ทดลองขับประวัติของระบบส่งกำลังยานยนต์ - ตอนที่ 1

ในบทความชุดหนึ่ง เราจะเล่าให้คุณฟังเกี่ยวกับประวัติของระบบส่งกำลังสำหรับรถยนต์และรถบรรทุก - อาจเป็นการยกย่องในโอกาสครบรอบ 75 ปีของการสร้างเกียร์อัตโนมัติรุ่นแรก

1993 ระหว่างการทดสอบก่อนการแข่งขันที่ Silverstone นักขับทดสอบของ Williams David Coulthard ออกจากสนามแข่งเพื่อทดสอบครั้งต่อไปใน Williams FW 15C รุ่นใหม่ บนทางเท้าที่เปียก รถกระเด็นไปทุกที่ แต่ทุกคนก็ยังได้ยินเสียงเครื่องยนต์สิบสูบความเร็วสูงที่ซ้ำซากจำเจ เห็นได้ชัดว่า Frank William ใช้การส่งสัญญาณแบบอื่น เป็นที่ชัดเจนว่านี่ไม่ใช่อะไรมากไปกว่าระบบส่งกำลังแบบแปรผันต่อเนื่องที่ออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการของเครื่องยนต์ Formula 1 ต่อมาปรากฎว่าได้รับการพัฒนาด้วยความช่วยเหลือจากผู้เชี่ยวชาญของ Van Doorn ที่แพร่หลาย การแพร่เชื้อ บริษัทสมรู้ร่วมคิดทั้งสองแห่งได้ทุ่มเททรัพยากรด้านวิศวกรรมและการเงินจำนวนมหาศาลให้กับโครงการนี้ในช่วงสี่ปีที่ผ่านมา เพื่อสร้างต้นแบบที่ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ที่สามารถเขียนกฎของไดนามิกในสปอร์ตควีนได้ วันนี้คุณสามารถเห็นการทดสอบของรุ่นนี้ในวิดีโอ YouTube และ Coulthard เองก็อ้างว่าเขาชอบงานของเธอ - โดยเฉพาะในมุมที่ไม่ต้องเสียเวลาเปลี่ยนเกียร์ - ทุกอย่างได้รับการดูแลโดยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ น่าเสียดายที่ทุกคนที่ทำงานในโครงการสูญเสียผลงานของพวกเขา สมาชิกสภานิติบัญญัติสั่งห้ามการใช้บัตรผ่านดังกล่าวใน Formula อย่างรวดเร็ว โดยถูกกล่าวหาว่าเป็นเพราะ "ข้อได้เปรียบที่ไม่เป็นธรรม" กฎมีการเปลี่ยนแปลงและระบบส่งกำลังสายพานร่องวีหรือ CVT เป็นประวัติศาสตร์ด้วยการปรากฏตัวเพียงสั้นๆ นี้ คดีนี้ปิดลงแล้ว และวิลเลียมส์ควรกลับไปใช้เกียร์กึ่งอัตโนมัติ ซึ่งยังคงเป็นมาตรฐานในฟอร์มูล่าวัน และในที่สุดก็กลายเป็นการปฏิวัติในช่วงปลายยุค 1 ย้อนกลับไปในปี 80 DAF ที่มีระบบส่งกำลัง Variomatic ได้พยายามเข้าสู่สนามแข่งมอเตอร์สปอร์ต แต่ในเวลานั้นกลไกดังกล่าวมีขนาดใหญ่มากจนแม้ว่าจะไม่มีการแทรกแซงจากปัจจัยทางอัตวิสัย แต่ก็ต้องล้มเหลว แต่นั่นเป็นอีกเรื่องหนึ่ง

เราได้ยกตัวอย่างซ้ำแล้วซ้ำเล่าว่านวัตกรรมในอุตสาหกรรมยานยนต์สมัยใหม่นั้นเป็นผลมาจากความคิดแบบเก่าที่เกิดในหัวของผู้ที่มีพรสวรรค์และวิริยะอุตสาหะมากเพียงใด เนื่องจากลักษณะทางกลของมัน กระปุกเกียร์จึงเป็นหนึ่งในตัวอย่างที่ชัดเจนที่สุดเกี่ยวกับวิธีการใช้งานเมื่อถึงเวลา ทุกวันนี้ การผสมผสานระหว่างวัสดุขั้นสูงและกระบวนการผลิตกับรัฐบาลอิเล็กทรอนิกส์ ได้สร้างโอกาสสำหรับโซลูชันที่มีประสิทธิภาพอย่างเหลือเชื่อในทุกรูปแบบของการส่งสัญญาณ แนวโน้มไปสู่การบริโภคที่ลดลงในด้านหนึ่งและความจำเพาะของเครื่องยนต์ใหม่ที่มีขนาดลดลง (เช่น ความจำเป็นในการเอาชนะรูเทอร์โบอย่างรวดเร็ว) นำไปสู่ความจำเป็นในการสร้างระบบเกียร์อัตโนมัติที่มีช่วงอัตราทดเกียร์ที่กว้างขึ้น และตามนั้น เกียร์จำนวนมาก ทางเลือกที่ถูกกว่าคือ CVT สำหรับรถยนต์ขนาดเล็ก ซึ่งมักใช้โดยผู้ผลิตรถยนต์ญี่ปุ่น และเกียร์ธรรมดาอัตโนมัติ เช่น Easytronic Opel (สำหรับรถยนต์ขนาดเล็กด้วย) กลไกของระบบไฮบริดแบบคู่ขนานนั้นมีความเฉพาะเจาะจง และเป็นส่วนหนึ่งของความพยายามในการลดการปล่อยก๊าซ

เครื่องยนต์ไม่สามารถทำได้หากไม่มีกระปุกเกียร์

จนถึงปัจจุบันมนุษยชาติยังไม่ได้คิดค้นวิธีการส่งผ่านพลังงานกลโดยตรงที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น (ยกเว้นกลไกไฮดรอลิกและระบบไฟฟ้าไฮบริด) มากกว่าวิธีการใช้สายพานโซ่และเฟือง แน่นอนว่าชุดรูปแบบนี้มีรูปแบบมากมายนับไม่ถ้วนและคุณสามารถเข้าใจสาระสำคัญได้ดีขึ้นโดยระบุการพัฒนาที่โดดเด่นที่สุดในด้านนี้ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา

แนวคิดของการเปลี่ยนเกียร์แบบอิเล็กทรอนิกส์หรือการเชื่อมต่อทางอ้อมแบบอิเล็กทรอนิกส์ของกลไกควบคุมกับกระปุกเกียร์นั้นห่างไกลจากเสียงเรียกร้องครั้งสุดท้าย เพราะในปี 1916 บริษัท Pullman แห่งเพนซิลเวเนียได้สร้างกระปุกเกียร์ที่เปลี่ยนเกียร์ด้วยระบบไฟฟ้า ด้วยหลักการทำงานเดียวกันในรูปแบบที่ได้รับการปรับปรุง ยี่สิบปีต่อมา มันถูกติดตั้งในสายเปรี้ยวจี๊ด 812 ซึ่งเป็นหนึ่งในรถยนต์แห่งอนาคตและยอดเยี่ยมที่สุด ไม่เพียง แต่ในปี 1936 เมื่อมันถูกสร้าง มันมีความสำคัญมากพอที่สายนี้สามารถพบได้บนหน้าปกของหนังสือเกี่ยวกับความสำเร็จของการออกแบบอุตสาหกรรม ระบบส่งกำลังส่งแรงบิดจากเครื่องยนต์ไปยังเพลาหน้า (!) และคันเกียร์เป็นแบบลวดลายโดยตรงสำหรับการเป็นตัวแทนของคอพวงมาลัยซึ่งเปิดใช้งานสวิตช์ไฟฟ้าพิเศษที่เปิดใช้งานระบบที่ซับซ้อนของอุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้าพร้อมไดอะแฟรมสุญญากาศรวมถึงเกียร์ นักออกแบบสายไฟสามารถรวมสิ่งเหล่านี้ได้สำเร็จและใช้งานได้ดีไม่เพียง แต่ในทฤษฎีเท่านั้น แต่ยังรวมถึงในทางปฏิบัติด้วย ฝันร้ายที่แท้จริงในการตั้งค่าการซิงโครไนซ์ระหว่างการเปลี่ยนเกียร์และการทำงานของคลัตช์ และตามหลักฐานของเวลานั้น เป็นไปได้ที่จะส่งช่างเครื่องไปโรงพยาบาลจิตเวช อย่างไรก็ตาม Cord เป็นรถยนต์หรูหราและเจ้าของไม่สามารถยอมรับทัศนคติที่ไม่เป็นทางการของผู้ผลิตสมัยใหม่จำนวนมากต่อความถูกต้องของกระบวนการนี้ - ในทางปฏิบัติ การส่งสัญญาณอัตโนมัติส่วนใหญ่ (มักเรียกว่าหุ่นยนต์หรือกึ่งอัตโนมัติ) จะเปลี่ยนด้วยการหน่วงเวลาที่มีลักษณะเฉพาะ และมีลมกระโชกแรงบ่อยครั้ง

ไม่มีใครอ้างว่าการซิงโครไนซ์เป็นงานที่ง่ายกว่ามากด้วยเกียร์ธรรมดาที่เรียบง่ายและแพร่หลายมากขึ้นในปัจจุบัน เพราะคำถาม "เหตุใดจึงจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ดังกล่าวเลย" มีลักษณะพื้นฐาน สาเหตุของเหตุการณ์ที่ซับซ้อนนี้ แต่ยังเปิดช่องทางธุรกิจสำหรับผู้คนหลายพันล้านคนขึ้นอยู่กับลักษณะของเครื่องยนต์สันดาป ไม่เหมือนกับเครื่องจักรไอน้ำ ซึ่งความดันของไอน้ำที่จ่ายให้กับกระบอกสูบสามารถเปลี่ยนแปลงได้ค่อนข้างง่าย และความดันของเครื่องยนต์สามารถเปลี่ยนแปลงได้ระหว่างการสตาร์ทเครื่องและการทำงานปกติ หรือจากมอเตอร์ไฟฟ้าซึ่งมีสนามแม่เหล็กแรงสูงในการขับเคลื่อน ยังมีอยู่ที่ความเร็วเป็นศูนย์ ต่อนาที (อันที่จริงแล้วมันสูงที่สุดและเนื่องจากการลดลงของประสิทธิภาพของมอเตอร์ไฟฟ้าด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้นผู้ผลิตระบบส่งสัญญาณสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าทั้งหมดกำลังพัฒนาตัวเลือกสองขั้นตอนในปัจจุบัน) เครื่องยนต์สันดาปมีลักษณะที่ให้กำลังสูงสุดที่ความเร็วใกล้สูงสุดและแรงบิดสูงสุด - ในช่วงความเร็วที่ค่อนข้างเล็กซึ่งกระบวนการเผาไหม้ที่เหมาะสมที่สุดเกิดขึ้น นอกจากนี้ควรสังเกตด้วยว่าในชีวิตจริงเครื่องยนต์มักไม่ค่อยใช้กับเส้นโค้งแรงบิดสูงสุด (ตามลำดับบนเส้นโค้งการพัฒนากำลังสูงสุด) น่าเสียดายที่แรงบิดที่รอบต่ำนั้นมีน้อยมากและหากมีการเชื่อมต่อระบบส่งกำลังโดยตรงแม้จะมีคลัตช์ที่ปลดและช่วยในการสตาร์ทรถก็จะไม่สามารถทำกิจกรรมต่างๆเช่นการสตาร์ทการเร่งความเร็วและการขับขี่ในช่วงความเร็วกว้าง นี่เป็นตัวอย่างง่ายๆ - หากเครื่องยนต์ส่งความเร็ว 1: 1 และขนาดยางคือ 195/55 R 15 (ตอนนี้แยกจากเกียร์หลัก) ในทางทฤษฎีรถควรเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 320 กม. / ชม. ที่ 3000 รอบเพลาข้อเหวี่ยงต่อนาที แน่นอนว่ารถยนต์มีเกียร์ตรงหรือเกียร์ปิดและแม้แต่เกียร์ตีนตะขาบซึ่งในกรณีนี้ไดรฟ์สุดท้ายก็เข้ามาในสมการด้วยและต้องนำมาพิจารณาด้วย อย่างไรก็ตามหากเรายังคงใช้ตรรกะเดิมในการให้เหตุผลเกี่ยวกับการขับรถด้วยความเร็วปกติ 60 กม. / ชม. ในเมืองเครื่องยนต์จะต้องการเพียง 560 รอบต่อนาที แน่นอนว่าไม่มีมอเตอร์ที่สามารถทำเกลียวได้ มีรายละเอียดเพิ่มเติมอีกประการหนึ่ง - เนื่องจากทางกายภาพล้วน ๆ กำลังเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงบิดและความเร็ว (สูตรของมันสามารถกำหนดเป็นความเร็ว x แรงบิด / ค่าสัมประสิทธิ์ที่แน่นอน) และความเร่งของร่างกายขึ้นอยู่กับแรงที่ใช้กับมัน . เข้าใจในกรณีนี้พลังงานเป็นตรรกะที่สำหรับการเร่งความเร็วที่เร็วขึ้นคุณจะต้องใช้ความเร็วที่สูงขึ้นและโหลดที่มากขึ้น (เช่น แรงบิด). ฟังดูซับซ้อน แต่ในทางปฏิบัติหมายถึงสิ่งต่อไปนี้: ผู้ขับขี่ทุกคนแม้กระทั่งผู้ที่ไม่เข้าใจอะไรในเทคโนโลยีรู้ดีว่าในการแซงรถอย่างรวดเร็วคุณต้องเปลี่ยนเกียร์หนึ่งหรือสองเกียร์ให้ต่ำลง ดังนั้นด้วยกระปุกเกียร์ที่ให้ความเร็วรอบที่สูงขึ้นในทันทีดังนั้นจึงมีกำลังมากขึ้นสำหรับจุดประสงค์นี้ด้วยแรงกดเหยียบระดับเดียวกัน นี่คืองานของอุปกรณ์นี้ - โดยคำนึงถึงลักษณะของเครื่องยนต์สันดาปภายในเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานในโหมดที่เหมาะสมที่สุด การขับด้วยเกียร์แรกที่ความเร็ว 100 กม. ไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่การขับขี่แบบประหยัดจำเป็นต้องมีการเปลี่ยนเกียร์ในช่วงต้นและเครื่องยนต์ทำงานเต็มกำลัง (เช่นขับรถต่ำกว่าเส้นโค้งแรงบิดสูงสุดเล็กน้อย) ผู้เชี่ยวชาญใช้คำว่า "การใช้พลังงานจำเพาะต่ำ" ซึ่งอยู่ในช่วงรอบกลางและใกล้เคียงกับโหลดสูงสุด จากนั้นวาล์วปีกผีเสื้อของเครื่องยนต์เบนซินจะเปิดกว้างขึ้นและลดการสูญเสียในการสูบเพิ่มความดันกระบอกสูบและจะช่วยปรับปรุงคุณภาพของปฏิกิริยาทางเคมี ความเร็วที่ต่ำลงช่วยลดแรงเสียดทานและให้เวลาในการเติมเต็มมากขึ้น รถแข่งมักจะวิ่งด้วยความเร็วสูงและมีเกียร์จำนวนมาก (แปดในสูตร 1) ซึ่งช่วยให้ลดความเร็วลงเมื่อเปลี่ยนเกียร์และ จำกัด การเปลี่ยนไปยังพื้นที่ที่มีกำลังน้อยกว่ามาก

อันที่จริงมันสามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้กระปุกเกียร์แบบคลาสสิก แต่ ...

กรณีของระบบไฮบริดและระบบไฮบริดโดยเฉพาะ เช่น Toyota Prius รถคันนี้ไม่มีเกียร์ประเภทใดในรายการนี้ มันแทบไม่มีกระปุกเกียร์! เป็นไปได้เนื่องจากข้อบกพร่องดังกล่าวได้รับการชดเชยโดยระบบไฟฟ้า ระบบส่งกำลังถูกแทนที่ด้วยตัวแยกกำลังซึ่งเป็นเกียร์ของดาวเคราะห์ที่รวมเครื่องยนต์สันดาปภายในและเครื่องจักรไฟฟ้าสองเครื่องเข้าด้วยกัน สำหรับผู้ที่ยังไม่ได้อ่านคำอธิบายที่เลือกเกี่ยวกับการทำงานของมันในหนังสือเกี่ยวกับระบบไฮบริดและโดยเฉพาะอย่างยิ่งเกี่ยวกับการสร้าง Prius (อันหลังมีอยู่ใน ams.bg เวอร์ชันออนไลน์ของเว็บไซต์ของเรา) เราจะบอกเพียงว่ากลไกนั้นอนุญาต ส่วนหนึ่งของพลังงานกลของเครื่องยนต์สันดาปภายในที่จะถ่ายโอนโดยตรง เชิงกล และบางส่วน จะถูกแปลงเป็นไฟฟ้า (ด้วยความช่วยเหลือของเครื่องจักรเครื่องหนึ่งเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า) และอีกครั้งเป็นกลไก (ด้วยความช่วยเหลือของเครื่องจักรอีกเครื่องหนึ่งเป็นมอเตอร์ไฟฟ้า) . ความอัจฉริยะของการสร้างสรรค์นี้โดย Toyota (ซึ่งมีแนวคิดเดิมคือ TRW บริษัทอเมริกันจากยุค 60) คือการให้แรงบิดเริ่มต้นสูง ซึ่งช่วยให้ไม่ต้องใช้เกียร์ต่ำมาก และช่วยให้เครื่องยนต์ทำงานในโหมดที่มีประสิทธิภาพ ที่โหลดสูงสุด จำลองเกียร์สูงสุดที่เป็นไปได้ โดยระบบไฟฟ้าจะทำหน้าที่เป็นกันชนเสมอ เมื่อต้องการจำลองการเร่งความเร็วและการลดเกียร์ ความเร็วของเครื่องยนต์จะเพิ่มขึ้นโดยการควบคุมเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และตามด้วยความเร็วโดยใช้ระบบควบคุมกระแสไฟฟ้าแบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อน เมื่อจำลองการใช้เกียร์สูง รถสองคันยังต้องสลับบทบาทกันเพื่อจำกัดความเร็วของเครื่องยนต์ ณ จุดนี้ ระบบจะเข้าสู่โหมด "การไหลเวียนของพลังงาน" และประสิทธิภาพของมันจะลดลงอย่างมาก ซึ่งอธิบายถึงการแสดงอัตราสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงที่คมชัดของรถยนต์ไฮบริดประเภทนี้ที่ความเร็วสูง ดังนั้นในทางปฏิบัติแล้วเทคโนโลยีนี้จึงประนีประนอมซึ่งสะดวกสำหรับการจราจรในเมืองเนื่องจากเห็นได้ชัดว่าระบบไฟฟ้าไม่สามารถชดเชยการไม่มีกระปุกเกียร์แบบคลาสสิกได้อย่างเต็มที่ เพื่อแก้ปัญหานี้ วิศวกรของฮอนด้ากำลังใช้วิธีแก้ปัญหาที่เรียบง่ายแต่ชาญฉลาดในระบบไฮบริดไฮบริดใหม่ที่ซับซ้อนเพื่อแข่งขันกับโตโยต้า โดยเพียงแค่เพิ่มเกียร์ธรรมดาชุดที่ 7 ที่ทำงานแทนกลไกไฮบริดความเร็วสูง ทั้งหมดนี้อาจน่าเชื่อถือพอที่จะแสดงให้เห็นความต้องการกระปุกเกียร์ แน่นอนถ้าเป็นไปได้ด้วยเกียร์จำนวนมาก - ความจริงก็คือการควบคุมด้วยตนเองจะทำให้ผู้ขับขี่ไม่สะดวกที่จะมีจำนวนมากและราคาจะเพิ่มขึ้น ในขณะนี้ ระบบเกียร์ธรรมดา XNUMX สปีด เช่น ที่พบในรถปอร์เช่ (อิงจาก DSG) และเชฟโรเลต คอร์เวทท์ ค่อนข้างหายาก

ทุกอย่างเริ่มต้นด้วยโซ่และสายพาน

ดังนั้นเงื่อนไขที่แตกต่างกันต้องใช้ค่ากำลังที่ต้องการขึ้นอยู่กับความเร็วและแรงบิด และในสมการนี้ความจำเป็นในการทำงานของเครื่องยนต์อย่างมีประสิทธิภาพและลดการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงนอกจากเทคโนโลยีเครื่องยนต์สมัยใหม่แล้วระบบเกียร์ยังกลายเป็นความท้าทายที่สำคัญมากขึ้น

โดยธรรมชาติแล้วปัญหาแรกเริ่มขึ้น - ในรถยนต์นั่งส่วนบุคคลคันแรกรูปแบบกระปุกเกียร์ที่พบมากที่สุดคือไดรฟ์โซ่ที่ยืมมาจากจักรยานหรือสายพานที่ทำหน้าที่กับรอกสายพานที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกัน ในทางปฏิบัติไม่มีความประหลาดใจอันไม่พึงประสงค์ในการขับสายพาน ไม่เพียงแต่มีเสียงดังเท่าโซ่คู่หูเท่านั้น แต่ยังไม่สามารถหักฟันได้ ซึ่งเป็นที่รู้จักจากกลไกเกียร์ดั้งเดิมที่ผู้ขับขี่ในสมัยนั้นเรียกว่า "เกียร์ผักกาด" ตั้งแต่ช่วงเปลี่ยนศตวรรษ มีการทดลองที่เรียกว่า "ระบบขับเคลื่อนล้อด้วยแรงเสียดทาน" ซึ่งไม่มีคลัตช์หรือเกียร์ และใช้ Nissan และ Mazda ในกระปุกเกียร์แบบวงแหวน (ซึ่งจะกล่าวถึงในภายหลัง) อย่างไรก็ตาม ทางเลือกอื่นสำหรับล้อเฟืองก็มีข้อเสียร้ายแรงหลายประการเช่นกัน - สายพานไม่สามารถทนต่อการบรรทุกเป็นเวลานานและความเร็วที่เพิ่มขึ้นได้ สายพานจะหลวมและฉีกขาดอย่างรวดเร็ว และ "แผ่นรอง" ของล้อฝืดอาจสึกหรอเร็วเกินไป ไม่ว่าในกรณีใด ไม่นานหลังจากรุ่งอรุณของอุตสาหกรรมยานยนต์ เกียร์กลายเป็นสิ่งจำเป็นและยังคงเป็นทางเลือกเดียวในขั้นตอนนี้สำหรับการส่งแรงบิดเป็นระยะเวลานาน

การเกิดของการส่งผ่านทางกล

Leonardo da Vinci ออกแบบและผลิตล้อเฟืองสำหรับกลไกของเขา แต่การผลิตล้อเฟืองที่แข็งแรง แม่นยำพอสมควร และทนทานเป็นไปได้ในปี 1880 เท่านั้น ต้องขอบคุณเทคโนโลยีทางโลหะวิทยาที่เหมาะสมสำหรับการสร้างเหล็กและเครื่องจักรโลหะคุณภาพสูง ความแม่นยำในการทำงานค่อนข้างสูง การสูญเสียแรงเสียดทานในเกียร์ลดลงเหลือเพียง 2 เปอร์เซ็นต์! นี่เป็นช่วงเวลาที่ขาดไม่ได้ในกระปุกเกียร์ แต่ปัญหายังคงอยู่ที่การรวมและการจัดวางในกลไกทั่วไป ตัวอย่างของโซลูชันที่เป็นนวัตกรรมใหม่คือ Daimler Phoenix ในปี 1897 ซึ่งเกียร์ขนาดต่างๆ ถูก "ประกอบ" ให้เป็นของจริง ตามความเข้าใจในปัจจุบัน กระปุกเกียร์ซึ่งนอกเหนือจากความเร็วสี่ระดับแล้ว ยังมีเกียร์ถอยหลังด้วย สองปีต่อมา Packard กลายเป็นบริษัทแรกที่ใช้ตำแหน่งคันเกียร์ที่รู้จักกันดีที่ส่วนท้ายของตัวอักษร "H" ในทศวรรษต่อๆ มา เกียร์ไม่มีอีกต่อไปแล้ว แต่กลไกยังคงได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องในนามของการทำงานที่ง่ายขึ้น คาร์ล เบนซ์ ซึ่งติดตั้งรถยนต์สำหรับการผลิตคันแรกของเขาด้วยกระปุกเกียร์ดาวเคราะห์ สามารถเอาตัวรอดจากการปรากฏตัวของกระปุกเกียร์แบบซิงโครไนซ์ชุดแรกที่สร้างโดยคาดิลแลคและลาซาลในปี 1929 สองปีต่อมามีการใช้งานซิงโครไนซ์โดย Mercedes, Mathis, Maybach และ Horch และจากนั้น Vauxhall, Ford และ Rolls-Royce อีกคัน รายละเอียดเดียว - ทั้งหมดมีเกียร์แรกที่ไม่ซิงโครไนซ์ซึ่งทำให้ผู้ขับขี่รำคาญอย่างมากและต้องใช้ทักษะพิเศษ กระปุกเกียร์แบบซิงโครไนซ์ตัวแรกถูกใช้โดย English Alvis Speed ​​​​Twenty ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 1933 และถูกสร้างขึ้นโดย บริษัท เยอรมันที่มีชื่อเสียงซึ่งยังคงมีชื่อว่า "Gear Factory" ZF ซึ่งเรามักจะอ้างถึงในเรื่องของเรา จนถึงช่วงกลางทศวรรษ 30 ที่ซิงโครไนซ์เริ่มติดตั้งในยี่ห้ออื่น แต่ในรถยนต์และรถบรรทุกที่ราคาถูกกว่า ผู้ขับขี่ยังคงต้องดิ้นรนกับคันเกียร์เพื่อขยับและเปลี่ยนเกียร์ ในความเป็นจริงการแก้ปัญหาความไม่สะดวกประเภทนี้ได้รับการร้องขอก่อนหน้านี้มากด้วยความช่วยเหลือของโครงสร้างระบบส่งกำลังต่าง ๆ นอกจากนี้ยังมีเป้าหมายที่การประกบคู่เกียร์อย่างต่อเนื่องและเชื่อมต่อกับเพลา - ในช่วงปี 1899 ถึง 1910 De Dion Bouton พัฒนาระบบส่งกำลังที่น่าสนใจซึ่งเฟืองมีการประกบกันอย่างต่อเนื่องและการเชื่อมต่อกับเพลารองนั้นใช้ข้อต่อขนาดเล็ก Panhard-Levasseur มีพัฒนาการที่คล้ายคลึงกัน แต่ในการพัฒนา เฟืองที่ยึดอย่างถาวรนั้นเชื่อมต่อกับเพลาอย่างแน่นหนาโดยใช้หมุด แน่นอนว่านักออกแบบไม่ได้หยุดคิดเกี่ยวกับวิธีทำให้ผู้ขับขี่ง่ายขึ้นและปกป้องรถยนต์จากความเสียหายที่ไม่จำเป็น ในปี 1914 วิศวกรของ Cadillac ตัดสินใจว่าพวกเขาสามารถควบคุมพลังของเครื่องยนต์ขนาดใหญ่ของพวกเขา และติดตั้งระบบขับเคลื่อนขั้นสุดท้ายที่ปรับได้ของรถยนต์ในรถยนต์ ซึ่งสามารถเปลี่ยนด้วยระบบไฟฟ้าและเปลี่ยนอัตราทดเกียร์จาก 4,04: เป็น 2,5: 1

ทศวรรษที่ 20 และ 30 เป็นช่วงเวลาแห่งการประดิษฐ์ที่เหลือเชื่อ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการสะสมความรู้อย่างต่อเนื่องตลอดหลายปีที่ผ่านมา ตัวอย่างเช่น ในปีพ.ศ. 1931 บริษัท Cotal ของฝรั่งเศสได้สร้างเกียร์ธรรมดาที่เปลี่ยนเกียร์ด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งควบคุมโดยคันโยกขนาดเล็กบนพวงมาลัย ซึ่งในทางกลับกันก็รวมเข้ากับคันเกียร์ว่างขนาดเล็กที่วางอยู่บนพื้น เราพูดถึงคุณลักษณะหลังเนื่องจากช่วยให้รถมีเกียร์เดินหน้ามากเท่ากับเกียร์ถอยหลังสี่เกียร์ ในเวลานั้น แบรนด์ที่มีชื่อเสียง เช่น Delage, Delahaye, Salmson และ Voisin สนใจสิ่งประดิษฐ์ของ Kotal นอกเหนือจาก "ข้อได้เปรียบ" ที่แปลกประหลาดและถูกลืมไปแล้วของเกียร์ขับเคลื่อนล้อหลังสมัยใหม่หลายๆ รุ่น กระปุกเกียร์ที่น่าทึ่งนี้ยังมีความสามารถในการ "โต้ตอบ" กับคันเกียร์อัตโนมัติ Fleschel ที่เปลี่ยนเกียร์เมื่อความเร็วลดลงเนื่องจากภาระของเครื่องยนต์ และในความเป็นจริง หนึ่งในความพยายามแรกที่จะทำให้กระบวนการเป็นไปโดยอัตโนมัติ

รถยนต์ส่วนใหญ่ในยุค 40 และ 50 มีสามเกียร์เนื่องจากเครื่องยนต์ไม่ได้พัฒนามากกว่า 4000 รอบต่อนาที ด้วยการเพิ่มขึ้นของรอบแรงบิดและเส้นโค้งกำลังทำให้เกียร์ทั้งสามไม่ครอบคลุมช่วงรอบอีกต่อไป ผลลัพธ์ที่ได้คือการเคลื่อนไหวที่ไม่เป็นระเบียบโดยมีลักษณะการส่งสัญญาณที่ "น่าทึ่ง" เมื่อยกและบังคับมากเกินไปเมื่อเลื่อนไปที่ด้านล่าง วิธีแก้ปัญหาเชิงตรรกะคือการเปลี่ยนเกียร์สี่สปีดครั้งใหญ่ในยุค 60 และกระปุกเกียร์ห้าสปีดตัวแรกในทศวรรษที่ 70 ถือเป็นก้าวสำคัญสำหรับผู้ผลิตที่สังเกตเห็นการมีกระปุกเกียร์ดังกล่าวพร้อมกับรุ่นบนรถอย่างภาคภูมิใจ เมื่อเร็ว ๆ นี้เจ้าของ Opel Commodore คลาสสิกบอกฉันว่าตอนที่เขาซื้อรถมันอยู่ในเกียร์ 3 และเฉลี่ย 20 ลิตร / 100 กม. เมื่อเขาเปลี่ยนกระปุกเกียร์ด้วยกระปุกเกียร์สี่สปีดอัตราสิ้นเปลืองอยู่ที่ 15 ลิตร / 100 กม. และในที่สุดหลังจากที่เขาได้ 10 สปีดตัวหลังก็ลดลงเหลือ XNUMX ลิตร

ทุกวันนี้ไม่มีรถยนต์ที่มีเกียร์น้อยกว่าห้าเกียร์และความเร็วหกระดับกลายเป็นบรรทัดฐานในรุ่นที่สูงขึ้นของรุ่นคอมแพ็ค แนวคิดที่หกในกรณีส่วนใหญ่คือการลดความเร็วลงอย่างมากที่รอบสูงและในบางกรณีเมื่อไม่นานนักและการลดความเร็วจะลดลงเมื่อเปลี่ยนเกียร์ การส่งสัญญาณหลายขั้นตอนมีผลดีอย่างยิ่งต่อเครื่องยนต์ดีเซลหน่วยที่มีแรงบิดสูง แต่ช่วงการทำงานลดลงอย่างมากเนื่องจากลักษณะพื้นฐานของเครื่องยนต์ดีเซล

(ติดตาม)

ข้อความ: Georgy Kolev