Koeajo Autojen voimansiirtojen historia - Osa 3

Tästä viimeisestä osasta löydät erityyppisiä moderneja ratkaisuja tältä alueelta.

Nykyään vaihteistomaailma on monipuolisempi kuin koskaan, ja autoalan yrityksiä ja tavarantoimittajia sitovat monimutkaiset suhteet ja sopimukset, jotka johtavat erittäin korkean teknologian tuotteiden luomiseen pienistä CVT-vaihteistoista yhdeksännopeuksisiin automaattivaihteistoihin.

50-luvulla kaikki näytti saavan kristallinkirkkaan kuvan: amerikkalaisille automaattivaihteisto on nyt ensiarvoisen tärkeä, ja eurooppalaisille manuaalivaihteisto on edelleen prioriteetti. Samaa väitettä voidaan kuitenkin soveltaa 70-luvulle - emme saa unohtaa, että Euroopan (länsi) todellinen "motorisaatio" alkoi juuri silloin, koska 80-luku on vielä vuosia rakentaa sodan raunioista. Historia osoittaa, että kuva ei ollut juurikaan erilainen 2000-luvulla, vaikka joissain paikoissa Euroopassa automatiikat alkoivat näkyä ylellisissä autoissa. Vasta 90-luvulla sähköisen hallinnon tulo alkoi muuttaa suuntaa automaattivaihteiston ja vanhan mantereen hyväksi. Mutta jopa vuonna 80, jolloin automaation osuus uusissa autoissa oli 15 prosenttia Yhdysvalloissa ja 4 prosenttia Japanissa, vain 5 prosenttia eurooppalaisista valitsi tämän ratkaisun. Tietenkään ei voi aliarvioida psykologista komponenttia tässä tapauksessa ja jälkimmäisten erittäin tarkoituksenmukaista halua vaihtaa vaihdetta itse. Tuolloin ne olivat vielä pääosin vuosia 2002 ja 6. vaihdetta – vasta vuonna 8 ZF esitteli ensimmäisen sukupolven 8HP kuusivaihteisesta vaihteistostaan ​​nostaakseen ne XNUMXhv:iin, seitsemän vuotta myöhemmin ZF XNUMXHP:llä. Jälkimmäisestä tulee todellinen vallankumous, ei vain vaihteiden lukumäärän, vaan myös täydellisen käyttömukavuuden ansiosta, joka BMW:n insinöörien ja heidän tarkan integraation seitsemänteen sarjaan ansiosta on saatettu täydellisyyteen.

Tämä on todella uskomattoman muutoksen aika, sillä siihen aikaan ZF jatkoi 4HP:n toimittamista Peugeot 407:lle ja 5HP:n toimittamista VW:lle ja Skodalle. Itse asiassa 13 vuoden aikana automaattivaihteistojen osuus maailmanlaajuisesti on noussut pilviin ja oli 46 prosenttia vuonna 2014. Vaihteiden määrän kasvusta huolimatta koko ja paino pienenevät, ja täältä löytyy jo jokaiselle jotakin. Jopa pienet autot, kuten Honda Jazz, saavat myös kaksoiskytkinvaihteistot. Mercedes ja ZF esittelevät yhdeksän askelmaa peräkkäin. Aktiivinen yhteinen kehitystyö GM ja Ford työskentelevät ahkerasti kymmenen nopeuden automaattivaihteistoprojektissa torjuakseen Chrysleriä Amerikassa, joka sillä välin julkaisee lisensoidun version ZF 8HP:stä. Manuaalivaihteistojen kehitys on menossa kohti parempia vaihteita, yksinkertaistamista ja tarkempaa vaihtamista, mikä saa jotkut autot niin täydellisyyteen, että olisi pyhäinhäväistystä riistää ne, mutta automaattivaihteistoilla on nyt valtava valikoima vaihtoehtoja. Kaikista vuonna 2014 myydyistä automaattivaihteistolla varustetuista autoista 49 prosenttia on klassisia automaattivaihteistoja, joissa on vähintään 6 vaihdetta, ja vain 15 prosentissa on alle 6 vaihdetta. CVT:t muodostavat 20 prosenttia, kaksoiskytkinvaihteistot 9 prosenttia ja automaattiset manuaalivaihteistot vain 3 prosenttia, samoin kuin hybridi- ja sähköautojen vaihteistot. Nämä luvut kätkevät tiukkoja yksityiskohtia: pääosa esimerkiksi DSG-vaihteistoista on markkinoilla Euroopassa, klassiset Euroopassa ja USA:ssa ja suuri osuus CVT-vaihteistoista on Japanissa. Samaan aikaan uudet yksiköt eivät ole millään tavalla raskaampia tai suurempia kuin edeltäjänsä – jos vuoden 5 Mercedes 2004-vaihteinen automaattivaihteisto vaatii neljä planeettavaihtetta ja seitsemän lukituslaitetta älykkään arkkitehtuurinsa ansiosta, uusi 9G-Tronic on se. hallitsee myös neljää planeettavaihtetta, mutta kuusi kytkintä lukituselementteinä. Yksi asia on selvä - pian myös keskiluokan merkit seuraavat luksustavaravalmistajia ja siirtyvät nyt enemmän vaihteistoihin - hyvä esimerkki tästä on se, että Opel on viimeisessä vaiheessa kehittää kahdeksanvaihteista automaattivaihteistoa. . Ajatus autosta, jossa on automaattivaihteisto, joka saa moottorin kiihtymään epämiellyttävästi ja luo omituisen synteettisen tunteen, on nyt kokonaan historian aikakirjoissa.

Liitot ja sopimukset

Mercedes on kuitenkin pikemminkin yksi poikkeuksista autonvalmistajana, joka kehittää ja valmistaa omia vaihteistojaan. Mazda, PSA ja Hyundai/Kia ovat samanlaisia, mutta käytännössä useimpia autonvalmistajia sitovat pitkälti monimutkaiset suhteet ja yhteisyritykset keskenään sekä vaihteistotoimittajien, kuten ZF:n ja Aisinin, kanssa. 8-vaihteisella ZF-automaattivaihteistolla eri versioissa, esimerkiksi Audin, BMW:n ja Rolls-Roycen mallit. Lisenssisopimuksen mukaisesti Chrysler valmistaa samaa vaihteistoa Evasion-, Chrysler- ja Jeep-malleille, mutta myös Maserati- ja Fiat-malleille. GM valmistaa kahdeksanvaihteisen Hydra-Maticin Corvettessa itse, mutta se teki yhteistyötä Aisinin kanssa kahdeksanvaihteisen vaihteiston kehittämiseksi Cadillacille ja toimitti automaattivaihteistot BMW:lle kymmenen vuotta sitten. Samanaikaisesti amerikkalainen jättiläinen työskentelee Fordin kanssa kymmenenvaihteisen vaihteiston kehittämiseksi, kun taas sen eurooppalainen tytäryhtiö Opel kehittää omaa kahdeksanvaihteista vaihteistoaan. Hyundai/Kia kehitti myös oman kahdeksanvaihteisen vaihteistonsa. Getrag, joka on tällä välin hankkinut laajan kokemuksen kaksoiskytkinvaihteistojen valmistuksesta, tarjoaa yksiköitä sekä Fordin ja Renaultin kompakteihin malleihin sekä BMW M -versioihin, ja näiden kaksi kytkintä on pääosin LUK:n toimittamia. VW:n ja Audin kuuluisa DSG-vaihteisto suunniteltiin BorgWarnerin avulla ja Veyronin vaihteiston suunnitteli Ricardo. Vaihteisto kahdella kytkimellä ja seitsemällä vaihteella. Porsche PDK on... ZF:n, BorgWarnerin ja Aichi Machine Industryn työ, jotka yhdessä kehittävät ja valmistavat vaihteiston Nissan GT-R:lle.

Klassinen automaatiokilpailu

Edellisessä osassa kerroimme sinulle yksityiskohtaisesti klassisten automaattivaihteistojen luomisesta ja kehittämisestä. Lisätään, että aiemmissa versioissa paineistettua hydraulijärjestelmää, joka aktivoi lukituselementit (katso alla), ohjataan mekaanisesti jakotukkien alipaineen perusteella ja keskipakosäätimen avulla. Myöhemmin kaikki perustuu elektroniikkaan ja moottorin ohjaukseen liittyviin parametreihin. On tärkeää huomata, että uudet synteettiset öljyt vaikuttavat myös merkittävästi nykyaikaisten vaihteistojen tarkkaan suorituskykyyn. Klassisten automaattivaihteistojen nopea kehitys viime vuosina on kuitenkin auttanut heitä saavuttamaan nykyään vertaansa vailla olevan vaihdemukavuuden suhteen poikkeuksellisen tasaisella ja suurella nopeudella, ja toistaiseksi he ovat johtajia vaihteiden määrässä (jo 9). Momentinmuuntimen nopea irrotus tekee niistä tehokkaampia ja pitoa keskeyttämättä, mikä tuo ne lähemmäksi DSG: tä, siirtymäajat lyhenevät ja paine-akkujen avulla käynnistys-pysäytysjärjestelmää ei ole integroitu. kysymys. On mielenkiintoista huomata, että vaikka linja-autot käyttävät enimmäkseen klassisia automaattivaihteistoja, suurten kuorma-autojen prioriteetti on manuaalivaihteisto automaattisella pneumaattisella vaihteistolla.

Automaattivaihteistot

Vielä vuosikymmen sitten heidän tulevaisuutensa näytti lupaavalta... Kun he aloittivat moottoriurheilun 80-luvulla ja vaihtoivat nopeisiin sekventiaalivaihteistoihin, ne ovat nykyään yhä harvinaisempia tuotantoautoissa ja väistyivät kaksinopeuksisilla vaihteistoilla. kytkin. Mekaaniset vaihteistovaihtoehdot pneumaattisella ja hydraulisella vaihteistolla ovat edelleen etusijalla kuorma-autoissa ja peräkkäiset kilpa-autoissa. Jälkimmäinen on melko paradoksaalinen tosiasia, ja FIA väittää sitä halulla leikata kustannuksia. Se on päässyt siihen pisteeseen, että pian kaikki Formula 1 -autot saavat todennäköisesti vaihteistot samalta toimittajalta. Lisäksi ne ovat rajoitettuja materiaaleissa, vaihteiden lukumäärässä ja vaihteiden leveydessä - melko outo päätös uusien turbomoottorien käyttöönoton taustalla.

Itse asiassa kaikki alkoi vallankumouksesta äärimmäisessä Formula 1 -hautomossa, ja sen käsitteellinen luoja oli Ferrarin pääsuunnittelija 80-luvun puolivälissä, John Barnard. Hänen syvä ideansa käytännössä ei ole löytää uutta vaihtotapaa, vaan eliminoida auton ohjaamon monimutkaiset ja raskaat mekanismit. Koska tuolloin oli jo tekninen perusta sähköhydraulisten laitteiden muodossa (autojen aktiivisen jousituksen osana), hän päätti, että tällaista aktivaattoria voidaan käyttää tähän tarkoitukseen. Kyse ei ole edes kytkinpolkimen irrottamisesta ensin. Ensimmäiset prototyypit sisälsivät laitteita jokaisen vaihteen vaihtamiseen, ja tämä ratkaisu mahdollisti ohjauspyörän vipujen siirtämisen. Vasta sitten syntyi ajatus vapauttaa kytkinpoljin ja samalla avata se ohjauselektroniikkaaivojen avulla. Tämä arkkitehtuuri ja mikroprosessoriparannukset sekä elektronisesti ohjattujen kaasuvipujen käyttöönotto mahdollistavat täysin automaattisen vaihtamisen. Onko tämä viimeinen naula klassisen automaattivaihteiston arkkuun - XNUMX-luvulla tällaisia ​​ääniä alettiin kuulla yhä enemmän. Lisäksi automaattivaihteistot kehittyvät kovaa vauhtia ja siirtyvät kohti täysin uutta arkkitehtuuria järjestetyllä (peräkkäisellä) rakenteella, jossa vaihdejärjestelmien vivut on sijoitettu kanaviin tai noudattavat pyörivän rummun muotoja.

Klassinen automaattinen, manuaalinen ohitus

Mutta samaan aikaan, kun manuaalisiin vaihteistoihin perustuvat puoliautomaattiset vaihteistot ottivat ensimmäiset askeleensa suuressa urheilussa, Porsche ratkaisi päinvastaisen ongelman luomalla klassisen automaattivaihteiston, jossa on mahdollisuus vaihtaa ohjauspyörän vipuja. Tietenkin vaihteisto kuuluu ZF:lle, joka yhdessä Boschin kanssa on johtavassa roolissa projektissa (Porsche luo pääidean ja johtaa projektia, ZF kehittää laitteita ja Bosch on johto). Projektin toteutumista havainnollistetaan lisälaitteiden muodossa 911- ja 968-malleihin, ja myöhemmin Audi ja Mitsubishi ostavat lisenssit projektiin. Tämän tiptronic-vaihteiston nimi tulee saksankielisestä sanasta tippen (työntää), koska vaihteistoa voidaan vaihtaa työntämällä ja vetämällä vipua. Tämän tyyppisessä vaihteistossa on jo toiminto, joka muuttaa tilaansa kuljettajan ajotyylin mukaan.

Samaan aikaan John Barnardin luomuksella on oikeutettu paikkansa autoissa - tietysti niille, joilla on urheilullinen henki tai ainakin sitä vaativa -, kuten Ferrari F360 Modena ja paljon vaatimattomampi Alfa 147 Selespeed, jossa on sekventiaalivaihteisto (perustuu tavallisessa viisinopeuksisessa vaihteistossa, johon on lisätty vaihteisto ja Magnetti-Marellin aivot. Mutta kuten mainitsimme, kaksoiskytkinvaihteiston syntymä näytti polttavan automaattivaihteiston tavoitteet suurten autojen maailmassa, ja jälkimmäinen kääntyi vaatimattomampiin malleihin ja mahdollisuuteen nykyisten vaihteistojen edullisempaan automatisointiin (kuten Opel Easytronic on saanut uuden, kolmannen painoksensa). Tämä toteutetaan yksinkertaisemmilla tavoilla kuin sarjaarkkitehtuuri - tähän käytetään lisäohjausyksikköä, joka on jo melko kompakti. Ratkaisu suunnittelijoiden pitkäaikaiseen unelmaan synkronoidusta automaattisesta vaihtamisesta ja irrottamisesta on kuitenkin vain utopiaa - käytännössä näin ei koskaan tapahdu, ja kaikki tämäntyyppiset vaihteistot kärsivät harmonisen vaihtamisen puutteesta vaihteelta toiselle. . Urheiluautojen valmistajat ovat keskittyneet kaksoiskytkinvaihteistoihin (DCT tai DSG). Tyypillinen esimerkki tästä suunnasta on BMW:n ja Getragin yhteistyö, joka toteutui edellisen sukupolven M5:n sekventiaalivaihteistona SMG-vaihteistona ja nykyiseen seitsemännopeuksiseksi DCT-vaihteistoksi.

Kahdella kytkimellä pitoa pitämättä

Kaikki alkoi vuonna 2003, kun VW esitteli Direct Shift Transmission (tai Direct Schalt Getriebe saksaksi), joka kehitettiin yhteistyössä BorgWarnerin kanssa. Heti kun se esiteltiin, se osoitti kyvyn vaihtaa nopeammin ja ilman manuaalisten ja automaattisten vaihteistojen nykimistä, menettämättä pitoa ja ilman kulutuksen heikkenemistä muuntimen puutteen vuoksi. Kuitenkin historiaan palaaminen osoittaa, että Audi käytti samanlaista vaihdelaatikkoa ralliautoissaan jo 80-luvun puolivälissä (kuten Sport Quattro S1 Pikes Peak), mutta teknologian on odotettava jonkin aikaa, ennen kuin riittävän nopeita elektronisia järjestelmiä on saatavilla. ohjaus sarjatuotantoon, sopivat kytkentämateriaalit ja nopeat hydrauliset toimilaitteet. Toisin kuin perinteisessä vaihteistossa, DSG:ssä on kaksi koaksiaaliakselia, joista jokaisella on oma kytkin. Nämä liittimet on järjestetty samankeskisesti toisiinsa nähden siten, että ulompi on yhdistetty kahden akselin sisäpuolelle ja sisempi onttoon ulkoosaan. Yksi akseleista hyväksyy parittomat ja toinen - parilliset vaihteet. Kun esimerkiksi ensimmäinen vaihde on kytkettynä, toinen on jo valmisteltu, ja kytkeminen tapahtuu samanaikaisesti irrottamalla toinen ja kytkemällä toinen päälle ilman, että pito keskeytyy. Vaihteita ajetaan klassisilla synkronoijilla, mutta mekaanisten tankojen ja haarukoiden sijaan tämä tehdään hydraulielementeillä. Monilevykytkimet eroavat rakenteeltaan mekaanisista vaihteistoista ja ovat tältä osin lähellä mekanismeja, jotka toimivat automatiikassa lukituselementteinä - niiden kehitys on myötävaikuttanut DSG:n kehitykseen. Nämä kaksi tyyppiä eivät kuitenkaan ole samanlaisia ​​ainoastaan ​​avautuvien ja sulkevien hydraulikytkimien suhteen, vaan myös useisiin antureisiin perustuvan elektronisen ohjauksen suhteen. Aiemmissa versioissa vaihteistossa oli öljykylpykytkimet parempaa lämmönsiirtoa varten, mutta materiaalien kehittyessä käytetään nyt tehokkaampia kuivakytkimiä. DSG-vaihteistot ovat nyt etusijalla pääasiassa urheilumalleissa, mutta niitä käytetään usein vaihtoehtona myös pienille ja pienille malleille, kuten Ford Focus ja Renault Megane (Getrag-varustettu), VW Golf, Audi A3, Skoda Octavia (VW-BorgWarner). automaattinen ja automatisoitu. Joten nykyään elektroniikan avulla kaikentyyppisillä automaattivaihteistoilla on kyky vaihtaa mekaanisesti automaattisten koneiden eri toimintatapoja.

Ja mitä tapahtui variaattorille sillä välin?

Ajatus portaattomasti säädettävästä voimansiirrosta on yhtä vanha kuin maailma, ja projekteista löytyy monia muunnelmia. Niiden ongelmana on yleensä vaihteiden puuttuminen ja vääntömomentin siirtyminen liukupinnoille johtaa nyrkkeilyyn. Jo 20-luvun alussa sveitsiläisessä Weberissä oli tällainen voimansiirto, mutta vasta vuonna 1955 Dornin veljekset onnistuivat luomaan tällaisen käytännöllisen ratkaisun - jälkimmäinen ilmestyi Variomaticin muodossa hollantilaiseen DAF-autoon. Suurin ongelma yksinkertaisessa ja lupaavassa portaattomassa muutoksessa monenlaisissa aksiaalisesti siirretyillä hydraulitoimilaitteilla ja viistetyllä hihnalla yhdistetyillä kartioelementeillä on niiden kuluminen. Siksi se on myöhemmissä malleissa korvattu korkeakitkaisella teräksisellä segmentoidulla metallielementillä, jossa liike ei tapahdu vetämällä, vaan työntämällä, mikä antaa suuremman vääntömomentin. 80-luvun lopulla monet yritykset, kuten Ford, Fiat, Subaru ja ZF, aloittivat yhteistuotannon Van Doornen kanssa, ja voidakseen siirtää enemmän vääntömomenttia kuin vuonna 2000, Audi loi CVT-vaihteiston ketjulla. Vuonna 2003 Nissan, joka varmasti kunnioittaa näitä vaihteistoja, suurelta osin paikallisen valmistajan Jatcon ansiosta, varusti Muranon CVT-vaihteistolla, ja Subaru Legacyn nykyinen automaattivaihteistoversio käyttää LUKin vaihteistoa.

Jo 19-luvun lopulla luotiin ensimmäiset CVT-vaihteistot, joissa käytettiin suoraa kytkentää eri halkaisijaltaan olevien levyjen kanssa, ja 20-luvulla Citroen ja GM tuottivat ensimmäiset tuotantoversiot. Heidän kiinnostuksensa tätä teknologista ratkaisua kohtaan palasi 80-luvun lopulla, jälleen materiaalien kehityksen myötä, ja sen haltijoina olivat brittiläinen Torotrak ja edellä mainittu Jatco - jälkimmäinen CVT-vaihteistojen johtajana. Viime aikoina on ilmestynyt yhä enemmän tämän tyyppisiä uusia ratkaisuja, kuten Double Rollet CVT Ultimate Transmission, jotka eivät ole vielä osoittaneet elinkelpoisuuttaan.

Tavallisessa CVT-vaihteistossa pieni planeettavaihde sijoitetaan yleensä päävaihteen eteen eteen-, taaksepäin- ja neutraalivaihteiden aikaansaamiseksi. Useissa käynnistysratkaisuissa käytetään magneettiliittimiä tai vakiomuunninta (Subaru tai ZF Ecotronic CVT). CVT-vaihteistot, jotka ovat olleet pitkään laiminlyötyjä viime vuosina, ovat jälleen herättäneet lisääntynyttä kiinnostusta etenkin japanilaisten valmistajien keskuudessa. Heillä on edelleen suuri osuus automaattivaihteistojen kokonaistuotannossa. Boschin siirtotekniikat toimivat yhä enemmän tällä alalla. Kuten muillakin, myös uudet materiaalit ja elektroniikka auttavat.

Klassisen automaattivaihteiston perussuunnittelu

Uudessa 9G-Tronic-vaihteistossaan Mercedes käyttää ns. hydrodynaamista momentinmuunninta, joka on erittäin monimutkainen laite, mutta sen toimintaperiaate ei eroa ensimmäisten tällaisten laitteiden periaatteesta (katso kuva). Käytännössä se koostuu moottorin vauhtipyörään kytketystä pumpusta, vaihteisiin kytketystä turbiinista ja välielementistä, jota kutsutaan staattoriksi. Tämän laitteen nestedynamiikka on äärimmäisen monimutkaista, mutta yksinkertaisesti siihen sijoitettu öljy pumpataan sen kehälle ympyräliikkeillä, kuten kuvan 8 yläosassa, mutta 50D-versiossa, jossa leikkaavat viivat on siirretty. suhteessa toisiinsa. Turbiinin siipien erityinen muoto varren merkkinä on itse asiassa erittäin tarkasti laskettu kaarevuus, joka absorboi optimaalisesti virtauksen voiman, joka puolestaan ​​muuttaa suuntaa äkillisesti. Tämän seurauksena vääntömomentti kasvaa. Valitettavasti heti suunnan muuttuessa virtauksella on jo negatiivinen vaikutus, koska se suuntautuu takaisin pumpun siipiä vasten. Tässä apuun tulee staattori, jonka tehtävänä on muuttaa virtauksen suuntaa, ja juuri tämä elementti muuttaa laitteen momentinmuuntimeksi. Se on suunniteltu siten, että siinä on lukitusmekanismi, joka pitää sen paikallaan tämän paineen alaisena. Kaiken edellä mainitun seurauksena suurin vääntömomentin kasvu käynnistyksen yhteydessä. Vaikka virtaus suunnataan vastakkaiseen suuntaan tietyllä nopeudella, sen turbiinin kehänopeuden asteittain kasvaessa vastakkaiseen suuntaan sen nettonopeus tulee samaksi kuin turbiinin suunnassa. Ymmärtääksesi tämän kuvittele, että ajat raitiovaunua nopeudella 30 km/h ja heität palloa takaisin nopeudella 20 km/h. Sinulle se liikkuu taaksepäin, mutta itse asiassa kulkusuunta on eteenpäin nopeudella 90 km/h. Tässä Tässä tapauksessa öljyvirtaus kulkee staattorin siipien takaa, sen esto poistuu ja se alkaa pyöriä vapaasti, ja kun pumpun nopeudesta on saavutettu 8 prosenttia, pyörte virtaus muuttuu säteittäiseksi ja vääntömomentin kasvu pysähtyy. Siten auto käynnistyy ja kiihtyy, mutta tämä liittyy aina tappioihin, jopa nykyaikaisissa yksiköissä. Nykyaikaisissa vaihteistoissa muunnin sammutetaan pian käynnistyksen jälkeen tai pikemminkin sen toiminta estetään ns. lukituskytkin, joka lisää vaihteiston yleistä tehokkuutta. Hybridiversioissa, kuten ZF 7HP:ssä, se korvataan vääntömomenttia lisäävällä sähkömoottorilla, ja joissakin ratkaisuissa, kuten AMG XNUMXG-DCT:ssä, muuntaja korvataan levykytkimien sarjalla. Ja vielä - öljyn virtauksen dynamiikan optimoimiseksi joissakin tapauksissa staattorin siivillä on muuttuva iskukulma, joka tilanteesta riippuen muuttaa vääntömomenttia.

Sarja planeettavaihteita

Kuten edellisessä osiossa mainittiin, planeettavaihteisto valittiin sopivimmaksi vaihteeksi, koska se pystyy käsittelemään erilaisia ​​vaihteita ilman vaihteita tai synkronoijia. Mekanismi on rengaspyörä (kruunu), jossa on sisäiset hampaat, aurinkopyörä ja sitä hierovat ja kruunurenkaaseen kytketyt planeettapyörät, jotka on yhdistetty yhteiseen ohjaimeen. Kun yksi elementeistä (kruunu, ohjain tai aurinkopyörä) on lukittu, vääntömomentti siirtyy kahden muun välillä ja välityssuhde riippuu rakenteesta. Lukituselementit voivat olla kytkimiä tai vannejarruja ja niitä ohjataan vanhemmissa vaihteistoissa mekaanisesti hydraulitoimilaitteilla ja uudemmissa elektronisesti ohjattuina. Jopa varhaisemmissa automaattivaihteistoissa, kuten GM Hydra-Maticissa tai Chrysler Torque-Flitessä, ei käytetty perinteisiä planeettavaihteita, vaan komposiittirakenteita, kuten Simpsonin. Jälkimmäinen on nimetty sen luojan, amerikkalaisen insinöörin Howard Simpsonin mukaan, ja se sisältää kaksi täysin identtistä planeetta (episyklistä) vaihdetta, joissa toinen toisen osista on kytketty ensimmäiseen (esimerkiksi aurinkopyörällä varustettu ohjain). Tässä tapauksessa kiinnityselementit ovat kaksi monilevykytkintä, kaksi jarruhihnaa sekä yksisuuntainen kytkin, joka välittää vääntömomentin suoraan. Kolmas mekanismi, joka tarjoaa ns. ylivaihteen, voidaan lisätä erikseen vaihteistoon. Useat nykyaikaisemmat mallit käyttävät perinteistä planeettavaihteistoa monimutkaisempaa, kuten Ravigneaux (nimetty sen luojan Paul Ravigneaun mukaan), joka on yhdistetty yhteen ja kahteen vakiovaihteeseen vaihteiden määrän kasvattamiseksi viiteen. Se sisältää yhteisen koronan ja yhdistelmän kahta erityyppistä satelliittia ja aurinkopyörää, joiden välillä tapahtuu entistä monimutkaisempia energiavirtoja. ZF:n ensimmäinen 6-vaihteinen automaattivaihteisto, joka esiteltiin vuonna 2002, käyttää Lepelletier-mekanismia (suunnittelija Paul Lepelletier), mikä johti vähemmän komponentteja, vähemmän painoa ja tilavuutta. Nykyaikaisten ratkaisujen älykkyys piilee pääasiassa kyvyssä tietokoneanalyysin ansiosta integroida kompaktimpia lukitusmekanismeja, akseleita ja vaihteita, mikä mahdollistaa useamman elementin vuorovaikutuksen ja siten enemmän vaihteita.

9 vaihteen eturintamassa: Mercedes 9G-Tronic.

Uuden Mercedes 9G-Tronic -vaihteiston välityssuhde (välityssuhde ensimmäisestä yhdeksänteen) on 9,15. Tällä voimansiirrolla varustettu E 350 Bluetec voi siis ajaa yhdeksännellä vaihteella nopeudella 120 km / h vain 1350 r / min. Kykyä liikkua pienemmillä nopeuksilla tukee myös kaksoisvääntöpelti, joka korvaa vauhtipyörän yhdistettynä keskipakoon heilurilaitteeseen. Vaikka se pystyy käsittelemään jopa 1000 Nm vääntömomentin, tämä valtavaan määrään tietokonesimulaatioita perustuva voimansiirto on kevyempää ja pienikokoisempaa kuin aiemmin. Kaksiosainen kotelo on valmistettu alumiinista hydrodynaamisessa momentinmuuntimessa ja magnesiumseoksista, muuten polymeerikammiolla. Lukuisia analyysejä tehtiin ennen kuin saavutettiin mahdollisuus toteuttaa yhdeksän vaihdetta vain neljällä planeettapyörällä. Tätä vaihteistoa käytetään laajalti muissa poikittaisasennettavissa malleissa, ja DSG: tä käytetään pienikokoisiin malleihin.

Fantastinen rekyyli ZF: 9HP

9HP: n juuret voidaan jäljittää vuoteen 2006, jolloin ZF päätti palata poikittaissegmenttiin (aiemmat tuotteet olivat nelinopeuksiset ja CVT-lähetykset, jotka lopetettiin 90-luvun lopulla). Kehittäminen kestää yleensä noin 4 vuotta, mutta yritys ei halua heidän palaavan 6-vaihteisella automaattilla, koska ne ovat jo olemassa. Se, että yrityksellä kestää seitsemän vuotta tavoitteen saavuttamiseen, puhuu valtavasta suunnittelutyöstä, joka käytettiin tämän lähetyksen luomiseen. Ratkaisu on uskomattoman korkean teknologian ratkaisu, joka jopa 7 Nm: n versiossa painaa vain 480 kg. Uuden vaihdelaatikon ansiosta polttoaineenkulutus vähenee noin 86 prosenttia verrattuna 10-vaihteiseen vaihteistoon, ja tasaisella nopeudella 6 km / h vähennys on 120 prosenttia. Älykäs arkkitehtuuri sisältää neljän toisiinsa sisäkkäisen planeettapyörän sijoittamisen ja lisäpistokeliittimien lisäämisen, joilla on vähemmän jäännöskitkaa auki. Monivaiheinen vaimennusjärjestelmä on lisätty momentinmuuntimeen.

Teksti: Georgy Kolev