ทดลองขับประวัติของระบบส่งกำลังยานยนต์ - ตอนที่ 3

ในส่วนสุดท้ายนี้คุณจะพบโซลูชันสมัยใหม่ประเภทต่างๆในพื้นที่นี้

ทุกวันนี้ โลกของการส่งสัญญาณมีความหลากหลายมากกว่าที่เคย และบริษัทยานยนต์และซัพพลายเออร์ต่างผูกพันกันด้วยความสัมพันธ์และข้อตกลงที่ซับซ้อน ซึ่งนำไปสู่การสร้างผลิตภัณฑ์ที่ใช้เทคโนโลยีขั้นสูง ตั้งแต่เกียร์ CVT ขนาดเล็กไปจนถึงเกียร์อัตโนมัติ XNUMX สปีด

ในช่วงทศวรรษที่ 50 ทุกอย่างดูเหมือนจะเป็นภาพที่คมชัด สำหรับชาวอเมริกัน เกียร์อัตโนมัติถือเป็นเรื่องสำคัญที่สุด และสำหรับชาวยุโรป เกียร์ธรรมดายังคงมีความสำคัญเป็นอันดับแรก อย่างไรก็ตามข้อความเดียวกันนี้สามารถใช้กับยุค 70 ได้ - เราต้องไม่ลืมว่า "การใช้เครื่องยนต์" ที่แท้จริงของยุโรป (ตะวันตก) เริ่มขึ้นตั้งแต่นั้นมาเพราะยุค 80 ยังคงเป็นปีที่จะสร้างใหม่จากซากปรักหักพังของสงคราม ประวัติศาสตร์แสดงให้เห็นว่าภาพไม่แตกต่างกันมากนักในช่วงปี 2000 แม้ว่าในบางแห่งในยุโรประบบอัตโนมัติจะเริ่มปรากฏในรถยนต์ที่หรูหรากว่า จนกระทั่งช่วงปี 90 การกำเนิดของรัฐบาลอิเล็กทรอนิกส์เริ่มเปลี่ยนกระแสไปสู่การส่งสัญญาณอัตโนมัติและทวีปเก่า แต่แม้กระทั่งในปี 80 เมื่อส่วนแบ่งของระบบอัตโนมัติในรถยนต์ใหม่ถึง 15 เปอร์เซ็นต์ในสหรัฐอเมริกาและ 4 เปอร์เซ็นต์ในญี่ปุ่น มีเพียง 5 เปอร์เซ็นต์ของชาวยุโรปเท่านั้นที่เลือกโซลูชันนี้ แน่นอนว่าเราไม่สามารถประเมินองค์ประกอบทางจิตวิทยาในกรณีนี้ต่ำไปและความปรารถนาอย่างมีจุดมุ่งหมายของฝ่ายหลังที่จะเปลี่ยนเกียร์ด้วยตัวเอง ในเวลานั้น พวกเขายังคงใช้เกียร์ 2002 เป็นหลักในปี 6 จนกระทั่งถึงปี 8 ที่ ZF ได้เปิดตัวระบบส่งกำลัง 8 สปีด XNUMXHP รุ่นแรกเพื่อให้เพิ่มเป็น XNUMXHP เจ็ดปีต่อมาที่ ZF XNUMXHP หลังกลายเป็นการปฏิวัติที่แท้จริง ไม่เพียงแต่ด้วยจำนวนเกียร์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงความสะดวกสบายในการใช้งานที่สมบูรณ์แบบ ซึ่งต้องขอบคุณวิศวกรของ BMW และการผสานรวมอย่างแม่นยำในซีรีส์ที่ XNUMX ได้ถูกนำไปสู่ความสมบูรณ์แบบ

นี่เป็นช่วงเวลาแห่งการเปลี่ยนแปลงที่เหลือเชื่ออย่างแท้จริง เพราะในตอนนั้น ZF ยังคงจัดหาเครื่องยนต์ 4 แรงม้าสำหรับ Peugeot 407 และ 5 แรงม้าสำหรับ VW และ Skoda ในความเป็นจริง กว่า 13 ปีที่ผ่านมา ส่วนแบ่งของเกียร์อัตโนมัติทั่วโลกพุ่งสูงขึ้นถึง 46 เปอร์เซ็นต์ในปี 2014 แม้จะมีจำนวนเกียร์เพิ่มขึ้น แต่ขนาดและน้ำหนักก็ลดลงและมีบางอย่างสำหรับทุกคนที่นี่ แม้แต่รถยนต์ขนาดเล็กเช่น Honda Jazz ก็ยังได้รับกระปุกเกียร์คลัตช์คู่ Mercedes และ ZF นำเสนอยูนิตเก้าขั้นต่อเนื่องกัน การพัฒนาร่วมกันอย่างแข็งขัน GM และ Ford กำลังทำงานอย่างหนักในโครงการเกียร์อัตโนมัติ 8 สปีดเพื่อตอบโต้ไครสเลอร์ในอเมริกา ซึ่งในขณะเดียวกันก็ปล่อย ZF 2014HP รุ่นลิขสิทธิ์ ในขณะที่วิวัฒนาการของเกียร์ธรรมดากำลังเคลื่อนไปสู่เกียร์ที่ดีขึ้น เรียบง่ายขึ้น และเปลี่ยนเกียร์ได้แม่นยำขึ้น ทำให้รถบางคันไปสู่ความสมบูรณ์แบบจนเป็นเรื่องไร้สาระที่จะมองข้ามไป แต่ปัจจุบันเกียร์อัตโนมัติมีตัวเลือกให้เลือกมากมาย ในบรรดารถยนต์ที่มีเกียร์อัตโนมัติที่ขายในปี 49 นั้น 6 เปอร์เซ็นต์เป็นเกียร์อัตโนมัติแบบคลาสสิกที่มี 15 เกียร์ขึ้นไป และมีเพียง 6 เปอร์เซ็นต์เท่านั้นที่มีเกียร์น้อยกว่า 20 เกียร์ CVT คิดเป็น 9 เปอร์เซ็นต์ ระบบเกียร์คลัตช์คู่ 3 เปอร์เซ็นต์ และเกียร์ธรรมดาอัตโนมัติเพียง 5 เปอร์เซ็นต์ เช่นเดียวกับระบบเกียร์ไฮบริดและรถยนต์ไฟฟ้า ตัวเลขเหล่านี้ซ่อนรายละเอียดเฉพาะที่เข้มงวด: ส่วนแบ่งหลักของการส่งสัญญาณ DSG อยู่ในตลาดยุโรป คลาสสิกในยุโรปและสหรัฐอเมริกา และส่วนแบ่งที่สูงของการส่งสัญญาณ CVT อยู่ในญี่ปุ่น ในขณะเดียวกัน หน่วยใหม่ก็ไม่ได้หนักหรือใหญ่กว่ารุ่นก่อน หากเกียร์อัตโนมัติ 2004 สปีดของ Mercedes ปี 9 ต้องใช้เกียร์ดาวเคราะห์สี่ชุดและอุปกรณ์ล็อคเจ็ดชิ้น ด้วยสถาปัตยกรรมอัจฉริยะ XNUMXG-Tronic ใหม่ก็เป็นเช่นนั้น ยังจัดการเกียร์ดาวเคราะห์สี่ตัว แต่มีคลัตช์หกตัวเป็นองค์ประกอบล็อค สิ่งหนึ่งที่ชัดเจน - ในไม่ช้าแม้แต่แบรนด์ระดับกลางก็จะตามผู้ผลิตสินค้าหรูหราและตอนนี้ย้ายไปที่การส่งสัญญาณด้วยเกียร์มากขึ้น - ตัวอย่างที่ดีของสิ่งนี้คือข้อเท็จจริงที่ว่า Opel อยู่ในขั้นตอนสุดท้ายของการพัฒนาเกียร์อัตโนมัติแปดสปีด . แนวคิดเกี่ยวกับรถยนต์ที่มีเกียร์อัตโนมัติที่ทำให้เครื่องยนต์เร่งความเร็วได้ไม่สะดวกและสร้างความรู้สึกสังเคราะห์ที่แปลกประหลาดนั้นอยู่ในบันทึกประวัติศาสตร์อย่างสมบูรณ์

พันธมิตรและข้อตกลง

อย่างไรก็ตาม Mercedes ก็เป็นหนึ่งในข้อยกเว้นในฐานะผู้ผลิตรถยนต์ที่พัฒนาและผลิตระบบเกียร์ของตัวเอง Mazda, PSA และ Hyundai/Kia มีความคล้ายคลึงกัน แต่ในทางปฏิบัติแล้ว ผู้ผลิตรถยนต์ส่วนใหญ่มีความสัมพันธ์อันซับซ้อนและการร่วมทุนระหว่างกัน และกับซัพพลายเออร์กระปุกเกียร์ เช่น ZF และ Aisin ด้วยระบบเกียร์อัตโนมัติ ZF 8 สปีดในรุ่นต่างๆ เช่น Audi, BMW และ Rolls-Royce ติดตั้งในรุ่นต่างๆ ภายใต้ข้อตกลงใบอนุญาต ไครสเลอร์ผลิตระบบเกียร์แบบเดียวกันสำหรับรุ่น Evasion, Chrysler และ Jeep แต่ยังสำหรับ Maserati และ Fiat ด้วย GM ผลิต Hydra-Matic XNUMX สปีดใน Corvette เอง แต่ได้ทำงานร่วมกับ Aisin ในการพัฒนาเกียร์ XNUMX สปีดสำหรับ Cadillac และจัดหาเกียร์อัตโนมัติให้กับ BMW เมื่อทศวรรษที่แล้ว ในเวลาเดียวกัน ยักษ์ใหญ่ในอเมริกากำลังทำงานร่วมกับ Ford เพื่อพัฒนากระปุกเกียร์ XNUMX สปีด ในขณะที่ Opel ซึ่งเป็นบริษัทในเครือในยุโรปกำลังพัฒนากระปุกเกียร์ XNUMX สปีดของตัวเอง ฮุนได/เกียยังได้พัฒนาระบบเกียร์ XNUMX สปีดของตัวเองอีกด้วย ในขณะเดียวกัน Getrag ก็ได้สั่งสมประสบการณ์อย่างกว้างขวางในการผลิตระบบเกียร์คลัตช์คู่ โดยนำเสนอหน่วยสำหรับทั้งรุ่นกะทัดรัดของ Ford และ Renault รวมถึงรุ่น BMW M และคลัตช์ทั้งสองสำหรับสิ่งเหล่านี้ส่วนใหญ่จัดหาโดย LUK ระบบส่งกำลัง DSG ที่มีชื่อเสียงจาก VW และ Audi ได้รับการออกแบบโดยได้รับความช่วยเหลือจาก BorgWarner และระบบส่งกำลังสำหรับ Veyron ได้รับการออกแบบโดย Ricardo ส่งกำลังด้วยสองคลัตช์และเจ็ดเกียร์ Porsche PDK เป็นผลงานของ... ZF, BorgWarner และ Aichi Machine Industry ซึ่งร่วมกันพัฒนาและผลิตระบบส่งกำลังสำหรับ Nissan GT-R

การแข่งขันระบบอัตโนมัติแบบคลาสสิก

ในส่วนก่อนหน้านี้เราได้บอกรายละเอียดเกี่ยวกับการสร้างและพัฒนาระบบส่งสัญญาณอัตโนมัติแบบคลาสสิก เราจะเพิ่มว่าในรุ่นก่อนหน้านี้ระบบไฮดรอลิกแรงดันที่เปิดใช้งานองค์ประกอบล็อค (ดูด้านล่าง) ได้รับการควบคุมโดยกลไกโดยอาศัยสุญญากาศในท่อร่วมและใช้ตัวควบคุมแรงเหวี่ยง หลังจากนั้นทุกอย่างจะขึ้นอยู่กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมมอเตอร์ สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าน้ำมันสังเคราะห์ใหม่ยังมีส่วนสำคัญอย่างมากต่อประสิทธิภาพการทำงานที่แม่นยำของระบบเกียร์สมัยใหม่ อย่างไรก็ตามการพัฒนาระบบเกียร์อัตโนมัติแบบคลาสสิกอย่างรวดเร็วในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาช่วยให้ทุกวันนี้ไม่มีใครเทียบได้ในแง่ของความสะดวกสบายในการเปลี่ยนเกียร์ด้วยความนุ่มนวลเป็นพิเศษและความเร็วสูงและจนถึงขณะนี้พวกเขาเป็นผู้นำในจำนวนเกียร์ (แล้ว 9) การตัดการเชื่อมต่ออย่างรวดเร็วของทอร์คคอนเวอร์เตอร์ทำให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นและไม่มีการสะดุดของแรงฉุดซึ่งทำให้พวกเขาเข้าใกล้ DSG มากขึ้นเวลาในการเปลี่ยนจะสั้นลงเรื่อย ๆ และด้วยความช่วยเหลือของตัวสะสมแรงดันระบบเริ่มหยุดไม่ได้รวมเข้าด้วยกัน คำถาม. เป็นที่น่าสนใจที่ทราบว่าในขณะที่รถโดยสารใช้ระบบเกียร์อัตโนมัติแบบคลาสสิกเป็นส่วนใหญ่สิ่งสำคัญสำหรับรถบรรทุกขนาดใหญ่คือเกียร์ธรรมดาที่มีการเปลี่ยนเกียร์อัตโนมัติด้วยลม

การส่งสัญญาณอัตโนมัติ

เมื่อทศวรรษที่แล้ว อนาคตของพวกเขาดูสดใส… หลังจากที่พวกเขาเข้าสู่วงการมอเตอร์สปอร์ตในยุค 80 และเปลี่ยนมาใช้กระปุกเกียร์แบบซีเควนเชียลความเร็วสูง ในตอนนี้รถเหล่านี้พบได้น้อยลงเรื่อยๆ ในรถยนต์ที่ผลิตจริง ทำให้หันไปใช้กระปุกเกียร์สองสปีด คลัตช์ ตัวเลือกเกียร์แบบกลไกพร้อมการเปลี่ยนเกียร์แบบนิวแมติกและไฮดรอลิกยังคงมีความสำคัญสำหรับรถบรรทุก และแบบต่อเนื่องสำหรับรถแข่ง ข้อหลังเป็นความจริงที่ค่อนข้างขัดแย้งและ FIA โต้แย้งด้วยความปรารถนาที่จะลดค่าใช้จ่าย มันมาถึงจุดที่ในไม่ช้ารถ Formula 1 ทุกคันน่าจะได้รับกระปุกเกียร์จากซัพพลายเออร์รายเดียวกัน นอกจากนี้ยังมีข้อ จำกัด ในวัสดุจำนวนเกียร์และความกว้างของเกียร์ - การตัดสินใจที่ค่อนข้างแปลกเมื่อเทียบกับฉากหลังของการเปิดตัวเครื่องยนต์เทอร์โบใหม่

ความจริงแล้ว ทุกอย่างเริ่มต้นจากการปฏิวัติในศูนย์บ่มเพาะ Formula 1 สุดโต่ง และผู้สร้างแนวคิดคือ John Barnard หัวหน้านักออกแบบของ Ferrari ในช่วงกลางทศวรรษที่ 80 แนวคิดเชิงลึกของเขาในทางปฏิบัติไม่ใช่เพื่อหาวิธีใหม่ในการเปลี่ยน แต่เพื่อกำจัดกลไกที่ซับซ้อนและหนักในห้องโดยสารของรถ เนื่องจากในเวลานั้นมีพื้นฐานทางเทคโนโลยีอยู่แล้วในรูปแบบของอุปกรณ์ไฮดรอลิกไฟฟ้า (ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบกันสะเทือนของรถยนต์) เขาจึงตัดสินใจว่าสามารถใช้ตัวกระตุ้นดังกล่าวเพื่อจุดประสงค์นี้ได้ ไม่เกี่ยวกับการถอดแป้นคลัตช์ก่อนด้วยซ้ำ รถต้นแบบรุ่นแรกมีอุปกรณ์สำหรับเปลี่ยนเกียร์แต่ละเกียร์ และโซลูชันนี้ทำให้คันโยกพวงมาลัยสามารถขยับได้ จากนั้นความคิดก็มาถึงเพื่อปล่อยแป้นคลัตช์และเปิดพร้อมกันด้วยความช่วยเหลือของสมองกลอิเล็กทรอนิกส์ควบคุม การปรับปรุงสถาปัตยกรรมและไมโครโปรเซสเซอร์นี้ ตลอดจนการเปิดตัวลิ้นปีกผีเสื้อที่ควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ ช่วยให้สามารถเปลี่ยนเกียร์อัตโนมัติได้อย่างสมบูรณ์ นี่จะเป็นเล็บสุดท้ายในโลงศพของเกียร์อัตโนมัติแบบคลาสสิกหรือไม่ - ในยุค XNUMX เสียงดังกล่าวเริ่มได้ยินมากขึ้นเรื่อย ๆ ยิ่งไปกว่านั้น ระบบเกียร์อัตโนมัติยังได้รับการปรับปรุงอย่างรวดเร็ว ก้าวไปสู่สถาปัตยกรรมใหม่ทั้งหมดที่มีการออกแบบตามลำดับ (ตามลำดับ) ซึ่งคันโยกของระบบเปลี่ยนเกียร์จะวางอยู่ในช่องหรือตามรูปทรงของดรัมที่หมุนอยู่

อัตโนมัติแบบคลาสสิกตอนนี้พร้อมการแทนที่ด้วยตนเอง

แต่ในขณะเดียวกับที่ระบบเกียร์กึ่งอัตโนมัติที่ใช้เกียร์ธรรมดาเป็นก้าวแรกในกีฬาขนาดใหญ่ ปอร์เช่แก้ปัญหาตรงข้ามด้วยการสร้างเกียร์อัตโนมัติแบบคลาสสิกที่มีความสามารถในการเปลี่ยนเกียร์โดยใช้คันโยกบนพวงมาลัย แน่นอนว่าระบบส่งกำลังเป็นของ ZF ซึ่งร่วมกับ Bosch มีบทบาทนำในโครงการ (Porsche สร้างแนวคิดหลักและเป็นผู้นำโครงการ ZF พัฒนาอุปกรณ์ และ Bosch เป็นฝ่ายบริหาร) การดำเนินโครงการแสดงให้เห็นในรูปแบบของอุปกรณ์เพิ่มเติมสำหรับ 911 และ 968 และต่อมา Audi และ Mitsubishi ได้ซื้อใบอนุญาตสำหรับโครงการ ชื่อของเกียร์ทิปโทรนิคนี้มาจากคำภาษาเยอรมันว่าทิปเพน (เพื่อดัน) เนื่องจากความสามารถในการเปลี่ยนเกียร์โดยการกดและดึงคันโยก กระปุกเกียร์ประเภทนี้มีหน้าที่เปลี่ยนโหมดอยู่แล้วตามสไตล์การขับขี่ของผู้ขับขี่

ในขณะเดียวกัน การสร้างสรรค์ของ John Barnard นั้นมีความเหมาะสมในรถยนต์ - แน่นอนว่าสำหรับผู้ที่มีจิตวิญญาณแบบสปอร์ตหรืออย่างน้อยก็มีการเสแสร้ง - เช่น Ferrari F360 Modena และ Alfa 147 Selespeed ที่เจียมเนื้อเจียมตัวมากขึ้นพร้อมระบบเกียร์แบบซีเควนเชียล (ตาม บนเกียร์มาตรฐาน 5 สปีดพร้อมชิฟเตอร์ที่เพิ่มเข้ามาและสมองของ Magnetti-Marelli แต่ดังที่เราได้กล่าวไปแล้ว การกำเนิดของเกียร์คลัตช์คู่ดูเหมือนจะแผดเผาความทะเยอทะยานของเกียร์อัตโนมัติในโลกของรถยนต์ขนาดใหญ่ และอย่างหลัง หันไปใช้รุ่นที่เจียมเนื้อเจียมตัวมากขึ้นและมีความเป็นไปได้ของการส่งสัญญาณที่มีอยู่โดยอัตโนมัติในราคาถูก (เช่น Opel Easytronic ได้รับรุ่นใหม่รุ่นที่สาม) สิ่งนี้ถูกนำมาใช้ด้วยวิธีที่ง่ายกว่าสถาปัตยกรรมแบบอนุกรม - สำหรับสิ่งนี้จะใช้ชุดควบคุมเพิ่มเติมซึ่งมีขนาดกะทัดรัดอยู่แล้ว อย่างไรก็ตาม ทางออกของความฝันอันยาวนานของนักออกแบบในการเปลี่ยนเกียร์อัตโนมัติและการปลดเกียร์อัตโนมัติยังคงเป็นเพียงอุดมคติเท่านั้น - ในทางปฏิบัติสิ่งนี้ไม่เคยเกิดขึ้น และการส่งสัญญาณประเภทนี้ทั้งหมดประสบปัญหาจากการขาดความกลมกลืนในการเปลี่ยนเกียร์จากเกียร์หนึ่งไปยังอีกเกียร์หนึ่ง . ผู้ผลิตรถสปอร์ตให้ความสำคัญกับระบบเกียร์คลัตช์คู่ (DCT หรือ DSG) ตัวอย่างทั่วไปในทิศทางนี้คือความร่วมมือระหว่าง BMW และ Getrag ซึ่งปรากฏเป็นชุดเกียร์ SMG แบบซีเควนเชียลสำหรับ MXNUMX รุ่นก่อนหน้า และแปลงเป็นชุดเกียร์ DCT XNUMX สปีดสำหรับรุ่นปัจจุบัน

ด้วยคลัตช์สองตัวโดยไม่มีการสะดุด

ทุกอย่างเริ่มต้นในปี 2003 เมื่อ VW เปิดตัว Direct Shift Transmission (หรือ Direct Schalt Getriebe ในภาษาเยอรมัน) ที่พัฒนาร่วมกับ BorgWarner ทันทีที่มีการเปิดตัว มันแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการเปลี่ยนเกียร์ได้เร็วขึ้นและไม่มีการกระตุกของเกียร์ธรรมดาและเกียร์อัตโนมัติ โดยไม่สูญเสียการยึดเกาะถนนและไม่มีการเสื่อมสภาพในการบริโภคเนื่องจากไม่มีตัวแปลง อย่างไรก็ตาม เมื่อย้อนกลับไปในประวัติศาสตร์แสดงให้เห็นว่า Audi ใช้กระปุกเกียร์แบบเดียวกันในรถแรลลี่เมื่อช่วงกลางทศวรรษที่ 80 (เช่น Sport Quattro S1 Pikes Peak) แต่เทคโนโลยีนี้ต้องรออีกระยะหนึ่งก่อนที่ระบบอิเล็กทรอนิกส์จะเร็วเพียงพอ การควบคุมสำหรับการผลิตเป็นชุด วัสดุข้อต่อที่เหมาะสม และแอคชูเอเตอร์ไฮดรอลิกที่รวดเร็ว DSG มีเพลาโคแอกเชียลสองเพลา ซึ่งแตกต่างจากเกียร์ทั่วไป โดยแต่ละเพลามีคลัตช์ของตัวเอง คอนเนคเตอร์เหล่านี้ถูกจัดเรียงอย่างมีศูนย์กลางโดยคำนึงถึงกันและกัน โดยส่วนนอกเชื่อมต่อกับส่วนในของเพลาทั้งสอง และส่วนในกับส่วนนอกที่เป็นโพรง หนึ่งในเพลารับคี่และอีกอัน - แม้กระทั่งเกียร์ ตัวอย่างเช่น เมื่อเข้าเกียร์แรก เกียร์สองก็เตรียมพร้อมแล้ว และการเข้าปะทะจะเกิดขึ้นโดยการปลดเกียร์หนึ่งและเข้าเกียร์อีกเกียร์หนึ่งพร้อมกันโดยไม่ขัดจังหวะการยึดเกาะถนน เกียร์ถูกขับเคลื่อนโดยใช้ซิงโครไนเซอร์แบบคลาสสิก แต่แทนที่จะใช้แท่งกลและส้อม สิ่งนี้ทำโดยใช้องค์ประกอบไฮดรอลิก คลัตช์หลายแผ่นมีการออกแบบที่แตกต่างจากเกียร์แบบกลไก และในแง่นี้มีความใกล้เคียงกับกลไกที่ทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบล็อคในระบบอัตโนมัติ การพัฒนาของคลัตช์เหล่านี้มีส่วนสนับสนุนการวิวัฒนาการของ DSG อย่างไรก็ตาม ทั้งสองประเภทไม่ได้มีความคล้ายคลึงกันในแง่ของการเปิดและปิดคลัตช์ไฮดรอลิกเท่านั้น แต่ยังรวมถึงในแง่ของการควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้เซ็นเซอร์หลายตัวด้วย ในรุ่นก่อนหน้า ระบบส่งกำลังมีคลัตช์อ่างน้ำมันเพื่อการถ่ายเทความร้อนที่ดีขึ้น แต่ด้วยความก้าวหน้าของวัสดุ ปัจจุบันจึงมีการใช้คลัตช์แห้งที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ขณะนี้การส่งสัญญาณ DSG มีความสำคัญสำหรับรุ่นสปอร์ตเป็นหลัก แต่ก็มักจะใช้เป็นทางเลือกสำหรับรุ่นกะทัดรัดและขนาดเล็ก เช่น Ford Focus และ Renault Megane (ติดตั้ง Getrag), VW Golf, Audi A3, Skoda Octavia (VW-BorgWarner) อัตโนมัติและอัตโนมัติ ดังนั้นวันนี้ด้วยความช่วยเหลือของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์การส่งสัญญาณอัตโนมัติทุกประเภทมีความสามารถในการเปลี่ยนโหมดการทำงานของเครื่องจักรอัตโนมัติ

และเกิดอะไรขึ้นกับตัวแปรในระหว่างนี้?

แนวคิดของการส่งสัญญาณแบบแปรผันอย่างต่อเนื่องนั้นเก่าแก่พอ ๆ กับโลก และโครงการต่าง ๆ ก็มีรูปแบบต่าง ๆ มากมาย ปัญหาของพวกเขามักจะไม่มีเกียร์และการถ่ายโอนแรงบิดไปยังพื้นผิวที่เลื่อนนำไปสู่การชกมวย ย้อนกลับไปในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 Swiss Weber มีระบบส่งกำลังดังกล่าว แต่ในปี 1955 พี่น้อง Dorn สามารถสร้างโซลูชันที่ใช้งานได้จริงประเภทนี้ได้ - รุ่นหลังปรากฏในรูปแบบของ Variomatic ในรถยนต์ DAF ของเนเธอร์แลนด์ ปัญหาหลักของการเปลี่ยนแปลงแบบไร้ขั้นตอนที่เรียบง่ายและมีแนวโน้มที่ดีในการออกแบบที่หลากหลายด้วยแอคชูเอเตอร์ไฮดรอลิกแบบชดเชยแกนและชิ้นส่วนเรียวที่เชื่อมต่อด้วยสายพานเอียงคือการสึกหรอ ดังนั้นในการออกแบบต่อมา จึงถูกแทนที่ด้วยชิ้นส่วนโลหะแบบแบ่งส่วนที่ทำจากเหล็กแรงเสียดทานสูง ซึ่งการเคลื่อนไหวไม่ใช่การดึง แต่เป็นการผลัก ซึ่งให้แรงบิดที่สูงกว่า ในช่วงปลายยุค 80 บริษัทหลายแห่ง เช่น Ford, Fiat, Subaru และ ZF เริ่มผลิตร่วมกับ Van Doorne และเพื่อที่จะส่งแรงบิดได้มากกว่าในปี 2000 Audi ได้สร้างเกียร์ CVT โดยใช้โซ่ ในปี 2003 Nissan ซึ่งเคารพการส่งสัญญาณเหล่านี้อย่างแน่นอน ขอบคุณ Jatco ผู้ผลิตในท้องถิ่นเป็นส่วนใหญ่ ติดตั้ง Murano พร้อมเกียร์ CVT และ Subaru Legacy รุ่นเกียร์อัตโนมัติปัจจุบันใช้จาก LUK

ย้อนกลับไปในปลายศตวรรษที่ 19 ระบบส่งกำลัง CVT แรกถูกสร้างขึ้นซึ่งใช้การปะทะโดยตรงกับจานที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกัน และในยุค 20 Citroen และ GM ได้ผลิตรุ่นการผลิตแรกเป็นครั้งแรก ความสนใจในโซลูชันทางเทคโนโลยีนี้กลับมาอีกครั้งในช่วงปลายยุค 80 อีกครั้งพร้อมกับการพัฒนาวัสดุ และผู้ดูแลคือบริษัท Torotrak ของอังกฤษและ Jatco ที่กล่าวมาข้างต้น ซึ่งเป็นผู้นำในการส่งสัญญาณ CVT เมื่อเร็ว ๆ นี้มีโซลูชั่นใหม่ ๆ ประเภทนี้ปรากฏขึ้นเช่น Double Rollet CVT Ultimate Transmission ซึ่งยังไม่ได้แสดงให้เห็นถึงความมีชีวิต

ในเกียร์ CVT มาตรฐานมักจะวางเกียร์ดาวเคราะห์ขนาดเล็กไว้ด้านหน้าเกียร์หลักเพื่อให้เกียร์เดินหน้าถอยหลังและเป็นกลาง โซลูชันเริ่มต้นต่างๆใช้ขั้วต่อแม่เหล็กหรือตัวแปลงมาตรฐาน (Subaru หรือ ZF Ecotronic CVT) กระปุกเกียร์ CVT ซึ่งถูกละเลยมาเป็นเวลานานในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้รับความสนใจเพิ่มขึ้นอีกครั้งโดยเฉพาะจากผู้ผลิตในญี่ปุ่น พวกเขายังคงมีส่วนแบ่งจำนวนมากในการผลิตระบบส่งสัญญาณอัตโนมัติทั้งหมด เทคโนโลยีระบบส่งกำลังของ Bosch กำลังทำงานในพื้นที่นี้มากขึ้น เช่นเดียวกับคนอื่น ๆ วัสดุและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใหม่ ๆ เข้ามาช่วย

การออกแบบพื้นฐานของเกียร์อัตโนมัติแบบคลาสสิก

ในการส่งสัญญาณ 9G-Tronic ใหม่ Mercedes ใช้ตัวแปลงแรงบิดแบบไฮโดรไดนามิกซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ซับซ้อนมาก แต่หลักการทำงานของมันไม่แตกต่างจากอุปกรณ์ตัวแรก (ดูรูป) ในทางปฏิบัติ จะประกอบด้วยปั๊มที่ต่อกับมู่เล่ของเครื่องยนต์ กังหันที่ต่อกับเฟือง และส่วนประกอบตรงกลางที่เรียกว่าสเตเตอร์ ไดนามิกส์ของไหลในอุปกรณ์นี้ซับซ้อนมาก แต่เพียงแค่น้ำมันที่ใส่อยู่ในนั้นจะถูกสูบไปรอบ ๆ ขอบของมันในลักษณะเป็นวงกลม คล้ายกับด้านบนของรูปที่ 8 แต่ในเวอร์ชัน 50 มิติที่เส้นตัดกันหักล้างกัน สัมพันธ์กัน รูปทรงเฉพาะของใบพัดกังหันซึ่งเป็นสัญลักษณ์ของแขนนั้น แท้จริงแล้วคือความโค้งที่คำนวณได้อย่างแม่นยำอย่างยิ่ง ซึ่งจะดูดซับแรงของการไหลได้อย่างเหมาะสม ซึ่งในทางกลับกันจะเปลี่ยนทิศทางอย่างกะทันหัน เป็นผลให้แรงบิดเพิ่มขึ้น โชคไม่ดีที่ทันทีที่เปลี่ยนทิศทาง การไหลก็มีผลในทางลบอยู่แล้ว เพราะไหลย้อนกับใบพัดของปั๊ม ที่นี่สเตเตอร์มาช่วยซึ่งมีหน้าที่เปลี่ยนทิศทางการไหลและเป็นองค์ประกอบนี้ที่เปลี่ยนอุปกรณ์ให้เป็นทอร์กคอนเวอร์เตอร์ ได้รับการออกแบบในลักษณะที่มีกลไกการล็อคที่ช่วยให้เครื่องอยู่กับที่ภายใต้แรงกดนี้ จากผลที่ตามมาทั้งหมดข้างต้น เมื่อสตาร์ทเครื่อง แรงบิดจะเพิ่มขึ้นมากที่สุด แม้ว่าการไหลจะย้อนกลับด้วยความเร็วที่แน่นอน เนื่องจากความเร็วรอบของกังหันค่อยๆ เพิ่มขึ้นในทิศทางตรงกันข้าม ความเร็วสุทธิของมันจะเท่ากับในทิศทางของกังหัน เพื่อทำความเข้าใจสิ่งนี้ ลองนึกภาพว่าคุณกำลังขับรถรางที่ความเร็ว 30 กม./ชม. และคุณกำลังกระดอนลูกบอลกลับมาที่ความเร็ว 20 กม./ชม. ในกรณีนี้ การไหลของน้ำมันจะไหลผ่านด้านหลังใบพัดของสเตเตอร์ ได้อย่างอิสระ และเมื่อถึง 90 เปอร์เซ็นต์ของความเร็วปั๊ม กระแสน้ำวนจะกลายเป็นแนวรัศมีและแรงบิดที่เพิ่มขึ้นจะหยุดลง ดังนั้นรถจึงสตาร์ทและเร่งความเร็ว แต่สิ่งนี้มักเกี่ยวข้องกับการสูญเสียเสมอ แม้กระทั่งกับหน่วยที่ทันสมัย ในการส่งสัญญาณสมัยใหม่ หลังจากสตาร์ทได้ไม่นาน ตัวแปลงจะถูกปิด หรือมากกว่านั้น การกระทำของมันถูกบล็อกด้วยความช่วยเหลือของสิ่งที่เรียกว่า คลัตช์ล็อคซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของเกียร์ ในรุ่นไฮบริด เช่น ZF 8HP จะถูกแทนที่ด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าที่เพิ่มแรงบิด และในบางโซลูชั่น เช่น AMG 7G-DCT คอนเวอร์เตอร์จะถูกแทนที่ด้วยชุดคลัตช์แผ่น และถึงกระนั้น - เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพไดนามิกของการไหลของน้ำมัน ในบางกรณี สเตเตอร์เบลดมีมุมการโจมตีที่เปลี่ยนไป ซึ่งจะเปลี่ยนแรงบิดขึ้นอยู่กับสถานการณ์

ชุดเกียร์ดาวเคราะห์

ดังที่ได้กล่าวไว้ในหัวข้อที่แล้ว เฟืองของดาวเคราะห์ได้รับเลือกให้เป็นเฟืองที่เหมาะสมที่สุดเนื่องจากความสามารถในการจัดการกับเฟืองต่างๆ โดยไม่ต้องมีเฟืองหรือซิงโครไนซ์ กลไกคือเฟืองวงแหวน (มงกุฎ) ที่มีฟันภายใน เฟืองของดวงอาทิตย์และล้อของดาวเคราะห์ถูมัน และประกอบเข้ากับวงแหวนมงกุฏซึ่งเชื่อมต่อกับไกด์ทั่วไป เมื่อองค์ประกอบอย่างใดอย่างหนึ่ง (เม็ดมะยม ไกด์ หรือล้อดวงอาทิตย์) ถูกล็อค แรงบิดจะถูกส่งผ่านระหว่างอีกสององค์ประกอบ และอัตราทดเกียร์จะขึ้นอยู่กับการออกแบบ องค์ประกอบการล็อคอาจเป็นคลัตช์หรือแถบเบรก และสั่งงานโดยแอคชูเอเตอร์ไฮดรอลิกแบบกลไกในเกียร์รุ่นเก่า และควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ในรุ่นใหม่กว่า แม้แต่เกียร์อัตโนมัติในยุคแรกๆ เช่น GM Hydra-Matic หรือ Chrysler Torque-Flite ก็ไม่ได้ใช้เกียร์ดาวเคราะห์แบบธรรมดา แต่เป็นแบบคอมโพสิตเช่น Simpson's ชื่อหลังนี้ตั้งชื่อตามผู้สร้าง วิศวกรชาวอเมริกัน ฮาวเวิร์ด ซิมป์สัน และมีเฟืองดาวเคราะห์ (อีพิไซคลิก) ที่เหมือนกันทั้งหมด 6 ชิ้น ซึ่งส่วนใดส่วนหนึ่งของส่วนที่สองเชื่อมต่อกับส่วนแรก (เช่น ไกด์ที่มีวงล้อดวงอาทิตย์) ในกรณีนี้ องค์ประกอบการยึดคือคลัตช์หลายแผ่น 2002 เส้น สายพานเบรก XNUMX เส้น รวมถึงคลัตช์ทางเดียวที่ให้การส่งแรงบิดโดยตรง กลไกที่สามซึ่งให้โอเวอร์ไดรฟ์สามารถเพิ่มแยกต่างหากไปยังกระปุกเกียร์ การออกแบบที่ทันสมัยกว่าจำนวนหนึ่งใช้เกียร์ที่ซับซ้อนกว่าเกียร์ดาวเคราะห์ทั่วไป เช่น Ravigneaux (ตั้งชื่อตามผู้สร้าง Paul Raviigneau) ซึ่งรวมกับเกียร์มาตรฐานหนึ่งและสองเพื่อเพิ่มจำนวนเกียร์เป็นห้า ประกอบด้วยโคโรนาทั่วไปและการรวมกันของดาวเทียมสองประเภทที่แตกต่างกันและวงล้อสุริยะ ซึ่งทำให้เกิดการไหลของพลังงานที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น เกียร์อัตโนมัติ XNUMX สปีดรุ่นแรกของ ZF ซึ่งเปิดตัวในปี XNUMX ใช้กลไก Lepelletier (ผู้ออกแบบ Paul Lepelletier) ซึ่งส่งผลให้มีส่วนประกอบน้อยลง น้ำหนักและปริมาตรน้อยลง ความชาญฉลาดของโซลูชันสมัยใหม่ส่วนใหญ่อยู่ที่ความสามารถ ซึ่งต้องขอบคุณการวิเคราะห์ด้วยคอมพิวเตอร์ในการรวมกลไกการล็อค เพลา และเฟืองที่กะทัดรัดมากขึ้น ทำให้องค์ประกอบต่างๆ โต้ตอบได้มากขึ้น และดังนั้นเพื่อให้ได้เฟืองมากขึ้น

อยู่แถวหน้าของ 9 เกียร์: Mercedes 9G-Tronic

ระบบเกียร์ Mercedes 9G-Tronic ใหม่มีอัตราทดเกียร์ (อัตราทดเกียร์ตั้งแต่แรกถึงเก้า) เท่ากับ 9,15 ดังนั้นเมื่อติดตั้งระบบเกียร์นี้ E 350 Bluetec สามารถเดินทางด้วยเกียร์เก้าที่ 120 กม. / ชม. ด้วยความเร็วเพียง 1350 รอบต่อนาที ความสามารถในการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วต่ำยังได้รับการสนับสนุนโดยตัวลดแรงบิดแบบคู่ที่แทนที่มู่เล่รวมกับอุปกรณ์ลูกตุ้มแบบแรงเหวี่ยง แม้ว่าจะสามารถรองรับแรงบิดได้สูงถึง 1000 นิวตันเมตร แต่ระบบขับเคลื่อนนี้จากการจำลองคอมพิวเตอร์จำนวนมากก็มีน้ำหนักเบาและกะทัดรัดกว่าเดิม ตัวเรือนสองชิ้นทำจากอลูมิเนียมในตัวแปลงแรงบิดไฮโดรไดนามิกและโลหะผสมแมกนีเซียมมิฉะนั้นข้อเหวี่ยงโพลีเมอร์ มีการวิเคราะห์จำนวนมากก่อนที่จะบรรลุถึงเก้าเกียร์ที่มีเพียงสี่เฟืองของดาวเคราะห์ ระบบส่งกำลังนี้จะใช้กันอย่างแพร่หลายในรุ่นติดตั้งตามขวางอื่น ๆ และ DSG จะใช้สำหรับรุ่นกะทัดรัด

การหดตัวที่ยอดเยี่ยม ZF: 9HP

รากเหง้าของ 9HP สามารถย้อนกลับไปในปี 2006 เมื่อ ZF ตัดสินใจที่จะกลับไปที่ส่วนขวาง (ผลิตภัณฑ์ก่อนหน้านี้เป็นการส่งสัญญาณแบบสี่สปีดและ CVT ซึ่งถูกยกเลิกในช่วงปลายทศวรรษที่ 90) โดยปกติจะใช้เวลาประมาณ 4 ปีในการพัฒนา แต่ บริษัท ไม่ต้องการให้พวกเขากลับมาพร้อมกับระบบอัตโนมัติ 6 สปีดเนื่องจากมีอยู่แล้ว ความจริงที่ว่า บริษัท ใช้เวลา 7 ปีในการบรรลุเป้าหมายดังกล่าวแสดงให้เห็นถึงผลงานการออกแบบอันยิ่งใหญ่ที่ก่อให้เกิดการถ่ายทอดนี้ โซลูชันนี้เป็นโซลูชันที่มีเทคโนโลยีสูงอย่างไม่น่าเชื่อซึ่งแม้ในรุ่น 480 Nm จะมีน้ำหนักเพียง 86 กก. ต้องขอบคุณกระปุกเกียร์แบบใหม่ทำให้การสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงลดลงประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับเกียร์ 6 สปีดและที่ความเร็วคงที่ 120 กม. / ชม. การลดลงคือ 16 เปอร์เซ็นต์ สถาปัตยกรรมอัจฉริยะรวมถึงการจัดวางเกียร์ของดาวเคราะห์สี่ตัวที่ซ้อนกันและการเพิ่มตัวเชื่อมต่อพินเพิ่มเติมที่มีแรงเสียดทานตกค้างน้อยเมื่อเปิด เพิ่มระบบลดแรงสั่นสะเทือนแบบหลายขั้นตอนในทอร์กคอนเวอร์เตอร์

ข้อความ: Georgy Kolev