Девятиступенчатая автоматическая коробка передач

R932: Без трансформатора

Принципиальное отличие R932 от привычных «автоматов» на других моделях высшего класса – отсутствие гидротрансформатора. «Это не революция, так же работают коробки с двумя сцеплениями. Просто наша – планетарная», – комментирует конструкцию один из ее разработчиков Сергей Варлей. В современных гидромеханических трансмиссиях гидротрансформатор стараются блокировать так рано, как это возможно, чтобы повысить КПД трансмиссии и снизить расход топлива. В НАМИ просто сделали следующий шаг, отказавшись от гидротрансформатора совсем. В гусеничной технике такое решение уже используется. 

«Кинематическая схема АКП имеет четыре степени свободы, то есть для включения передачи необходимо замкнуть три элемента управления, что соответствует последним мировым тенденциям», – отвечает Сергей на вопрос об особенностях конструкции трансмиссии.

Девять передач позволяют точно подобрать оптимальное передаточное число в широком диапазоне – от 5,732 на первой до 0,661 на девятой, то есть коробка не нуждается в гидротрансформаторе для увеличения возможностей изменения передаточных чисел. А электронная система управления помогает переключать ступени в точно выбранный момент, тем самым минимизируя проскальзывание фрикционных элементов и потери.

В коробке передач – четыре планетарных ряда, для управления которыми используются три тормоза и три муфты. Их приводят в действие гидроцилиндры, так что традиционная гидравлика в конструкции сохранилась. А вот переключением потоков жидкости заведуют электромагнитные клапаны, которыми управляет электронный блок управления.

Гидромеханика

Гидромеханический автомат — самый распространенный тип автоматических коробок, который встречается практически у всех автопроизводителей. В силу конструктивных особенностей эти автоматы лучше других переваривают большой крутящий момент, поэтому именно их чаще всего устанавливают на тяжелые кроссоверы и внедорожники, а также на полноразмерные седаны. По сути это планетарная коробка передач, соединяемая с мотором через гидротрансформатор. Переключение планетарных рядов в ранних моделях происходило гидромеханически, а теперь — по командам электроники.

На бюджетные модели устанавливают простенькие «четырехступки», хотя их осталось уже мало. Например, популярная коробка DP0/DP2 работает на многих недорогих моделях Peugeot-Citroen и Renault. Характеристика у этой коробки не лучшая, как, впрочем, и надежность: выхаживает она, как правило, не более 120 000 км. Гораздо лучше по надежности (около 200 000 км), да и по алгоритму переключения японские четырехступки Jatco. Их устанавливают на Гранты и  Датсуны .

Постоянно ужесточающиеся нормы выбросов заставляют производителей увеличивать число передач в автоматах. Но выигрывает от этого не только природа, но и владельцы автомобилей: многоступенчатые коробки позволяют оптимальнее реализовать возможности двигателя и таким образом снизить расход топлива. Даже на относительно недорогих автомобилях, например, Кia Rio или Hyundai Solaris, нынче применяют шестиступенчатые автоматы. Столько же передач и у коробки 09G Tiptronic, устанавливаемой на модели Volkswagen Polo и Skoda Rapid. Средний ресурс при бережной эксплуатации и своевременной замене рабочей жидкости (не реже чем каждые 60–80 тысяч км) составляет 250 000 км.

На более мощных и тяжелых автомобилях количество ступеней в автоматах может доходить до десяти (например, у купе Chevrolet Camaro ZL1 и пикапа Ford F‑150). Но «многоступенчатость» сказывается на надежности. Ведь чем больше передач, тем чаще коробка переключается, а значит больше изнашиваются фрикционы. Кроме того, жесткие ограничения по габаритам приводят к тому, что каждая ступень становится миниатюрнее (без основательного запаса надежности).

Универсальное (и лучшее) решение для города и бездорожья — гидромеханика

На каких автомобилях устанавливается восьмиступенчатая автоматическая коробка передач?

Как вы думаете какая коробка передач и какого производителя в настоящий момент самая популярная? Многие могут подумать, что речь идет о механической трансмиссии. Но это не так. Самой популярной коробкой в мире является 8-ми ступенчатая трансмиссия, которая в настоящий момент устанавливается на многие автомобили. В том числе и на дорогие начиная от BMW и заканчивая Bentley.

Традиционно многие автопроизводители помимо собственных коробок передач, любят покупать трансмиссии у сторонних производителей. Это позволяет сокращать расходы на производство продукции. Одним из таких производителей является , чья 8-ми ступенчатая автоматическая коробка оказалась в очень многих автомобилях начиная с самого начала производства которое началось в 2009 году.

8-ми ступенчатый автомат первого поколения разошелся по всему миру в различных версиях с разнообразными характеристиками, в зависимости от того куда он ставился. Второе поколение трансмиссии ZF появилось в 2014 году.

Давайте узнаем на какие популярные и интересные автомобили устанавливалась легендарная автоматическая 8-ми ступенчатая трансмиссия, которая разошлась миллионным тиражом по всему миру.

Тысяча ньютонов

Проработка первых вариантов конструкции этой трансмиссии началась конце 2013 года. Примерно в то же время была принята кинематическая схема и началась отработка математических моделей на компьютерах. Требовалось подобрать оптимальные алгоритмы переключения в различных режимах движения автомобиля. Первые прототипы, проходившие испытания на стендах, появились в конце 2015 года. Можно предположить, что сейчас трансмиссии и двигатели уже испытывают на прототипах автомобиля.

Трансмиссия рассчитана на работу с самыми мощными двигателями в рамках проекта Единой модульной платформы (ЕМП), то есть V12 мощностью свыше 850 л.с. и V8. Показанный НАМИ на автосалоне V12 рабочим объемом 6,6 л может развивать максимальный крутящий момент до 1470 Нм, коробка же рассчитана только на 1000. Тут разработчикам пришлось пойти на компромисс – увеличение расчетного крутящего момента привело бы к росту размеров и массы трансмиссии, а также вышло бы за пределы ограничений по сцеплению с поверхностью дороги. Поэтому крутящий момент двигателя будет ограничен 1000 Нм, чтобы машина могла тронуться без срыва грунта и трансмиссия работала без перегрузок.

Но и 1000 Нм – действительно впечатляющий показатель – такой момент выдают считанные единицы среди серийно выпускаемых легковых моделей.

Роботы

Роботы можно разделить на две группы. Робот с одним сцеплением — это обычная «механика», у которой сцеплением и переключением передач управляет не водитель, а автоматика. Надежность такого агрегата в теории должна быть самой высокой среди АКП. Но практика это не подтверждает. Например, на  редакционной Весте с роботом стояли уже три сцепления при пробеге меньше 45 тыс.км. Коробка Easytronic, которую устанавливали на Опели, мучили владельцев отказами по электронике. По скорости и комфорту переключения робот с одним сцеплением — худшая автоматическая коробка. Основное его преимущество — невысокая цена. Поэтому его ставят в основном на небольшие и недорогие автомобили.

Робот с двумя сцеплениями — более сложный и дорогой. За четные и нечетные передачи в такой коробке отвечают отдельные первичные валы и, соответственно, отдельные сцепления. Если вы, к примеру, двигаетесь на первой передаче, то на другом валу уже включена вторая! Благодаря этому переключение происходит за миллисекунды и рывки при этом не ощущаются.

В подобных коробках могут использоваться как сухие, так и мокрые сцепления. Сухие — менее надежные — иногда их приходится менять при пробеге 30 000 км, редко они дотягивают до 100 тысяч. «Мокрые» DSG, которые выпускает концерн Volkswagen, имеют сносный ресурс — около 150 тысяч км и даже больше при аккуратной манере езды .

Фордовские роботы Powershift с сухими сцеплениями не отличаются ни плавной работой, ни большим ресурсом. Поэтому Ford постепенно отказывается от коробок такого типа, предпочитая классические автоматы.

А вот корейцы, похоже, наоборот, готовы продвигать роботов — коробка 7DCT все активнее прописывается на новых моделях Kia и Hyundai.

Сравнение потребительских параметров основных типов АКП

Гидромеханика

Вариатор

Робот

С одним
сцеплением

С двумя
сцеплениями

ПЛЮСЫ

Отработанность конструкции, некритичность к большим крутящим моментам, живучесть при буксовании

Отсутствие переключений,
простота и дешевизна в сравнении с гидромеханикой

Простота, надежность, высокий ресурс. Допускает буксировку

Быстрые, незаметные переключения, хорошая динамика разгона, экономичность. Допускает буксировку

МИНУСЫ

Несколько меньший КПД, чем у вариатора, заметные переключения при небольшом числе ступеней. Буксировка возможна только на небольшие расстояния

Видео: АКПП ZF 9HP48. Основные неисправности.

Немного истории

Ранее до масштабного распространения автоматических коробок в автомобилях, большинство владельцев были довольны обычными механическими коробками передач. Они, как правило, все были 4-5 ступенчатыми и этого хватало любому пользователю.

История первой автоматической коробки передач начинается еще с 60-ых годов. Тогда еще она обладала всего 3-4 ступенями и довольно сложной структурой.

Это не позволяло автомобилю набирать быстро скорость и в итоге машина теряла большое количество мощности.

Поэтому автомат в 60-80 годы был попросту никому не нужен в силу своих технических сложностей и повышенного расхода топлива.

Только в начале 90-х годов появились первые качественные автоматы, которые сумели заменить полноценные 4-5 ступенчатые механические коробки передач. За счет новых технологий автопроизводители быстро изменили техническую структуру авто во избежание потери мощности. Такие автоматы могли ездить с высокой скоростью и имели пониженный расход топлива.

Почему восемь передач?

Когда-то думали, что автоматическим коробкам необходимо только три или четыре передачи. Сегодня же в автоматических трансмиссиях гораздо больше передач из соображений производительности, а также с целью экономии топлива, что значительно снижает уровень вредных выбросов современных автомобилей.

Например, если коробка имеет много передач, то двигатель автомобиля может чаще находиться близко к оптимальным оборотам в минуту в какой-то конкретной ситуации, а не набирать большие обороты, когда это не нужно. Это позволяет значительно сократить расход топлива и уменьшить уровень СО2 в выхлопе.

Именно по этой причине компания ZF разработала свою легендарную 8-ми ступенчатую автоматическую коробку передач в качестве замены своей не менее популярной старой 6-ти ступенчатой трансмиссии. В 2014 году инженеры ZF представили новую доработанную «восьмиступку», которая позволяет увеличить экономичность транспортных средств.

Техническое решение относится к трансмиссиям транспортных средств. Оно касается девятиступенчатой коробки передач с двумя сцеплениями.

В заявке №2014013881, опубликованной в США, показана девятиступенчатая коробка передач с двумя сцеплениями, содержащая семь рядов зубчатых колес и муфты управления коробкой передач. Кинематическая схема этой коробки передач позволяет получить девять передач переднего хода и одну передачу заднего хода. Однако эта коробка передач имеет сложную конструкцию и сравнительно большие осевые габариты.

Видео: Great Wall презентовал абсолютно новый турбомотор

Видео: Концепт Mercedes-Benz GLC Coupe.

Почему 8-ми ступенчатый автомат ZF стал популярен?

Дело в том, что в отличие от других коробок передач, 8-ми ступенчатая трансмиссия ZF может применяться на автомобилях с различным типом приводов. В том числе и на полном приводе. Также эта трансмиссия может быть установлена не только на бензиновые автомобили, но и легко интегрируется в дизельные транспортные средства. И это еще не все. В том числе коробка ZF легко может быть установлена в гибридные модели автомобилей.

Ну и наконец 8-ми ступенчатая коробка имеет широкий диапазон выходных мощностей.

В том числе конструкция восьмиступенчатой автоматической трансмиссии ZF позволяет конструкторам устанавливать двигатели не поперек, а вдоль оси транспортного средства. Также коробка ZF управляется уникальным программным обеспечением, настройку которого можно легко изменить под конкретную модель.

Кроме того, не стоит забывать, что 8-ми ступенчатый немецкий автомат в своих множественных модификациях и версиях подходит под огромное количество различных моделей, которые имеют разный крутящий момент и мощность.

В результате автопроизводители могут купить у компании ZF именно такую трансмиссию, которая будет идеально подходить под конкретную модель, а затем с помощью программирования могут адаптировать коробку по своему личному усмотрению. Это экономит автомобильным компаниям миллиарды долларов, которые нужны для разработки своих собственных коробок передач.

Related Posts

Добавить комментарий