Коробка швидких швидкостей кулачкова коробка передач, журнал популярна механіка

Принцип дії паливного елемента Наявність осі з пазами - головна відмінність секвентальною коробки від звичайної, з пошуковим механізмом перемикання

Кулачкова коробка По суті, кулачкова коробка влаштована так само, як звичайна серійна, - тільки замість косозубих шестерень прямозубиє, замість зубчастих муфт кулачкові та ніяких синхронізаторів

Швидко і недовго Кулачки забезпечують найвищу швидкість перемикань, але із-за ударних навантажень швидко скругляются і вимагають заміни. деякі пари # 40; шестерня і муфта) змінюють через кожні 2-3 етапи гонок

Якщо в парній гонці на прискорення один проти одного вийдуть звичайний автомобіль і гоночний з двигунами однакової потужності, переможцем, безсумнівно, стане останній. Ключ до перемоги - кулачкова коробка передач. Головне достоїнство кулачковою коробки - в швидкості перемикання передач. Якщо розганятися на звичайному автомобілі, перемикаючи передачі вгору максимально швидко, майже ударом, то зміна кожної передачі займе близько 0,6 с. Приблизно стільки йде на високошвидкісне виключення / включення зчеплення. Пілот гоночного автомобіля може змінити передачу втричі швидше - і зробить це, не вичавлюючи зчеплення, і на кожному перемиканні буде вигравати більше 0,4 с! Це станеться за рахунок того, що при кожному перемиканні у звичайного автомобіля падають обороти двигуна і, відповідно, знижується інтенсивність розгону. Щоб з'ясувати, як влаштована високошвидкісна гоночна коробка передач, ми вирушили в Питомий, на підмосковну базу команди «Червоні крила», яка виступає в ралі і кільцевих гонках.

Особливості гоночної механіки

Денис Комаров, технічний директор гоночної команди, готує кулачкову коробку передач до фотозйомки. Він дбайливо протирає ганчіркою одну з шестерень агрегату - величезна циліндричні прямозубі. Якби така шестерня лежала в майстерні сама по собі, можна було б подумати, що вона з коробки великого старого вантажівки. Тим часом вона належить компактному хетчбек Citroёn С2.

Великий діаметр колеса пояснюється двома факторами. У # 8209; перше, коробка ралійної машини передає від двигуна на колеса солідний крутний момент. А по-друге, колесо прямозубой. Гідність звичних косозубих шестерень, які застосовуються в коробках «цивільних» автомобілів, полягає в тому, що за рахунок довшого зуба і, відповідно, більшою поверхні розподілу навантажень вони можуть передавати той же крутний момент при менших розмірах. Крім того, вони працюють помітно тихіше. Але циліндричні прямозубі застосовуються в гоночних машинах не випадково: вони не створюють осьових навантажень на валах і підвищують ККД коробки.

Дивно, але гоночна коробка передач не складніше, а навіть простіше звичайної цивільної. Тут немає ніяких синхронізаторів, а замість великої кількості дрібних зубців, які входять в зачеплення при включенні передачі на звичайній коробці, застосовуються великі кулачки - торцеві виступи на шестерні і муфти (зазвичай їх 5-7 штук на колесо). Щоб передачі включалися якомога швидше, кулачки входять в зачеплення з великим зазором по ширині. Тому при включенні передач на ралійної машини можна чути характерне металеве клацання - це кулачки шестерні і муфти зіткнулися один з одним.

Кулачкова коробка вимагає від пілота великої спритності - особливо при перемиканні вниз: для синхронізації обертів двигуна і трансмісії необхідно філігранно працювати педаллю акселератора і прекрасно відчувати автомобіль. При дбайливого їзді пілот при переході вниз користується зчепленням, в ході гонки - особливо на машинах з секвентальною кулачковою коробкою - педаль зчеплення йому практично не потрібна. У тому числі тому раллісти інакше, ніж цивільні водії, вичавлюють педалі. Права нога у них зазвичай лежить на педалі газу, а ліва завідує зчепленням і гальмами. Чітко працювати акселератором дуже важливо, адже без правильно виконаної перегазовки перехід на знижувальну передачу або взагалі не відбудеться, або буде супроводжуватися жорстким ударом. Саме тому пілоти ралійних машин єхидно посміхаються, коли я цікавлюся, наскільки популярна кулачкова коробка серед любителів тюнінгу. Звичайно, знаходяться фанати вуличних гонок, які замінюють серійні коробки кулачковими. Така заміна покращує динаміку розгону, але вимагає від водія постійної концентрації уваги при перемиканні вниз, а також наповнює салон шумом від роботи прямозубих шестерень. Кулачкова коробка виє приблизно так само голосно, як громадянська косозубая, коли в її картері немає масла. Додамо сюди високу вартість кулачкових коробок (до # 36; 20 000 за агрегат) і невисокий термін служби - і прийдемо до висновку, що установка кулачковою коробки на звичайний автомобіль абсолютно не виправдана. Звичайно, термін служби автомобіля залежить і від суб'єктивних факторів. У жорстких гоночних умовах синхронізатори довго не живуть. Так що якщо за кермом цивільного автомобіля виявиться маніяк, кулачкова коробка, цілком можливо, буде служити йому довше звичної. Проте з часом гоночний агрегат почне видавати характерний стукіт, який свідчить про те, що заокруглені кулачки не забезпечують надійного зачеплення. Така коробка потребує заміни зношених пар. Денис розповідає, що кулачкову коробку для перевірки розбирають після кожної гонки, а деякі пари в коробці доводиться міняти через кожні 2-3 етапи гонок. І це нормально!

Вперед-назад: добре і погано

Є і ще одна причина, чому кулачкові коробки не підходять для звичайних доріг. Хоча ці агрегати нерідко обладнають звичайним пошуковим механізмом перемикання, найшвидші і популярні у гонщиків коробки - секвентальні. У ралійних машинах пілота сильно трясе, тому водити важіль перемикання вперед-назад куди зручніше, ніж вибирати передачі, як в звичайному автомобілі. До того ж така кінематика важеля дозволяє заощадити кілька мілісекунд на кожному перемиканні.

Але їздити з секвентальною коробкою кулачкового типу по дорогах загального користування - страшна мука. Справа в тому, що коли ми потрапляємо в пробку або під прямим кутом повертаємо з головної дороги на другорядну, то зазвичай перескакуємо відразу на кілька передач вниз. Наприклад, з п'ятої на другу. При секвентальною же коробці такий трюк вийде: доведеться з перегазовкой послідовно перейти на четверту, третю і лише потім - на другу передачу. Денис показує, чому так відбувається на коробці «Сітроена». Коли пілот ралійної машини штовхає важіль цієї секвентальною коробки вперед або назад, на певний кут повертається спеціальна вісь з численними кулачками. При цьому один з кулачків повертає вилку перемикання передач в нейтральне положення, а інший тисне на ще одну вилку, і вона вводить в зачеплення муфту з шестернею потрібної передачі. Щоб включити, скажімо, п'яту передачу, треба послідовно кілька разів повернути вісь, яка управляється вилками перемикання.

Втіха цивільного гонщика

Виходить, що кулачкова коробка абсолютно непридатна для цивільних автомобілів. Це не зовсім так. Британські фірми - головні виробники кулачкових коробок - традиційно мають багато запитів серед любителів тюнінгу, які бажають придбати їх коробки, а в нашій країні на базі кулачковою коробки навіть був розроблений сучасний агрегат для «цивільного» використання, який майже позбавлений недоліків.

Сталося це так. Компанія «Спортмобиль», яка займалася тюнінгом і підготовкою для змагань і без того швидких автомобілів Mitsubishi Lancer Evolution, освоїла установку на цих машинах кулачковою коробки фірми Gemini. Ефективне використання такого пристрою передбачає чудові навички водія. Але оскільки застосування кулачковою коробки кардинально змінює динамічні характеристики, інженери і засновники компанії Олексій Чернишов і Павло Рустанович вирішили адаптувати гоночну коробку для використання звичайними водіями при щоденній їзді.

Для вирішення цього завдання залучили електроніку. За основу взяли комп'ютер Motec, що дозволяє програмувати функції автомобіля. До нього написали власне програмне забезпечення, яке в сукупності з розробленим електронним блоком і стало основою його системи, що отримала назву SGSM (Sequental Gearshift Management). Співробітники компанії «Спортмобиль» змогли зв'язати перемикання передач в коробці з роботою систем запалювання і вприскування. При переході вниз мотор в автоматичному режимі здійснював перегазовку. З одного боку, це полегшувало життя пілоту, а з іншого - підвищувало термін служби кулачковою коробки за рахунок гарантовано більш плавних перемикань. Варто зауважити, що схожа система до цього застосовувалася на гоночних мотоциклах - в них датчик руху важеля коробки був пов'язаний з блоком управління запаленням. У момент перемикання вниз кут випередження запалювання різко збільшувався, і обороти падали, що і було потрібно для переходу на знижену передачу. Але система «Спортмобиля», яка автоматизувала систему уприскування, стала наступним рівнем розвитку ідеї.

Застосування кулачковою коробки поряд з тюнинговим 420-сильним двигуном зробило підготовлений в компанії автомобіль найдинамічнішим Evolution в історії цього культового автомобіля. До 100 км / год автомобіль розганявся за 3,53 с! Дізнавшись про таке досягнення українських інженерів, в Москву приїжджали журналісти відомого англійського журналу Autocar і залишилися в повному захваті. У підсумку за кордоном відразу кілька компаній зацікавилися можливістю випуску подібних коробок, а в Москві утворилася група відчайдушних хлопців, охочих придбати Evolution з кулачковою коробкою.

Денис Комаров збирає кулачкову коробку, готуючи машину до чергового етапу ралі, за цим процесом спостерігає відомий ралійний пілот Євген Аксаков. По дорогах загального користування Євген їздить на автомобілі зі звичайним гідромеханічним "автоматом", але в гонках перемикає передачі, зрозуміло, сам. Незважаючи на розвиток технологій, поки тільки комбінація секвентальною кулачковою коробки і досвідченого пілота дозволяє досягти найвищої швидкості перемикань.

Редакція дякує команду «Червоні крила» за допомогу в підготовці матеріалу