten fir d'Genauegkeet vun dësem Prozess - an der Praxis sinn déi meescht automatiséiert (dacks genannt Roboter oder semi-automatesch) Transmissiounen mat enger charakteristescher Verspéidung, an dacks Böen.

Keen behaapt datt d'Synchroniséierung eng vill méi einfach Aufgab ass mat méi einfachen a méi verbreete manuelle Transmissiounen haut, well d'Fro "Firwat ass et néideg sou en Apparat iwwerhaapt ze benotzen?" Huet e fundamentale Charakter. De Grond fir dëst komplext Evenement, awer och eng Geschäftsnisch fir Milliarden opzemaachen, läit an der Natur vum Verbrennungsmotor. Am Géigesaz zum Beispill bei engem Dampmaschinn, wou den Drock vum Damp, deen un d'Zylinder geliwwert gëtt, relativ liicht ännere kann, a säin Drock während dem Start an normaler Operatioun ännere kann, oder vun engem Elektromotor, an deem e staarkt dreiwend Magnéitfeld existéiert och op Nullvitesse.pro Minutt (tatsächlech ass et déi héchst, a wéinst der Ofsenkung vun der Effizienz vun Elektromotoren mat ëmmer méi Geschwindegkeet, entwéckelen all Hiersteller vun Transmissiounen fir elektresch Gefierer aktuell zweestufeg Optiounen) eng intern Verbrennungsmotor huet eng Charakteristik, an där maximal Kraaft bei Geschwindegkeete no bei maximal erreecht gëtt, an de maximalen Dréimoment - an enger relativ klenger Gamme vu Geschwindegkeeten, an deenen déi optimal Verbrennungsprozesser optrieden. Et sollt och gesot ginn datt am richtege Liewen de Motor selten op der maximaler Drehmomentkurve benotzt gëtt (entspriechend op der maximaler Kraaftentwécklungskurve). Leider ass d'Drehmoment bei niddregen Ëmdréiungen minimal, a wann d'Transmissioun direkt verbonne ass, och mat enger Kupplung déi sech ofbaut an erlaabt et ze starten, wäert den Auto ni fäeg sinn Aktivitéiten auszeféieren wéi ze starten, ze beschleunegen a mat engem breede Geschwindegrad ze fueren. Hei ass en einfacht Beispill - wann de Motor seng Geschwindegkeet 1: 1 iwwerdréit, an d'Pneuengréisst ass 195/55 R 15 (fir elo abstrahlen vun der Präsenz vum Haaptausrüstung), da soll theoretesch den Auto mat enger Geschwindegkeet vun 320 km. / h bei 3000 Kuerwachtsëmdréiunge pro Minutt. Natierlech hunn d'Autoen direkt oder enk Gears an och Crawler Gears, an deem Fall och de Schlussfueren an d'Gleichung kënnt a muss berécksiichtegt ginn. Wéi och ëmmer, wa mir d'originell Logik vun der Iwwerleeung weiderfuere fir mat enger normaler Geschwindegkeet vu 60 km / h an der Stad ze fueren, brauch de Motor nëmmen 560 RPM. Natierlech gëtt et kee Motor dee fäeg ass sou e Seel ze maachen. Et gëtt e méi Detail - well, reng kierperlech, Kraaft ass direkt proportional zum Dréimoment a Geschwindegkeet (seng Formel kann och als Geschwindegkeet x Dréimoment / e gewësse Koeffizient definéiert ginn), an d'Beschleunigung vun engem kierperleche Kierper hänkt vun der Kraaft of, déi him ugewannt gëtt. . , verstitt, an dësem Fall d'Kraaft, et ass logesch datt Dir fir méi séier Beschleunegung méi héijer Geschwindegkeet braucht a méi Belaaschtung (d.h. Dréimoment). Et kléngt komplizéiert, awer an der Praxis heescht dat folgend: all Chauffeur, och een deen näischt an der Technologie versteet, weess datt een en Auto séier iwwerhuele muss, een oder souguer zwou Gäng méi déif ze wiesselen. Also ass et mat der Boîte datt et direkt méi héich Touren liwwert an dofir méi Kraaft fir dësen Zweck mam selwechte Grad Pedaldrock. Dëst ass d'Aufgab vun dësem Apparat - d'Charakteristiken vun der Verbrennungsmotor Rechnung huelen, seng Operatioun am optimal Modus ze garantéieren. Am éischte Gang mat enger Geschwindegkeet vun 100 km / h fuere wäert zimlech onekonomesch sinn, an am sechsten, passend fir d'Streck, ass et onméiglech ënnerwee ze kommen. Et ass keen Zoufall datt wirtschaftlech Fuerderen fréi Gangverschiebungen erfuerderen an de Motor mat voller Belaaschtung leeft (d.h. liicht ënner der maximaler Drehmomentkurve fiert). Experte benotzen de Begrëff "nidderege spezifesche Stroumverbrauch", deen am mëttleren Ëmlafberäich läit an no bei der maximaler Belaaschtung ass. Da mécht de Drosselventil vu Benzinmotore méi breet op a reduzéiert Pompelverloschter, erhéicht den Zylinderdrock a verbessert doduerch d'Qualitéit vu chemesche Reaktiounen. Méi niddreg Geschwindegkeete reduzéieren d'Reibung an erlaben méi Zäit voll ze fëllen. Rennautoen lafen ëmmer mat héijer Geschwindegkeet an hunn eng grouss Unzuel u Gäng (aacht an der Formel 1), wat reduzéierter Geschwindegkeet beim Verréckelen erlaabt a limitéiert den Iwwergank zu Gebidder mat wesentlech manner Kraaft.

Tatsächlech kann et ouni eng klassesch Boîte maachen, awer ...

De Fall vun Hybridsystemer a besonnesch Hybridsystemer wéi den Toyota Prius. Dësen Auto huet keng Transmissioun vun all vun de opgezielt Zorte. Et huet quasi keng gearbox! Dëst ass méiglech well déi uewe genannte Mängel duerch den elektresche System kompenséiert ginn. D'Transmissioun gëtt duerch e sougenannte Kraaftsplitter ersat, e planetarescht Gang, deen eng Verbrennungsmotor an zwou elektresch Maschinnen verbënnt. Fir Leit, déi net déi selektiv Erklärung vu senger Operatioun a Bicher iwwer Hybridsystemer a besonnesch iwwer d'Schafung vum Prius gelies hunn (déi lescht sinn op der Online Versioun vun eisem Site ams.bg verfügbar), wäerte mir nëmmen soen datt de Mechanismus erlaabt en Deel vun der mechanescher Energie vum Verbrennungsmotor, deen direkt, mechanesch an deelweis transferéiert gëtt, an elektresch ëmgewandelt gëtt (mat Hëllef vun enger Maschinn als Generator) an erëm a mechanesch (mat Hëllef vun enger anerer Maschinn als Elektromotor) . De Genie vun dëser Kreatioun vun Toyota (déi hir ursprénglech Iddi d'amerikanesch Firma TRW aus de 60er war) ass eng héich Startdrehmoment ze liwweren, wat de Besoin fir ganz niddereg Gears vermeit an de Motor an effiziente Modi funktionnéiert. bei maximaler Belaaschtung, simuléiert déi héchst méiglech Ausrüstung, mat dem elektresche System ëmmer als Puffer. Wann d'Simulatioun vun der Beschleunegung an der Ofschaltung erfuerderlech ass, gëtt d'Motorgeschwindegkeet erhéicht andeems de Generator kontrolléiert an deementspriechend duerch seng Geschwindegkeet mat engem sophistikéierten elektronesche Stroumsteuersystem. Wann Dir héich Gears simuléiert, musse souguer zwee Autoe Rollen wiesselen fir d'Geschwindegkeet vum Motor ze limitéieren. Zu dësem Zäitpunkt geet de System "Kraaft Circulatioun" Modus a seng Effizienz ass wesentlech reduzéiert, wat de schaarfe Display vum Dreifstoffverbrauch vun dëser Zort Hybrid Gefierer bei héijer Geschwindegkeet erkläert. Also ass dës Technologie an der Praxis e Kompromiss bequem fir den urbane Verkéier, well et evident ass datt den elektresche System d'Feele vun enger klassescher Gearbox net voll kompenséiere kann. Fir dëse Problem ze léisen, benotzen Honda Ingenieuren eng einfach awer genial Léisung an hirem neie sophistikéierten Hybrid Hybrid System fir mat Toyota ze konkurréieren - si addéieren einfach eng sechst manuell Transmissioun, déi an der Plaz vum High-Speed Hybrid Mechanismus engagéiert. All dëst kann iwwerzeegend genuch sinn fir de Besoin fir eng Gearbox ze weisen. Natierlech, wa méiglech mat enger grousser Zuel vu Gears - d'Tatsaach ass datt mat manueller Kontroll et einfach net bequem ass fir de Chauffer eng grouss Zuel ze hunn, an de Präis wäert eropgoen. Am Moment sinn 7-Vitesse manuell Transmissiounen wéi déi am Porsche fonnt (baséiert op DSG) a Chevrolet Corvettes zimlech seelen.

Alles fänkt mat Ketten a Gurte un

Also, verschidde Konditioune erfuerderen verschidde Wäerter vun der erfuerderter Kraaft ofhängeg vun der Geschwindegkeet an dem Drehmoment. An an dëser Gleichung gëtt de Besoin fir effiziente Motorbetrib a reduzéierter Dreifstoffverbrauch, zousätzlech zu der moderner Motortechnologie, d'Transmissioun eng ëmmer méi wichteg Erausfuerderung.

Natierlech ass den éischte Problem deen entsteet fänkt un - an den éischte Passagéierautoen war déi allgemeng Form vu Gangkëscht e Kettenfuerer, aus engem Vëlo geléint, oder e Gürteldreiwer, deen op Gürtelrollen vu verschiddenen Duerchmiesser handelt. An der Praxis waren et keng désagréabel Iwwerraschungen am Rimmfahrt. Net nëmmen war et sou Kaméidi wéi seng Kettenpartner, mä et konnt och keng Zänn briechen, wat bekannt war aus de primitive Gangmechanismen, déi d'Chauffeuren deemools als "Transmissiounssalat" bezeechent hunn. Zënter dem Jorhonnertwende ginn Experimenter mat der sougenannter "Reibungsraddrive" duerchgefouert, déi keng Kupplung oder Gears huet, a benotzt Nissan a Mazda an hire toroidal Gearboxen (déi spéider diskutéiert ginn). Allerdings hunn d'Alternativen zu Zännrad och eng Rei vu seriöen Nodeeler - d'Gürtel konnten net verlängert Belaaschtungen an d'Erhéijung vun der Geschwindegkeet ausstoen, si si séier lass an zerräissen, an d'"Pads" vun de Reibungsrieder goufen ze séier verschleißt. Op alle Fall, kuerz nom Sonnenopgang vun der Automobilindustrie, goufen Gears néideg a blouf déi eenzeg Optioun op dëser Etapp fir d'Transmissioun vun Dréimoment fir eng zimlech laang Zäit.

D'Gebuert vun enger mechanescher Iwwerdroung

De Leonardo da Vinci entwéckelt a fabrizéiert Zännrad fir seng Mechanismen, awer d'Produktioun vu staarken, raisonnabel genaue an haltbare Kugelwielen gouf nëmme méiglech am Joer 1880 dank der Disponibilitéit vun passenden metallurgeschen Technologien fir héichqualitativ Stol a Metallveraarbechtungsmaschinnen ze kreéieren. relativ héich Genauegkeet vun der Aarbecht. Reibungsverloschter a Gears ginn op nëmmen 2 Prozent reduzéiert! Dëst war de Moment wou se als Deel vun der Gearbox onverzichtbar ginn, awer de Problem blouf mat hirer Unifikatioun a Placement am allgemenge Mechanismus. E Beispill vun enger innovativer Léisung ass den Daimler Phoenix vun 1897, an deem Gears vu verschiddene Gréissten an e richtegt, geméiss dem haitege Verständnis "zesummegesat" goufen, eng Gearbox, déi nieft véier Geschwindegkeeten och e Réckschalter huet. Zwee Joer méi spéit gouf Packard déi éischt Firma fir déi bekannte Positionéierung vum Gearshiewel um Enn vum Bréif "H" ze benotzen. An de folgende Joerzéngte waren d'Gears net méi, awer d'Mechanismen goufen weider verbessert am Numm vun der einfacher Aarbecht. De Carl Benz, deen seng éischt Produktiounsautoen mat enger planetarescher Gangkëscht ausgestatt huet, huet et fäerdeg bruecht d'Erscheinung vun den éischte synchroniséierte Getriebe ze iwwerliewen, entwéckelt vu Cadillac a La Salle am Joer 1929. Zwee Joer méi spéit ware Synchroniséierer scho vu Mercedes, Mathis, Maybach an Horch am Asaz, an dann en anere Vauxhall, Ford a Rolls-Royce. Een Detail - all haten en onsynchroniséierten éischte Gang, deen d'Chauffeuren immens genervt huet a speziell Fäegkeeten erfuerdert. Déi éischt voll synchroniséiert Gangkëscht gouf vum Engleschen Alvis Speed Twenty am Oktober 1933 benotzt a gouf vun der berühmter däitscher Firma erstallt, déi nach ëmmer den Numm "Gear Factory" ZF huet, op dee mir dacks an eiser Geschicht bezéien. Et war eréischt an der Mëtt vun den 30er Joren datt Synchronisatoren ugefaang hunn op aner Marken installéiert ze ginn, awer a méi bëllegen Autoen a Camionen kämpfe Chauffeuren mam Gearshiewel fir ze beweegen an ze wiesselen. Tatsächlech gouf eng Léisung fir de Problem vun dëser Aart vun Onbequemlechkeet vill méi fréi gesicht mat der Hëllef vu verschiddenen Transmissiounsstrukturen, déi och zielt fir d'Kontrollpaar vun de Gangpaarten stänneg ze verbannen an se mat der Schaft ze verbannen - an der Period vun 1899 bis 1910, De Dion Bouton Eng interessant Transmissioun entwéckelt, an där d'Gears stänneg gemëscht sinn, an hir Verbindung mat der sekundärer Welle gëtt mat klenge Kupplungen duerchgefouert. De Panhard-Levasseur hat eng ähnlech Entwécklung, awer an hirer Entwécklung ware permanent engagéiert Gears fest mat der Schaft verbonne mat Pins. D'Designers hu selbstverständlech net opgehalen ze denken wéi een et fir Chauffeure méi einfach maache kann an d'Autoen virun onnéidege Schued schützen. Am Joer 1914 hunn d'Cadillac Ingenieuren decidéiert datt si d'Kraaft vun hire risege Motore kéinte benennen an d'Autoen ausrüstelen mat engem justierbaren Endfuert deen elektresch ka wiesselen an d'Geschäftsverhältnis vun 4,04: op 2,5: 1 ännere kann.

D'20er an 30er waren eng Zäit vun onheemlechen Erfindungen, déi Deel vun der konstanter Akkumulation vu Wëssen iwwer d'Jore sinn. Zum Beispill, am Joer 1931, huet d'franséisch Firma Cotal eng elektromagnetesch verschlësselte manuell Transmissioun erstallt, déi duerch e klengen Hiewel um Lenkrad kontrolléiert gouf, deen am Tour mat engem klengen Idle Hiewel op de Buedem gesat gouf. Mir ernimmen déi lescht Fonktioun well et erlaabt den Auto genee esou vill Forward Gears ze hunn wéi et véier ëmgedréint Gears sinn. Deemools ware prestigiéis Marken wéi Delage, Delahaye, Salmson a Voisin fir dem Kotal seng Erfindung interesséiert. Nieft dem uewe genannte bizarre a vergiessene "Virdeel" vu ville modernen Heckradgetriebe Gears, huet dës onheemlech Gearbox och d'Fäegkeet fir mat engem Fleschel automatesche Shifter ze "interagéieren", deen d'Gears verännert wéi d'Geschwindegkeet fällt wéinst der Motorbelaaschtung an ass tatsächlech ee vun den éischte Versich Prozess automatiséieren.

Déi meescht Autoen aus de 40er a 50er Joeren haten dräi Gäng, well d'Motoren net méi wéi 4000 RPM entwéckelt hunn. Mat der Erhéijung vun den Ëmdréiungen, Dréimoment a Kraaftkéieren hunn déi dräi Gäng net méi den Ëmlafberäich ofgedeckt. D'Resultat war eng disharmonesch Bewegung mat enger charakteristescher "iwwerraschender" Iwwerdroung beim Heben an iwwerdriwwe Kraaft beim Verréckelen op eng méi niddreg. Déi logesch Léisung fir de Problem war déi massiv Verréckelung op Véier-Gang-Gäng an de 60er Joren, an déi éischt Fënnef-Gang-Boîten an de 70er waren e wichtege Meilesteen fir d'Fabrikanten, déi houfreg d'Präsenz vun esou enger Boîte zesumme mam Modelbild um Auto notéiert hunn. Viru kuerzem huet de Besëtzer vun engem klasseschen Opel Commodore mir gesot datt wann hien den Auto kaaft huet, war et an 3 Gäng an am Duerchschnëtt 20 l / 100 km. Wéi hien d'Geschwindegkeet duerch eng 15-Gang-Boîte ersat huet, war de Verbrauch 100 l / 10 km, an nodeems hien endlech eng Fënnefgeschwindegkeet krut, ass dësen op XNUMX Liter gefall.

Haut ginn et praktesch keng Autoe mat manner wéi fënnef Gäng, a sechs Geschwindegkeete ginn d'Norm a méi héije Versioune vu kompakte Modeller. Déi sechst Iddi ass an de meeschte Fäll eng staark Reduktioun vun der Geschwindegkeet bei héijen Ëmdréiungen, an e puer Fäll, wann et net sou laang ass an d'Reduktioun vun der Geschwindegkeet fällt beim Verréckelen. Mehrstufeg Transmissiounen hunn e besonnesche positiven Effekt op Dieselmotoren, vun deenen Eenheeten en héicht Drehmoment hunn, awer e wesentlech reduzéierte Betribsberäich wéinst der fundamentaler Natur vum Dieselmotor.

(nogoen)

Text: Georgy Kolev