Test Drive The History of Automotive Transmissions - Part 1

Σε μια σειρά άρθρων θα σας πούμε για την ιστορία των κιβωτίων ταχυτήτων για αυτοκίνητα και φορτηγά - ίσως ως ένα νεύμα στην ευκαιρία της 75ης επετείου από τη δημιουργία του πρώτου αυτόματου κιβωτίου ταχυτήτων.

1993 Κατά τη διάρκεια των δοκιμών πριν από τον αγώνα στο Silverstone, ο οδηγός δοκιμών της Williams, David Coulthard, εγκατέλειψε την πίστα για την επόμενη δοκιμή με το νέο Williams FW 15C. Στο βρεγμένο πεζοδρόμιο, το αυτοκίνητο πιτσιλίζει παντού, αλλά και πάλι όλοι μπορούν να ακούσουν τον παράξενο μονότονο ήχο υψηλής ταχύτητας ενός δεκακύλινδρου κινητήρα. Προφανώς, ο Frank William χρησιμοποιεί ένα διαφορετικό είδος μετάδοσης. Είναι σαφές στους διαφωτισμένους ότι αυτό δεν είναι τίποτα άλλο από ένα συνεχώς μεταβαλλόμενο κιβώτιο σχεδιασμένο για να καλύψει τις ανάγκες ενός κινητήρα της Formula 1. Αργότερα αποδείχθηκε ότι αναπτύχθηκε με τη βοήθεια των απανταχού ειδικών της Van Doorn. μετάδοση μόλυνσης. Οι δύο συνωμότες εταιρείες έχουν ρίξει τεράστιους μηχανικούς και οικονομικούς πόρους σε αυτό το έργο τα τελευταία τέσσερα χρόνια για να δημιουργήσουν ένα πλήρως λειτουργικό πρωτότυπο που θα μπορούσε να ξαναγράψει τους κανόνες της δυναμικής στη βασίλισσα των σπορ. Στο βίντεο του YouTube σήμερα μπορείτε να δείτε τις δοκιμές αυτού του μοντέλου και ο ίδιος ο Coulthard ισχυρίζεται ότι του αρέσει η δουλειά της - ειδικά στη γωνία, όπου δεν χρειάζεται να χάνουμε χρόνο κατεβάζοντας ταχύτητα - τα πάντα φροντίζουν τα ηλεκτρονικά. Δυστυχώς, όλοι όσοι δούλεψαν στο έργο έχασαν τους καρπούς της δουλειάς τους. Οι νομοθέτες έσπευσαν να απαγορεύσουν τη χρήση τέτοιων περασμάτων στη Φόρμουλα, σύμφωνα με τους ισχυρισμούς για «αθέμιτο πλεονέκτημα». Οι κανόνες άλλαξαν και τα κιβώτια ταχυτήτων CVT ή CVT με ιμάντα V ήταν ιστορία μόνο με αυτή τη σύντομη εμφάνιση. Η υπόθεση έκλεισε και η Williams θα πρέπει να επιστρέψει στα ημιαυτόματα κιβώτια, τα οποία εξακολουθούν να είναι στάνταρ στη Formula 1 και τα οποία, με τη σειρά τους, έγιναν επανάσταση στα τέλη της δεκαετίας του '80. Παρεμπιπτόντως, το 1965, η DAF με το κιβώτιο Variomatic έκανε προσπάθειες να εισέλθει στην πίστα μηχανοκίνητου αθλητισμού, αλλά εκείνη την εποχή ο μηχανισμός ήταν τόσο τεράστιος που ακόμη και χωρίς την παρέμβαση υποκειμενικών παραγόντων ήταν καταδικασμένος σε αποτυχία. Αλλά αυτό είναι μια άλλη ιστορία.

Έχουμε αναφέρει επανειλημμένα παραδείγματα για το πόση καινοτομία στη σύγχρονη αυτοκινητοβιομηχανία είναι το αποτέλεσμα παλιών ιδεών που γεννήθηκαν στο κεφάλι των εξαιρετικά ταλαντούχων και απαιτητικών ανθρώπων. Λόγω της μηχανικής φύσης τους, τα κιβώτια ταχυτήτων είναι ένα από τα κυριότερα παραδείγματα για το πώς μπορούν να εφαρμοστούν όταν είναι η κατάλληλη στιγμή. Σήμερα, ο συνδυασμός προηγμένων υλικών και διαδικασιών κατασκευής και ηλεκτρονικής διακυβέρνησης έχει δημιουργήσει την ευκαιρία για απίστευτα αποτελεσματικές λύσεις σε όλες τις μορφές μετάδοσης. Η τάση για χαμηλότερη κατανάλωση αφενός και η ιδιαιτερότητα των νέων κινητήρων με μειωμένες διαστάσεις (για παράδειγμα, η ανάγκη γρήγορης υπέρβασης μιας τρύπας turbo) οδήγησαν στην ανάγκη δημιουργίας αυτόματων κιβωτίων ταχυτήτων με ευρύτερο φάσμα σχέσεων μετάδοσης και, κατά συνέπεια, μεγάλο αριθμό γραναζιών. Οι πιο προσιτές εναλλακτικές τους είναι τα CVT για μικρά αυτοκίνητα, που χρησιμοποιούνται συχνά από τις ιαπωνικές αυτοκινητοβιομηχανίες και τα αυτόματα χειροκίνητα κιβώτια ταχυτήτων όπως το Easytronic. Opel (επίσης για μικρά αυτοκίνητα). Οι μηχανισμοί των παράλληλων υβριδικών συστημάτων είναι συγκεκριμένοι και ως μέρος των προσπαθειών μείωσης των εκπομπών, η ηλεκτροκίνηση οδηγεί πράγματι στις μεταδόσεις.

Ένας κινητήρας δεν μπορεί να κάνει χωρίς κιβώτιο ταχυτήτων

Μέχρι σήμερα, η ανθρωπότητα δεν έχει εφεύρει έναν πιο αποτελεσματικό τρόπο άμεσης μετάδοσης της μηχανικής ενέργειας (εκτός, φυσικά, υδραυλικών μηχανισμών και υβριδικών ηλεκτρικών συστημάτων) από τις μεθόδους που χρησιμοποιούν ζώνες, αλυσίδες και γρανάζια. Φυσικά, υπάρχουν αμέτρητες παραλλαγές σε αυτό το θέμα, και μπορείτε να κατανοήσετε καλύτερα την ουσία τους, αναφέροντας τις πιο σημαντικές εξελίξεις σε αυτόν τον τομέα τα τελευταία χρόνια.

Η έννοια της ηλεκτρονικής αλλαγής ταχυτήτων, ή η ηλεκτρονική έμμεση σύνδεση του μηχανισμού ελέγχου με το κιβώτιο ταχυτήτων, απέχει πολύ από την τελευταία κραυγή, επειδή το 1916 η εταιρεία Pullman της Πενσυλβάνια δημιούργησε ένα κιβώτιο ταχυτήτων που αλλάζει ταχύτητες ηλεκτρικά. Χρησιμοποιώντας την ίδια αρχή λειτουργίας σε βελτιωμένη μορφή, είκοσι χρόνια αργότερα εγκαταστάθηκε στο avant-garde Cord 812 - ένα από τα πιο φουτουριστικά και υπέροχα αυτοκίνητα όχι μόνο το 1936, όταν δημιουργήθηκε. Είναι αρκετά σημαντικό ότι αυτό το κορδόνι μπορεί να βρεθεί στο εξώφυλλο ενός βιβλίου για τα επιτεύγματα του βιομηχανικού σχεδιασμού. Η μετάδοσή του μεταδίδει τη ροπή από τον κινητήρα στον μπροστινό άξονα (!), και η αλλαγή ταχυτήτων είναι άμεση φίλιγραν για την τότε αναπαράσταση της κολόνας του τιμονιού, η οποία ενεργοποιεί ειδικούς ηλεκτρικούς διακόπτες που ενεργοποιούν ένα σύνθετο σύστημα ηλεκτρομαγνητικών συσκευών με διαφράγματα κενού, συμπεριλαμβανομένων των γραναζιών. Οι σχεδιαστές κορδονιών κατάφεραν να συνδυάσουν όλα αυτά με επιτυχία, και λειτουργεί εξαιρετικά όχι μόνο στη θεωρία, αλλά και στην πράξη. Ήταν πραγματικός εφιάλτης να δημιουργηθεί ο συγχρονισμός μεταξύ αλλαγής ταχυτήτων και λειτουργίας συμπλέκτη, και, σύμφωνα με τα στοιχεία της εποχής, ήταν δυνατό να σταλεί ένας μηχανικός σε ένα ψυχιατρείο. Ωστόσο, το Cord ήταν ένα πολυτελές αυτοκίνητο και οι ιδιοκτήτες του δεν μπορούσαν να αντέξουν οικονομικά την περιστασιακή στάση πολλών σύγχρονων κατασκευαστών για την ακρίβεια αυτής της διαδικασίας - στην πράξη, τα περισσότερα αυτοματοποιημένα (συχνά αποκαλούμενα ρομποτικά ή ημιαυτόματα) κιβώτια ταχυτήτων αλλάζουν με χαρακτηριστική καθυστέρηση. και συχνά ριπές.

Κανείς δεν ισχυρίζεται ότι ο συγχρονισμός είναι πολύ πιο εύκολος στόχος με τα απλούστερα και πιο διαδεδομένα χειροκίνητα κιβώτια ταχυτήτων σήμερα, επειδή το ερώτημα "Γιατί είναι απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε μια τέτοια συσκευή καθόλου;" Έχει θεμελιώδη χαρακτήρα. Ο λόγος για αυτό το περίπλοκο γεγονός, αλλά και το άνοιγμα μιας επιχειρηματικής θέσης για δισεκατομμύρια, έγκειται στην ίδια τη φύση του κινητήρα καύσης. Σε αντίθεση, για παράδειγμα, με μια ατμομηχανή, όπου η πίεση του ατμού που παρέχεται στους κυλίνδρους μπορεί να αλλάξει σχετικά εύκολα και η πίεσή του μπορεί να αλλάξει κατά την εκκίνηση και την κανονική λειτουργία ή από έναν ηλεκτροκινητήρα, στον οποίο υπάρχει ισχυρό μαγνητικό πεδίο οδήγησης υπάρχει επίσης με μηδενική ταχύτητα ανά λεπτό (στην πραγματικότητα, τότε είναι η υψηλότερη, και λόγω της μείωσης της απόδοσης των ηλεκτροκινητήρων με αυξανόμενη ταχύτητα, όλοι οι κατασκευαστές κιβωτίων ταχυτήτων για ηλεκτρικά οχήματα αναπτύσσουν επί του παρόντος επιλογές δύο σταδίων) μια εσωτερική Ο κινητήρας καύσης έχει ένα χαρακτηριστικό στο οποίο η μέγιστη ισχύς επιτυγχάνεται σε ταχύτητες κοντά στο μέγιστο, και η μέγιστη ροπή - σε ένα σχετικά μικρό εύρος στροφών, στο οποίο συμβαίνουν οι βέλτιστες διαδικασίες καύσης. Θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι στην πραγματική ζωή ο κινητήρας σπάνια χρησιμοποιείται στην καμπύλη μέγιστης ροπής (αντίστοιχα στην καμπύλη μέγιστης ισχύος). Δυστυχώς, η ροπή στις χαμηλές στροφές είναι ελάχιστη και εάν το κιβώτιο είναι άμεσα συνδεδεμένο, ακόμη και με συμπλέκτη που απεμπλέκεται και επιτρέπει την εκκίνηση, το αυτοκίνητο δεν θα μπορεί ποτέ να εκτελεί δραστηριότητες όπως εκκίνηση, επιτάχυνση και οδήγηση σε μεγάλο εύρος ταχύτητας. Ακολουθεί ένα απλό παράδειγμα - εάν ο κινητήρας μεταδίδει την ταχύτητά του 1: 1 και το μέγεθος του ελαστικού είναι 195/55 R 15 (προς το παρόν, αφαιρώντας από την παρουσία της κύριας ταχύτητας), τότε θεωρητικά το αυτοκίνητο θα πρέπει να κινείται με ταχύτητα 320 χλμ. / h σε 3000 περιστροφές στροφαλοφόρου άξονα ανά λεπτό. Φυσικά, τα αυτοκίνητα έχουν γρανάζια άμεσης ή κλειστής ταχύτητας, ακόμη και γρανάζια ανιχνευτή, οπότε η τελική κίνηση μπαίνει επίσης στην εξίσωση και πρέπει να ληφθεί υπόψη. Ωστόσο, εάν συνεχίσουμε την αρχική λογική της συλλογιστικής σχετικά με την οδήγηση με κανονική ταχύτητα 60 km / h στην πόλη, ο κινητήρας θα χρειαστεί μόνο 560 σ.α.λ. Φυσικά, δεν υπάρχει κινητήρας ικανός να κάνει ένα τέτοιο νήμα. Υπάρχει μια ακόμη λεπτομέρεια - επειδή, καθαρά φυσικά, η ισχύς είναι ευθέως ανάλογη με τη ροπή και την ταχύτητα (ο τύπος της μπορεί επίσης να οριστεί ως ταχύτητα x ροπή / ορισμένος συντελεστής) και η επιτάχυνση ενός φυσικού σώματος εξαρτάται από τη δύναμη που εφαρμόζεται σε αυτό . , κατανοήστε, σε αυτήν την περίπτωση, την ισχύ, είναι λογικό ότι για ταχύτερη επιτάχυνση θα χρειαστείτε υψηλότερες ταχύτητες και περισσότερο φορτίο (δηλ. ροπή). Ακούγεται περίπλοκο, αλλά στην πράξη αυτό σημαίνει τα εξής: κάθε οδηγός, ακόμη και αυτός που δεν καταλαβαίνει τίποτα στην τεχνολογία, γνωρίζει ότι για να προσπεράσει γρήγορα ένα αυτοκίνητο, πρέπει να αλλάξετε μία ή ακόμα και δύο ταχύτητες χαμηλότερα. Έτσι, με το κιβώτιο ταχυτήτων παρέχει άμεσα υψηλότερες στροφές και επομένως περισσότερη ισχύ για το σκοπό αυτό με τον ίδιο βαθμό πίεσης πεντάλ. Αυτό είναι το καθήκον αυτής της συσκευής - λαμβάνοντας υπόψη τα χαρακτηριστικά του κινητήρα εσωτερικής καύσης, για να εξασφαλίσει τη λειτουργία του στη βέλτιστη λειτουργία. Η οδήγηση στην πρώτη ταχύτητα με ταχύτητα 100 km / h θα είναι αρκετά αντιοικονομική και στην έκτη, κατάλληλη για την πίστα, είναι αδύνατο να ξεκινήσετε. Δεν είναι τυχαίο ότι η οικονομική οδήγηση απαιτεί πρόωρες αλλαγές ταχύτητας και ο κινητήρας λειτουργεί με πλήρες φορτίο (δηλαδή οδήγηση ελαφρώς κάτω από την καμπύλη μέγιστης ροπής). Οι ειδικοί χρησιμοποιούν τον όρο "χαμηλή ειδική κατανάλωση ισχύος", που βρίσκεται στο μεσαίο εύρος στροφών και πλησιάζει το μέγιστο φορτίο. Στη συνέχεια, η βαλβίδα γκαζιού των βενζινοκινητήρων ανοίγει ευρύτερα και μειώνει τις απώλειες άντλησης, αυξάνει την πίεση του κυλίνδρου και βελτιώνει έτσι την ποιότητα των χημικών αντιδράσεων. Οι χαμηλότερες ταχύτητες μειώνουν την τριβή και επιτρέπουν περισσότερο χρόνο να γεμίσει πλήρως. Τα αγωνιστικά αυτοκίνητα τρέχουν πάντα με υψηλές ταχύτητες και έχουν μεγάλο αριθμό ταχυτήτων (οκτώ στη Φόρμουλα 1), το οποίο επιτρέπει μειωμένη ταχύτητα κατά τη μετατόπιση και περιορίζει τη μετάβαση σε περιοχές με σημαντικά λιγότερη ισχύ.

Στην πραγματικότητα, μπορεί να γίνει χωρίς κλασικό κιβώτιο ταχυτήτων, αλλά ...

Η περίπτωση των υβριδικών συστημάτων και ειδικότερα των υβριδικών συστημάτων όπως το Toyota Prius. Αυτό το αυτοκίνητο δεν διαθέτει κιβώτιο ταχυτήτων κανενός από τους αναφερόμενους τύπους. Δεν έχει ουσιαστικά κιβώτιο ταχυτήτων! Αυτό είναι δυνατό γιατί οι προαναφερθείσες ελλείψεις αντισταθμίζονται από το ηλεκτρικό σύστημα. Το κιβώτιο ταχυτήτων αντικαθίσταται από ένα λεγόμενο power splitter, ένα πλανητικό γρανάζι που συνδυάζει έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης και δύο ηλεκτρικές μηχανές. Για άτομα που δεν έχουν διαβάσει την επιλεκτική εξήγηση της λειτουργίας του σε βιβλία για υβριδικά συστήματα και ειδικά για τη δημιουργία του Prius (τα τελευταία είναι διαθέσιμα στην ηλεκτρονική έκδοση του ιστότοπού μας ams.bg), θα πούμε μόνο ότι ο μηχανισμός επιτρέπει μέρος της μηχανικής ενέργειας του κινητήρα εσωτερικής καύσης να μεταφερθεί άμεσα, μηχανικά και μερικώς, να μετατραπεί σε ηλεκτρική (με τη βοήθεια μιας μηχανής ως γεννήτρια) και πάλι σε μηχανική (με τη βοήθεια άλλης μηχανής ως ηλεκτροκινητήρα) . Η ιδιοφυΐα αυτής της δημιουργίας της Toyota (της οποίας η αρχική ιδέα ήταν η αμερικανική εταιρεία TRW από τη δεκαετία του '60) είναι να παρέχει υψηλή ροπή εκκίνησης, η οποία αποφεύγει την ανάγκη για πολύ χαμηλές ταχύτητες και επιτρέπει στον κινητήρα να λειτουργεί σε αποδοτικές λειτουργίες. στο μέγιστο φορτίο, προσομοιώνοντας την υψηλότερη δυνατή σχέση ταχύτητας, με το ηλεκτρικό σύστημα να λειτουργεί πάντα ως ενδιάμεσος. Όταν απαιτείται προσομοίωση επιτάχυνσης και κατεβάσματος, η ταχύτητα του κινητήρα αυξάνεται ελέγχοντας τη γεννήτρια και, κατά συνέπεια, με την ταχύτητά της χρησιμοποιώντας ένα εξελιγμένο ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου ρεύματος. Κατά την προσομοίωση υψηλών ταχυτήτων, ακόμη και δύο αυτοκίνητα πρέπει να αλλάξουν ρόλους για να περιορίσουν την ταχύτητα του κινητήρα. Σε αυτό το σημείο, το σύστημα μπαίνει σε λειτουργία «κυκλοφορίας ισχύος» και η απόδοσή του μειώνεται σημαντικά, γεγονός που εξηγεί την ευκρινή απεικόνιση της κατανάλωσης καυσίμου αυτού του τύπου υβριδικών οχημάτων σε υψηλές ταχύτητες. Έτσι, αυτή η τεχνολογία είναι στην πράξη ένας συμβιβασμός βολικός για την αστική κυκλοφορία, αφού είναι προφανές ότι το ηλεκτρικό σύστημα δεν μπορεί να αντισταθμίσει πλήρως την απουσία ενός κλασικού κιβωτίου ταχυτήτων. Για να λύσουν αυτό το πρόβλημα, οι μηχανικοί της Honda χρησιμοποιούν μια απλή αλλά έξυπνη λύση στο νέο εξελιγμένο υβριδικό τους σύστημα για να ανταγωνιστούν την Toyota - προσθέτουν απλώς ένα έκτο μηχανικό κιβώτιο ταχυτήτων που εμπλέκεται στη θέση του υβριδικού μηχανισμού υψηλής ταχύτητας. Όλα αυτά μπορεί να είναι αρκετά πειστικά για να δείξουν την ανάγκη για κιβώτιο ταχυτήτων. Φυσικά, αν είναι δυνατόν με μεγάλο αριθμό ταχυτήτων - το γεγονός είναι ότι με χειροκίνητο έλεγχο απλά δεν θα είναι άνετο για τον οδηγό να έχει μεγάλο αριθμό και η τιμή θα αυξηθεί. Προς το παρόν, χειροκίνητα κιβώτια 7 σχέσεων όπως αυτά που υπάρχουν στην Porsche (με βάση το DSG) και τις Chevrolet Corvettes είναι αρκετά σπάνια.

Όλα ξεκινούν με αλυσίδες και ζώνες

Έτσι, διαφορετικές συνθήκες απαιτούν ορισμένες τιμές της απαιτούμενης ισχύος ανάλογα με την ταχύτητα και τη ροπή. Και σε αυτήν την εξίσωση, η ανάγκη για αποτελεσματική λειτουργία του κινητήρα και μειωμένη κατανάλωση καυσίμου, εκτός από τη σύγχρονη τεχνολογία του κινητήρα, η μετάδοση γίνεται ολοένα και πιο σημαντική πρόκληση.

Φυσικά, το πρώτο πρόβλημα που προκύπτει ξεκινά - στα πρώτα επιβατικά αυτοκίνητα, η πιο κοινή μορφή κιβωτίου ταχυτήτων ήταν μια αλυσίδα, δανεισμένη από ποδήλατο ή μια κίνηση ιμάντα που ενεργούσε σε τροχαλίες ιμάντα διαφορετικών διαμέτρων. Στην πράξη, δεν υπήρξαν δυσάρεστες εκπλήξεις στην κίνηση με ιμάντα. Όχι μόνο ήταν τόσο θορυβώδες όσο οι συνεργάτες της αλυσίδας, αλλά δεν μπορούσε επίσης να σπάσει δόντια, κάτι που ήταν γνωστό από τους πρωτόγονους μηχανισμούς ταχυτήτων που οι οδηγοί εκείνη την εποχή αποκαλούσαν «μαρούλι μετάδοσης». Από τις αρχές του αιώνα, έχουν πραγματοποιηθεί πειράματα με τη λεγόμενη «οδήγηση τροχού τριβής», η οποία δεν έχει συμπλέκτη ή γρανάζια και χρησιμοποιεί Nissan και Mazda στα σπειροειδή κιβώτια ταχυτήτων τους (που θα συζητηθεί αργότερα). Ωστόσο, οι εναλλακτικές λύσεις για τους τροχούς μετάδοσης είχαν επίσης ορισμένα σοβαρά μειονεκτήματα - οι ιμάντες δεν μπορούσαν να αντέξουν τα παρατεταμένα φορτία και τις αυξανόμενες ταχύτητες, γρήγορα χαλαρώθηκαν και σχίστηκαν και τα "μαξιλάρια" των τροχών τριβής υποβλήθηκαν σε πολύ γρήγορη φθορά. Σε κάθε περίπτωση, λίγο μετά την αυγή της αυτοκινητοβιομηχανίας, τα γρανάζια έγιναν απαραίτητα και παρέμειναν η μόνη επιλογή σε αυτή τη φάση για τη μετάδοση της ροπής για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα.

Η γέννηση μιας μηχανικής μετάδοσης

Ο Λεονάρντο ντα Βίντσι σχεδίασε και κατασκεύασε οδοντωτούς τροχούς για τους μηχανισμούς του, αλλά η παραγωγή ισχυρών, λογικά ακριβών και ανθεκτικών οδοντωτών τροχών έγινε δυνατή μόνο το 1880 χάρη στη διαθεσιμότητα κατάλληλων μεταλλουργικών τεχνολογιών για τη δημιουργία χάλυβα υψηλής ποιότητας και μηχανημάτων επεξεργασίας μετάλλων. σχετικά υψηλή ακρίβεια εργασίας. Οι απώλειες τριβής στα γρανάζια μειώνονται σε μόλις 2 τοις εκατό! Αυτή ήταν η στιγμή που έγιναν απαραίτητα ως μέρος του κιβωτίου ταχυτήτων, αλλά το πρόβλημα παρέμεινε στην ενοποίηση και την τοποθέτησή τους στο γενικό μηχανισμό. Ένα παράδειγμα καινοτόμου λύσης είναι το Daimler Phoenix του 1897, στο οποίο γρανάζια διαφόρων μεγεθών «συναρμολογήθηκαν» σε ένα πραγματικό, σύμφωνα με τη σημερινή κατανόηση, ένα κιβώτιο ταχυτήτων, το οποίο, εκτός από τέσσερις ταχύτητες, διαθέτει και αντίστροφη σχέση. Δύο χρόνια αργότερα, η Packard έγινε η πρώτη εταιρεία που χρησιμοποίησε τη γνωστή τοποθέτηση του μοχλού ταχυτήτων στα άκρα του γράμματος "H". Στις επόμενες δεκαετίες, τα γρανάζια δεν ήταν πια, αλλά οι μηχανισμοί συνέχισαν να βελτιώνονται στο όνομα της ευκολότερης εργασίας. Ο Carl Benz, ο οποίος εξόπλισε τα πρώτα του αυτοκίνητα παραγωγής με πλανητικό κιβώτιο ταχυτήτων, κατάφερε να επιβιώσει από την εμφάνιση των πρώτων συγχρονισμένων κιβωτίων που δημιουργήθηκαν από την Cadillac και τη La Salle το 1929. Δύο χρόνια αργότερα, οι συγχρονιστές χρησιμοποιούνταν ήδη από τις Mercedes, Mathis, Maybach και Horch, και στη συνέχεια ένα άλλο Vauxhall, Ford και Rolls-Royce. Μια λεπτομέρεια - όλα είχαν μια μη συγχρονισμένη πρώτη ταχύτητα, η οποία ενόχλησε πολύ τους οδηγούς και απαιτούσε ιδιαίτερες δεξιότητες. Το πρώτο πλήρως συγχρονισμένο κιβώτιο ταχυτήτων χρησιμοποιήθηκε από την αγγλική Alvis Speed ​​Twenty τον Οκτώβριο του 1933 και δημιουργήθηκε από τη διάσημη γερμανική εταιρεία, η οποία εξακολουθεί να φέρει το όνομα "Gear Factory" ZF, την οποία θα αναφέρουμε συχνά στην ιστορία μας. Μόλις στα μέσα της δεκαετίας του 30 άρχισαν να εγκαθίστανται συγχρονιστές σε άλλες μάρκες, αλλά σε φθηνότερα αυτοκίνητα και φορτηγά, οι οδηγοί συνέχιζαν να παλεύουν με το μοχλό ταχυτήτων για να κινούνται και να αλλάζουν ταχύτητες. Στην πραγματικότητα, μια λύση στο πρόβλημα αυτού του είδους ταλαιπωρίας αναζητήθηκε πολύ νωρίτερα με τη βοήθεια διαφόρων δομών μετάδοσης, με στόχο επίσης τη συνεχή σύνδεση ζευγών ταχυτήτων και τη σύνδεσή τους με τον άξονα - την περίοδο από το 1899 έως το 1910, De Dion Bouton ανέπτυξε μια ενδιαφέρουσα μετάδοση στην οποία τα γρανάζια είναι συνεχώς δικτυωμένα και η σύνδεσή τους με τον δευτερεύοντα άξονα πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας μικρούς συνδέσμους. Ο Panhard-Levasseur είχε παρόμοια ανάπτυξη, αλλά στην ανάπτυξή τους, τα μόνιμα εμπλεκόμενα γρανάζια συνδέθηκαν σταθερά με τον άξονα χρησιμοποιώντας πείρους. Οι σχεδιαστές, φυσικά, δεν σταμάτησαν να σκέφτονται πώς να διευκολύνουν τους οδηγούς και να προστατεύουν τα αυτοκίνητα από περιττές ζημιές. Το 1914, οι μηχανικοί της Cadillac αποφάσισαν ότι θα μπορούσαν να αξιοποιήσουν τη δύναμη των τεράστιων κινητήρων τους και να εξοπλίσουν τα αυτοκίνητα με ρυθμιζόμενη τελική κίνηση που θα μπορούσε να αλλάξει ηλεκτρικά και να αλλάξει την σχέση μετάδοσης από 4,04: σε 2,5: 1.

Οι δεκαετίες του '20 και του '30 ήταν μια εποχή απίστευτων εφευρέσεων που αποτελούν μέρος της συνεχούς συσσώρευσης γνώσης με τα χρόνια. Για παράδειγμα, το 1931, η γαλλική εταιρεία Cotal δημιούργησε ένα ηλεκτρομαγνητικά μετατοπισμένο χειροκίνητο κιβώτιο ταχυτήτων ελεγχόμενο από ένα μικρό μοχλό στο τιμόνι, το οποίο, με τη σειρά του, συνδυάστηκε με ένα μικρό μοχλό ρελαντί τοποθετημένο στο πάτωμα. Αναφέρουμε το τελευταίο χαρακτηριστικό γιατί επιτρέπει στο αυτοκίνητο να έχει ακριβώς τόσες ταχύτητες εμπρός όσες υπάρχουν τέσσερις ταχύτητες όπισθεν. Εκείνη την εποχή, γνωστές μάρκες όπως οι Delage, Delahaye, Salmson και Voisin ενδιαφέρθηκαν για την εφεύρεση της Kotal. Εκτός από το προαναφερθέν περίεργο και ξεχασμένο "πλεονέκτημα" πολλών σύγχρονων πισωκίνητων ταχυτήτων, αυτό το απίστευτο κιβώτιο ταχυτήτων έχει επίσης την ικανότητα να "αλληλεπιδρά" με έναν αυτόματο επιταχυντή Fleschel που αλλάζει ταχύτητες καθώς πέφτει η ταχύτητα λόγω του φορτίου του κινητήρα και είναι στην πραγματικότητα μια από τις πρώτες προσπάθειες αυτοματοποίησης της διαδικασίας.

Τα περισσότερα αυτοκίνητα της δεκαετίας του '40 και του '50 είχαν τρία γρανάζια, επειδή οι κινητήρες δεν ανέπτυξαν περισσότερες από 4000 σ.α.λ. Με την αύξηση των στροφών, της ροπής και των καμπυλών ισχύος, οι τρεις ταχύτητες δεν κάλυπταν πλέον το εύρος στροφών. Το αποτέλεσμα είναι μια δυσαρμονική κίνηση με χαρακτηριστικό "εκπληκτικό" γρανάζι κατά την ανύψωση και υπερβολική πίεση όταν μετακινείται σε χαμηλότερο. Η λογική λύση στο πρόβλημα ήταν η μαζική αλλαγή σε ένα τετρατάχυτο κιβώτιο ταχυτήτων στη δεκαετία του '60 και τα πρώτα πεντατάχυτα κιβώτια στη δεκαετία του '70 ήταν ένα σημαντικό ορόσημο για τους κατασκευαστές που σημείωσαν με υπερηφάνεια την παρουσία ενός τέτοιου κιβωτίου ταχυτήτων μαζί με την εικόνα του μοντέλου στο αυτοκίνητο. Πρόσφατα, ο ιδιοκτήτης ενός κλασικού Opel Commodore μου είπε ότι όταν αγόρασε το αυτοκίνητο, ήταν σε 3 ταχύτητες και ήταν κατά μέσο όρο 20 l / 100 km. Όταν άλλαξε το κιβώτιο ταχυτήτων σε κιβώτιο τεσσάρων ταχυτήτων, η κατανάλωση ήταν 15 l / 100 km, και αφού τελικά πέτυχε πέντε ταχυτήτων, το τελευταίο έπεσε στα 10 λίτρα.

Σήμερα, σχεδόν δεν υπάρχουν αυτοκίνητα με λιγότερα από πέντε γρανάζια και έξι ταχύτητες γίνονται ο κανόνας σε υψηλότερες εκδόσεις συμπαγών μοντέλων. Η έκτη ιδέα στις περισσότερες περιπτώσεις είναι μια ισχυρή μείωση της ταχύτητας σε υψηλές στροφές, και σε ορισμένες περιπτώσεις, όταν δεν είναι τόσο μεγάλη και η μείωση της ταχύτητας μειώνεται κατά τη μετατόπιση. Τα κιβώτια πολλαπλών σταδίων έχουν ιδιαίτερα θετική επίδραση στους κινητήρες ντίζελ, οι μονάδες των οποίων έχουν υψηλή ροπή, αλλά σημαντικά μειωμένο εύρος λειτουργίας λόγω της θεμελιώδους φύσης του κινητήρα ντίζελ.

(ακολουθώ)

Κείμενο: Georgy Kolev