Pusiau automatinės pavarų dėžės yra vairuotojo valdymo ir automatizacijos sankirtoje — siūlydamos geriausias mechaninės ir automatinės pavarų dėžių savybes. Norint tikrai suprasti, kaip veikia pusiau automatinė pavarų dėžė, pravartu pirmiausia prisiminti tradicinės mechaninės pavarų dėžės pagrindus.
Kaip veikia mechaninė pavarų dėžė: pagrindai
Tradicinė mechaninė pavarų dėžė sukonstruota aplink du pagrindinius velenus:
- Pirminis (varantysis) velenas — gauna sukimo momentą iš variklio per sankabos krumpliaratį
- Antrinis (varomasis) velenas — perduoda pakeistą sukimo momentą į varomąsias ratus
Abiejuose velenuose esantys krumpliaračiai susikabina poromis. Pirminiame velene krumpliaračiai tvirtai pritvirtinti; antriniame jie sukasi laisvai. Tuščiąja eiga visi antriniai krumpliaračiai sukasi neperduodami sukimo momento ratams.
Keičiant pavaras, vairuotojas spaudžia sankabą, kad atjungtų pirminį veleną nuo variklio. Judant pavarų svirčiai, specialūs įtaisai, vadinami sinchronizatoriais, pasislenka išilgai antrinio veleno. Sinchronizatoriaus sankaba tada tvirtai užfiksuoja atitinkamą krumpliaratį ant veleno. Atleidus sankabą, sukimo momentas teka per užfiksuotą krumpliaratį pasirinktu perdavimo santykiu ir toliau — į galinį reduktorių ir ratus. Kad pavarų dėžė būtų kompaktiška, antrinis velenas dažnai skaidomas į dvi dalis, paskirstant varomuosius krumpliaračius abiejose pusėse.
Kaip veikia pusiau automatinė pavarų dėžė
Pusiau automatinė pavarų dėžė veikia pagal lygiai tuos pačius mechaninius principus — su vienu svarbiausiu skirtumu: servo pavaros valdo sankabą ir pavarų parinkimą vietoj vairuotojo. Šios pavaros paprastai apima:
- Žingsninį elektrinį variklį su reduktoriumi
- Servo bloką sankabos valdymui
- Hidraulinius pavaros kai kuriose konfigūracijose
Elektroninis valdymo blokas (ECU) koordinuoja visą procesą. Kai gaunama komanda pakeisti pavarą:
- Pirmasis servo įspaudžia sankabą
- Antrasis servo perkelia sinchronizatorius į norimą pavarą
- Pirmasis servo lėtai atleidžia sankabą
Tai visiškai pašalina sankabos pedalo poreikį. Automatiniame režime borto kompiuteris inicijuoja pavarų keitimą pagal automobilio greitį, variklio apsukų skaičių ir tokių sistemų kaip ESP ir ABS signalus. Rankiniame režime vairuotojas valdo pavarų keitimą pavarų svirtimi arba pavilijiniais jungikliais.
Trūkumas: sankabos grįžtamojo ryšio nebuvimas
Pagrindinė pusiau automatinės pavarų dėžės silpnybė yra apčiuopiamo sankabos grįžtamojo ryšio nebuvimas. Patyręs vairuotojas gali tiksliai pajusti, kada sankabos diskai susijungia, ir atitinkamai moduliuoti perėjimą. Elektronika, tačiau, turi taikyti konservatyvesnį požiūrį — laikyti sankabą atidarytą ilgiau, kad būtų išvengta šuolių ir susidėvėjimo. Rezultatas — pastebimi galios pertrūkiai greitėjimo metu.
Vienintelis tikras sprendimas yra sumažinti pavarų keitimo laiką, tačiau tai tiesiogiai didina įrenginio kainą — kompromisas, ribojantis pusiau automatines pavarų dėžes biudžetinėse programose.
DCT revoliucija: dvigubos sankabos pavarų dėžė paaiškinta
Dvigubos sankabos pavarų dėžė (DCT), atsiradusi 1980-ųjų pradžioje, išsprendė šias problemas sumaniai mechaniniu proveržiu. Paimkime „Volkswagen” 6 greičių DSG kaip puikų pavyzdį. Ji turi:
- Du antrinius velenus su varomaisiais krumpliaračiais ir sinchronizatoriais
- Du pirminius velenus — vienas įdėtas į kitą, kaip rusiška matrioška
- Dvi atskiras daugiaskivučių sankabas, po vieną kiekvienam pirminiam velenui
Štai kaip paskirstomos pavarų poros:
- Išorinis pirminis velenas: 2, 4 ir 6 pavara
- Vidinis pirminis velenas: 1, 3, 5 ir atbulinė pavara
Štai kas daro DCT tokią greitą: kol automobilis važiuoja 1-a pavara (vidinis velenas, pirmoji sankaba uždaryta), elektronika tuo pačiu metu iš anksto parenka 2-ą pavarą išoriniame velene — nors ta sankaba lieka atidaryta. Todėl DCT dar vadinamos išankstinio atrankos pavarų dėžėmis.
Kai ateina perjungimo momentas, pirmoji sankaba atsidaro, o antroji užsidaro vienu metu. Sukimo momentas persiduoda į išorinį veleną ir 2-ą pavarą — beveik nepertraukiant galios srauto. Rezultatas stulbinantis: „Golf” DSG keičia pavaras vos per 8 milisekundes, palyginti su 150 ms „Ferrari Enzo”.
DCT ir pusiau automatinė: pagrindiniai skirtumai
- Greitis: DCT keičia pavaras vieno skaitmens milisekundėmis; pusiau automatinės pavarų dėžės užtrunka žymiai ilgiau
- Sklandumas: DCT perėjimai yra beveik neskausmiai dėl iš anksto parinktų pavarų; pusiau automatinės gali sukelti pastebimus galios kritimus
- Efektyvumas: DCT yra efektyvesnės degalų atžvilgiu nei tradicinės automatinės pavarų dėžės
- Kaina: Abi technologijos turi kainų priedą, nors DCT laikui bėgant tapo prieinamesnės
- Didelio sukimo momento galimybės: Ankstyvosios DCT sunkiai susidorojo su didelio sukimo momento programomis — šį apribojimą išsprendė „Ricardo” DSG, įmontuota 1 000 AG „Bugatti Veyron”
Kas šiandien naudoja DCT?
Dvigubos sankabos pavarų dėžės nebėra išskirtinės „Volkswagen” grupės transporto priemonėms. Šiandien DCT technologiją naudoja:
- BMW
- Ford
- Mitsubishi
- FIAT
- Porsche — prekės ženklas, žinomas dėl to, kad taiko tik laiko patikrintas technologijas
Tuo tarpu pusiau automatinės pavarų dėžės ir toliau dominuoja supersportinių automobilių segmente — nors net ir čia atotrūkis mažėja. „Ferrari 599 GTB Fiorano” robotizuota pavarų dėžė, pavyzdžiui, keičia pavaras vos per dešimtis milisekundžių, gerokai lenkdama pigesnes pusiau automatines sistemas, tokias kaip „Opel Easytronic”.
Automobilių pavarų dėžių ateitis
Pramonės analitikai prognozuoja, kad DCT ir CVT (begalinio variavimo transmisija) taps dominuojančiais transmisijų tipais ateinančiais metais. Mechaninė pavarų dėžė — apibūdinama sankabos pedalu — lėtai nyksta net iš sportinių automobilių. Tobulėjant vairuotojo pagalbinėms sistemoms ir automatizacijai, perėjimas prie patogumo tik spartėja.
Tai yra vertimas. Originalą galite perskaityti čia: https://www.drive.ru/technic/4efb332e00f11713001e3f50.html
Paskelbta Lapkritis 18, 2021 • 5m perskaityti
