Трансмісійні передачі і крутість автомобіля, як це взаємопов’язано?

Знання такого поняття як передавальне відношення, а також його вплив на швидкість, динаміку розгону і паливну економічність дозволяє вибрати оптимальний режим водіння. Цей параметр має визначальне значення для будь-якого автомобіля, незалежно від його ціни і віку. Мало хто знає, але грамотний аналіз технічних параметрів перед покупкою дозволяє підібрати машину, ідеально задовольняє потреби власника. Розглянемо основні аспекти, які необхідно враховувати при виборі.

Вища передача

Як передавальне відношення визначає характер автомобіля

Передаточне число вищої передачі вкрай важливо, оскільки воно визначає максимальні обороти двигуна при крейсерській швидкості, а це безпосередньо позначається на економічності та рівні шуму. Якщо викласти цей питання коротко, то, чим більше це відношення, тим менше витрата палива і нижче шум мотора. Слід пам’ятати, що в такому випадку за перераховані вище переваги доведеться розплачуватися частим перемиканням на знижену передачу для досягнення найкращої розгінної динаміки.

Оптимальною величиною обертів двигуна при досягненні крейсерській швидкості є 1600-2000 об/хв для дизеля і 2000-2500 об/хв – для бензинового мотора.

Наприклад, в коробці передач автомобіля Toyota GT86 – шість ступенів з невеликою різницею у передаточному числі, через що швидкість в 100 км/год досягається при роботі двигуна на оборотах більше 3000 об/хв. Це і є причиною значного обсягу шкідливих вихлопів, рівного 181 гр/км

Дивіться також: Зміна розподілу гальмівних зусиль: що це дає вашому автомобілю?

Для машини з дволітровим мотором, що видає 200 к. с., а також відмінно опрацьованої аеродинамікою (коефіцієнт лобового опору дорівнює 0,27) це дуже високий показник. Такий підбір механізму перемикання передач передбачає роботи двигуна не в самому вдалому режимі, що і призводить до надмірного шуму, особливо при значному пробігу, а це вже позначається на ліквідності вашого автомобіля при продажу. Зрозуміло, такі проблеми не властиві автоматичних коробок передач, оскільки підбір передавальних відносин там обумовлений ще і надійністю вузла, відповідно конструктори прагнуть скоротити кількість перемикань, і роблять передачі більш «довгим».

Проблема в тому, що спортивний автомобіль і автоматична коробка – мало сумісні поняття, так і вибрати таке поєднання можна далеко не для всіх моделей.

Зрештою, чим потужніший двигун під капотом, тим менше обертів двигуна на крейсерській швидкості, завдяки чому при 100 км/год з-під капота доноситься ледь вловимий шум. Наприклад для Golf Mk6 1.6 TDI цей показник становить 2300 об/хв, а для більш потужного SEAT Ateca 2.0 TDI з 7-ступінчастою коробкою і подвійним зчепленням ця цифра становить вже 1700 об/хв. Саме тому в певних режимах потужні шестициліндрові двигуни споживають не на багато більше бюджетних 4-циліндрових аналогів.

Агресивність

Як передавальне відношення визначає характер автомобіля

Застава агресивного водіння – «короткі» передачі, що визначають необхідність частих перемикань. Це означає, що чим інтенсивніше розгін, тим нижча гранична швидкість, яку може розвинути автомобіль на одній передачі. Оскільки для спортивної моделі важлива не тільки динаміка, але і максимальна швидкість, в їх коробках, як правило, істотно більше ступенів, ніж у цивільних версіях. Проте в цьому правилі є винятки, оскільки найбільш потужні машини не потребують низьких передавальних числах кількох перших передач — їх тяги цілком достатньо для того, щоб гарантувати інтенсивний розгін і не втомлювати водія необхідністю частих перемикань.

Наприклад, Dodge Challenger Hellcat має першу передачу, яка дозволяє розігнатися до 101,3 км/год. Це зроблено спеціально, щоб при вимірі часу, необхідного для набору 100 км/год, не потрібно було здійснювати перемикання і втрачати дорогоцінні долі секунди, так і досягається найкращий результат.

Найбільш яскравим прикладом такого підходу до підбору передавальних чисел коробки передач є Koenigsegg Regera, який досягає 402 км/год на 1-ій передачі. І справа тут зовсім не в прагненні поставити якийсь рекорд, а в розумному підході та облік потенціалу двигуна і зчеплення з поверхнею дороги. Тобто, якщо на цьому автомобілі встановити коробку передач з «короткими» щаблями, то виграш в динаміці досягнуто не буде, оскільки на перемикання буде потрібно додатковий час, а зайва тяга і крутний момент просто приведуть до пробуксовки коліс.

Варто також зазначити, що при великому числі передач від конструкторів потрібно провести велику роботу, що дозволяє утримати обороти при переході на вищу ступінь у зоні досягнення найбільшої потужності і крутного моменту, що також ускладнює конструкцію. Давно доведено, що до 300 км/год розгін спортивних автомобілів цілком забезпечується тягою потужних моторів — їм просто не потрібні знижені передавальні відносини шестірнею.

Що ж стосується цивільних машин, призначених для повсякденної експлуатації, то перші передачі, як правило, роблять досить короткими, з низьким передаточним числом, що дозволяє при досить скромному двигуні впевнено рушати на підйом, їхати по пухкому покриттю, розганятися при сильному завантаженні.

Не менш важливі й такі показники, як повна і ходова маса, оскільки їх різниця і визначає фактично допустиму вантажопідйомність, і чим вона вища, тим більш короткими повинні бути початкові передачі в ряду.

Зближений і розтягнутий в коробці передач

Як передавальне відношення визначає характер автомобіля

Не менш важливим фактором, що визначає характер автомобіля, є розрив між передавальними числами. Зближений ряд передач гарантує максимальне прискорення, якого може досягти автомобіль при інших рівних умовах. Крім того, якщо у главу кута ставиться економічність, то таке рішення дозволяє тримати робочі обороти в оптимальній зоні, що також сприяє продовженню ресурсу мотора.

Дивіться також: чи Варто купувати договір розширеної гарантії?

Однак, є у короткого ряду і суттєвий недолік, а саме – необхідність в розтягнутій 1-ї передачі, або в короткій – вищої. Наслідки від цього цілком очевидні, а єдиним розумним рішенням є збільшення числа передач, що робить конструкцію дорогою. Або, все ж перехід до розтягнутого ряду.

Вибір рішення зазвичай продиктований типом створюваного автомобіля. Для швидкісної і динамічної моделі застосовують зближені за величиною передавального відношення передачі. Якщо ж під капотом встановлений двигун з широким діапазоном потужності і плавним графіком крутного моменту, наприклад – дизель, то необхідність у зближенні передач відпадає. Для прикладу розглянемо автомобіль Формули-1, які мають дуже щільний передавальний ряд, в силу чого величина передавальних відносин 7-ї і 8-ї передач відрізняється всього в 1,12 рази, проти 1,25 – у цивільних моделей.

Однак, зближений ряд не завжди означає більш високу продуктивність. Наприклад, у спортивного велосипеда, як правило, 8 дуже близьких по передаточному числу ступенів, при цьому шестірня першої з них має 30 зубців, а вищою – 11, це дозволяє забезпечити найбільш раціональне використання енергії велосипедиста. Однак при такому підході для забезпечення максимального прискорення необхідно інтенсивно перемикатися в інтервалі з 1-ї по 5-ю передачу, всього за кілька секунд. Це стосується і автомобілів, оскільки необхідність в такому частому переключенні, як правило, зумовлює роботу двигуна в неоптимальному режимі, особливо у недосвідченого водія.

Всіх цих недоліків позбавлені так звані безступінчатий типи трансмісій, які дозволяють плавно змінювати передавальні відносини, в залежності від обраного режиму їзди. До таких конструкцій відносять, насамперед, варіатори, однак на сьогоднішній день механізму, здатного передавати величезний крутний момент і оперативно підлаштовуватися під розгінну динаміку спортивних моделей, поки не створено. Але прогрес не стоїть на місці і безперервна робота по вдосконаленню таких агрегатів вже зробила їх широко поширеним рішенням.

Заміна головної передачі

Як передавальне відношення визначає характер автомобіля

Якщо ви незадоволені динамікою вашого автомобіля, найпростіший спосіб її виправити — заміна головної передатної пари. Це передбачає встановлення нового диференціала з іншим внутрішнім передавальним числом. Менше число дозволяє отримати більш довгу передачу, а більше – короткий передавальний ряд. Це не дозволить вам змінити щільність ступенів в коробці, але забезпечить зміщення всього ряду в область тих значень, які вам підходять.

Насправді, такі маніпуляції з автомобілем — зовсім не панацея від всіх бід, оскільки змінювати цю величину можна лише в дуже невеликому інтервалі значень, інакше недоліки багаторазово перевищать досягнутий позитивний ефект. У цьому випадку варто пам’ятати і про те, що ваш спідометр потребує коригування, остільки його значення вже не будуть відображати реальну швидкість автомобіля.

Такий тип тюнінга може бути відносно простим як в передньопривідному, так і в задньопривідному автомобілі, але в деяких передньо – і повнопривідних автомобілях здійснити його неможливо. Багато автомобілі використовують трансмісію, яка має вбудований диференціал, що означає, що остаточне передаточне число не може бути так легко змінена.

Крім того, деякі автомобілі (наприклад, Audi R8) мають різні головні передавальні пари в приводах на передню і задню осі.

На жаль, все більше і більше автомобілів вибирають інтегровані пристрої, що унеможливлює роботу з ними, якщо ви не скористаєтеся послугами ліцензованих тюнінг-ательє і не заплатите занадто великі суми грошей. У будь-якому випадку, виробник підбирав параметри трансмісії, виходячи з особливостей експлуатації, характеристик мотора, можливого навантаження та цільової аудиторії автомобіля, так що внесення таких істотних змін, даючи виграш в одній із сфер використання, істотно скорочує інші.

Автор: Сергій Василенков