О приемах против «ломов» (Часть 2)
АКП (автоматические коробки передач) с гидротрансформатором
Voith казанского производства
Завод по изготовлению гидропередач (Львов), ЗИЛ, профильные институты (НАМИ, ВНИИТрансмаш) не смогли изготовить ни самостоятельно, ни объединив усилия автобусную АКП, которая стала бы современным продолжением массовой ГМП-2. Как ни горько признавать, это характеризует уровень конструкторской, инженерной мысли стран СНГ.
Но как могло случиться, что малоуспешным оказался выпуск ГМП по лицензии I.M. Voith GmbH в Казанском моторостроительном производственном объединении (КМПО)? Соглашение о лицензионном выпуске в КМПО автоматической ГМП из модельного ряда DIWA под маркой «Voith-Казань» подписано 1 июня 1994 г. Автоматические коробки передач Voith производятся с начала 1950-х годов, а на советский рынок предприятие вышло в 1986-м.
Автоматические КП Voith являются распространенными, я лишь коротко отмечу особенности их конструкции. Так, начало движения осуществляется через гидравлическую часть, доля которой по мере нарастания скорости постоянно уменьшается в пользу механической части, т. е. одновременно работают и гидротрансформатор, и механическая часть коробки передач за счет того, что гидротрансформатор расположен между двумя планетарными редукторами (посередине КП): в первом редукторе поток мощности разделяется, во втором объединяется. Тем самым бо’льшая часть тормозных операций выполняется без механического трения. Меньшее количество переключений делает движение более плавным и уменьшает износ тормозных дисков. Для справки: в ГМП-3 ротор ретардера устанавливали на первом промежуточном валу.
Благодаря высокой культуре производства казанские «автоматы» получились надежными, долговечными (пробег до 300 тыс. км) и за счет местной сборки более дешевыми. Соответствующую техническую документацию переработали с учетом использования российских материалов и заготовок. Для улучшения смазки шестерен местные специалисты несколько доработали Voith’овский насос. Более того, шли переговоры об организации в КМПО производства ретардеров (гидродинамических тормозов-замедлителей) для междугородных автобусов и большегрузных автомобилей, об изготовлении для «материнской» компании в Германии части деталей.
Однако годовой выпуск КП «Voith-Казань» по-прежнему не превышает одной тысячи, тогда как при подписании лицензионного соглашения их планировалось собирать до шести тысяч. И сегодня, когда количество изготавливаемых только в России городских автобусов большого класса (ЛиАЗ, НефАЗ, ВАП и ряд других) приближается к этому значению, устанавливают АКП полностью иностранного производства.
Зато в промышленно развитых странах автобусные АКП продолжают совершенствовать, создают все новые образцы, улучшают электронные системы управления, в составную часть конструкции превратилась встроенная диагностика, они работают с двигателями уровня Euro 4 и Euro 5. Отдельные изготовители ГМП увеличивают (до шести) число ступеней. В частности, ZF отмечает, что в этом случае несколько сокращается расход топлива. Но главное в том, что АКП за рубежом стали штатным оборудованием городских автобусов.
Одним словом, наладить в СНГ массовый выпуск современной автоматической коробки передач для автобусного (и автомобильного) транспорта не удалось. Возможность применения зарубежных «автоматов» сдерживает их высокая стоимость и отчасти некоторое увеличение расхода топлива при установке ГМП.
| Параметр | Allison В300R/ 400R | ZF НР500 | ZF НР600 | Voith D851.2 | Voith D864 |
|---|---|---|---|---|---|
| Максимальная передаваемая мощность, кВт | 205/ 220 | 210 | 280 | 185 | 245 |
| Максимальный передаваемый крутящий момент, Н.м | 955/ 1230 | 1100 | 1400 | 900 | 900 |
| Максимальная частота вращения, мин–1 | 2000/ 2800 | 2800 | 2650 | 2800 | 2300 |
| Число передач | 6 | 4…6 | 4…6 | 3 | 4 |
| Редуктор | Планетарный | ||||
| Передаточные числа | 3,49; 1,86; 1,4; 1,00; 0,75; 0,65; –5,03 | 3,43; 2,01; 1,42; 1,00 (0,83; 0,59); –4,84 | 6,4; 1,43; 1,00 (0,7); –5,27 | ||
| Гидротрансформатор (ГДТ) | Трехколесный одноступенчатый | Трехколесный обратного хода | |||
| Кmax | 1,8…2,8 | 1,9…2,54 | 2,8 | ||
| Гидрозамедлитель | Встроенный, расположен на выходном валу ГМП | Встроенный, расположен на валу турбины гидротрансформатора | Тормозной режим гидротрансформатора | ||
| Система управления | Микропроцессорная | ЭСАУ | С ЭСАУ | ||
| Масса, кг | 298 | 300 | 330 | 275 | 310 |
| Габаритные размеры, мм | 719х489х526 | 693х557х571 | 684 (762) х573х514 | ||
| Вместимость масляной системы, л | 25 | 30 | 28 | ||
Полуавтоматические коробки передач
Возможно, следует направить усилия на то, чтобы облегчить собственно переключение передач в городском цикле движения, когда водитель автобуса большого класса (где рычаг коробки передач расположен в кабине, а сама КП находится сзади) сильно устает?
В 1980-е годы НАМИ совместно с ЯМЗ была разработана система автоматизированного управления серийно выпускавшимся фрикционным сцеплением и ступенчатой (от 4 до 18) синхронизированной коробкой передач – так называемый «полуавтомат» (ЯМЗ-204 и др.). Использование электропневматической схемы управления обусловлено развитой пневмосистемой автотранспортных средств (в том числе пассажирских) и быстротой срабатывания электричества при дистанционном воздействии на те или иные механизмы.
После нажатия водителем педали сцепления и установки рукоятки контроллера (занявшего место рычага) в положение определенной передачи концевой выключатель замыкался и срабатывал электроклапан, подававший сжатый воздух в соответствующую полость цилиндра, чем обеспечивалось включение соответствующей передачи. При переводе электроклапана на «нейтраль» он обесточивался, и с помощью пружин в сервоцилиндрах включалось нейтральное положение.
Электропневматическое (полуавтоматическое) управление коробками передач разрабатывали и испытывали как на автобусах (в частности, ЛАЗ-695М с КП ЯМЗ-236М), так и на грузовых автомобилях, а также автокранах, причем с конца 1960-х годов. Кстати, испытания автобусов показали некоторое снижение расхода топлива. Кроме того, отмечено увеличение ресурса сцепления (управление которым к тому же автоматизировали на отдельных модификациях).
Наиболее перспективной являлась система электропневматического управления сцеплением и коробкой передач ТМЗ-205. Вместе с двигателем ТМЗ-770.10 типоразмера 6V-120° (до 280 л.с. при 1250 Н.м) ее планировалось устанавливать на сочлененный автобус Sanos S315 (Македония) – ТМЗ, сборку которого в 1996 г. намечали организовать в Тутаеве. Эта силовая установка – первая отечественная, изначально разрабатывавшаяся для большого городского автобуса заднемоторной компоновки, отсюда и нетипичный угол развала – 120°. Обе ее составляющие отличала прогрессивная конструкция.
Электропневматический привод был разработан также фирмой «Кора» (Набережные Челны). Добавим, что коробки передач автомобилей КАЗ-4540 комплектовали электропневматическим управлением делителем.
Сегодня полуавтоматические коробки передач, т. е. механические коробки с автоматическим управлением, выпускают практически все ведущие автостроители, но преимущественно для междугородных и «мягких» автобусов (а также грузовых автомобилей). Во многом их конструкция как раз подчинена собственно минимизации усилий, затрачиваемых водителем на перемещение рычага типа «джойстик» при выборе той или иной передачи, число которых увеличено до 8…12, что обеспечивается вспомогательными механизмами (названия которых буквально так и переводятся):
- Comfort Shift (Scania);
- I-shift (Volvo);
- Servoshift (Daimler);
- Tipmatic (MAN, также воздействующее на сцепление, чтобы транспортное средство не заглохло при начале движения и плавно начало двигаться (Easy Start);
- AS-Tronic (ZF).
