Техника драйва. Часть 1. На новом автомате
Иногда выражение «галопом по европам» становится реальностью. Вот и сейчас: в обед прилетели в Германию, а вечером следующего дня уже возвращались в Москву. Позади были: пресс-конференция, осмотр электромобилей, гибридов и традиционных авто с новейшими агрегатами и системами, а также более десятка тест-драйвов. Гвоздем программы стал Range Rover Evoque с новой 9-ступенчатой АКПП.
Этот парад технологий организовала корпорация ZF. Международный автосалон во Франкфурте не за горами, рассудили в компании. А современный автомобиль – это в первую очередь новейшие технологи и компоненты. Надо показать их автомобильной прессе. И показали, благо было чего – как известно, бедностью разработок ZF не страдает. Вот краткий перечень предъявленного:
• электропривод для легковых автомобилей;
• гибридные компоненты, экономичная электрификация автомобиля;
• технологии снижения массы «От педали тормоза до шасси»;
• запуск в серию 9-ступенчатой автоматической коробки передач;
• первый электронный блок управления для 9-ступенчатой АКПП;
• второе поколение 8-ступенчатой АКПП;
• новая система полного привода ECOnnect «Экономия за счет отключения»;
• активные опоры двигателя;
• инновации в сфере шасси и рулевого управления: управляемая «корма» автомобиля, CDC от ZF – электронное демпфирование для всех категорий транспортных средств; электроусилитель рулевого управления для комфортного вождения;
• ZF в автоспорте: техника привода и шасси на пути к новым рекордам;
И всё это под девизом «Техника для всех классов легковых автомобилей из одних рук». И под экологическим флагом уменьшения расхода топлива и снижения выбросов СО2. От каждого агрегата, узла, системы понемногу – а суммарный эффект получается ощутимый, особенно при массовом внедрении.
Да, есть что рассказать. Начнем, пожалуй, со знакомой темы – 9–ступенчатой коробки, далее 9HP. Впервые о ней мы писали весной 2012 года. Но тогда это был проект, перспектива, воплощенный в металле опытный образец. Прошло совсем немного времени – и вот первая в мире «девятиступка» запускается в серию.
Ее ждали
Все знают 8-ступенчатую АКПП от ZF, она же 8HP. Прекрасный агрегат, да вот беда: он подходит лишь для продольного расположения двигателя и заднего привода. И для полного, если добавить раздаточную коробку.
А что автомобили с поперечным расположением двигателя и передним приводом? Им тоже нужна современная многоступенчатая коробка – как никак таких машин в мире 75%. Какой колоссальный рынок!
Но есть у этих автомобилей особенность – как правило, очень тесное подкапотное пространство. Вы туда с новой сложной коробкой, а из-под капота отвечают: «Ваше место занято, ищите другие возможности».
И что вы думаете? Инженеры ZF эти возможности нашли. В отличие от длинной сигарообразной 8HP новая коробка выглядит этаким колобком – что вдоль, что поперек, всё едино. Аккуратная, компактная. Бери и ставь хоть на малолитражку, хоть на SUV. И ступень лишняя добавилась, теперь их уже не восемь, а девять.
По данным производителя, в сравнении с традиционной 6-ступенчатой АКПП (тоже «поперечной») экономия топлива у 9HP достигает 16%. Давайте посмотрим – за счет чего?
Во-первых, за счет более высокого общего передаточного числа, равного 9,81. Во-вторых, за счет увеличения числа передач. Девять ступеней оптимизируют обороты, ненавязчиво переводя двигатель в экономичный режим. Простой пример: при движении на 9-й передаче на скорости 120 км/ч частота вращения коленчатого вала двигателя не превышает 2170 об/мин. А вот у 6-ступенчатой «сестрички» этот показатель составляет 2890 об/мин.
Девять передач в новой коробке обеспечиваются четырьмя комплектами шестерен и шестью переключающими устройствами. Компоновка этих узлов и деталей в корпусе коробки оказалась задачей непростой. Но конструкторы нашли выход, расположив комплекты шестерен не вдоль, а в шахматном порядке. А для переключения использовали кулачковый механизм с гидроприводом – он обладает более высоким КПД и не требует увеличения габаритов коробки.
Высокий КПД здесь вот откуда: многодисковому механизму переключения в разомкнутом положении вредят высокие моменты инерции – они-то и вызывают потери мощности. А у кулачкового переключателя такие потери весьма малы.
Для обеспечения плавности разгона в 9HP задействован гидротрансформатор. Гидравлические потери минимизируются ступенчатым гасителем крутильных колебаний, что дополнительно снижает расход топлива.
А вот комфорт становится ощутимее! И вообще, 9-ступенчатая новинка дарит упоительное чувство «слияния с автомобилем», поскольку в систему /2 управления заложено быстрое переключение за порогом человеческого восприятия. В этом автор убедился лично, протестировав Range Rover Evoque с новой 9HP – как на автодроме в Шлюссельфельде, так и на окрестных холмах.
Коробку можно настраивать, задавая разнообразные режимы движения: комфортный, экономичный, спортивный. По данным разработчиков, эти качества уже высоко оценили потребители из США и азиатских стран.
Как и 8-ступенчатая «старшая сестра», 9HP имеет модульную конструкцию. Это дает возможность расширения функций трансмиссии. Как уже говорилось, у автомобилей с передним приводом и поперечным расположением мотора очень тесное компоновочное пространство – и под капотом, и в зоне передней оси. Тем не менее 9HP адаптируется и «под гибрид», и под полный привод, и под функцию «старт-стоп».
Например, для привода на все колеса можно установить дополнительную раздаточную коробку. А еще конструкторами ZF разработан уникальный автоматически подключаемый полный привод ECOnnect. Эта система задействует задние колеса только при необходимости, экономя до 5% топлива в сравнении с режимом постоянного полного привода.
Итак, резюмируем. Благодаря модульности и открытой архитектуре новая 9-ступенчатая коробка может легко встраиваться в любые существующие компоновки автомобиля. В том числе и в перспективные конструкции. Все это делает 9HP особенно привлекательной для автопроизводителей.
Впрочем, они ее уже оценили: в 2013 году компания Land Rover начнет установку 9HP на Range Rover Evoque. А Chrysler Group запустит процесс лицензирования 9-ступенчатой коробки для установки на новый Jeep Cherokee.
Коробка 9HP будет производиться на новом заводе в городе Грей Корт (штат Южная Каролина). Инвестиции в это предприятие составили 430 млн долл.
Сами сделали – сами управляем
При проектировании 9HP инженеры ZF отказались от привычного для 8-ступенчатой коробки модуля Mechatronik, состоящего из электронного блока управления (EGS) и блока управления датчиками и исполнительными механизмами. Они создали новый оригинальный EGS, который монтируется на верхней части корпуса отдельно от гидравлического механизма переключения.
Получилось аккуратно и весьма компактно, но это еще не все! При необходимости производительность нового блока управления можно увеличить на 30%. Иными словами, 9HP создана «с запасом», ее функции можно наращивать – например, дополнить опцией электронного переключения передач Shift-by-wire.
Программное и аппаратное обеспечение системы электронного переключения 9HP разрабатывалось сотрудниками отделений ZF в Ауэрбахе и Фридрихсхафене. А само изделие запущено в производство на предприятии ZF в мексиканском городе Хуарес в начале 2013 года.
Из Хуареса блоки управления проследуют на уже упоминавшийся завод ZF в уже городе Грей Корт, где и будет осуществляться полная сборка коробки 9HP.
Сегодня среди сотрудников концерна ZF Friedrichshafen AG насчитывается в общей сложности 1000 инженеров-программистов. В будущем эта цифра будет расти, поскольку потенциал активных электронных систем управления огромен – только работай. Электрические и гибридные приводы, ходовая, рулевое управление для легковых и коммерческих автомобилей, дорожной и строительной техники – вот далеко не полный список сфер приложения интеллектуальных усилий программистов и электронщиков ZF.
8HP – поколение NEXT
В последнее десятилетие лет спрос на современные автоматические коробки передач для легковых автомобилей существенно вырос. Почему бы и нет – динамика, комфорт, топливная экономичность нравятся всем. Идя навстречу потребителю, компания ZF решила модернизировать свою знаменитую 8-ступенчатую коробку. Впрочем, дело не только в потребителе. Оказывается, и в экологии тоже...
По прогнозам ZF, в 2025 году доля автомобилей с ДВС и гибридной трансмиссией будет составлять не менее 85%. Однако к тому времени подоспеет новое ужесточение требований к составу отработавших газов. Поэтому для уменьшения потребления топлива и снижения выбросов CO2 необходима не только модернизация двигателей, но и более эффективные коробки передач. На решение этих задач и была нацелена работа инженеров ZF при создании 8HP второго поколения.
В новой модели 8-ступенчатой АКПП, серийное производство которой начнется с июля 2014 года, потери мощности стали еще меньше. Инженерам ZF удалось снизить моменты инерции и оптимизировать число оборотов (так называемый принцип «downspeeding»), а также расширить диапазоны передаточных чисел. Свою лепту внесло и понижение рабочего давления с 5 до 3,5 бар.
В результате новая АКПП 8HP способна сократить расход топлива еще на 3% – и это без учета возможности использования функции «старт-стоп». А в распоряжении автомобильных концернов оказался новый агрегат, позволяющий заявить о дополнительных экологических преференциях своих автомобилей.
Москва – Франкфурт-на-Майне – Шлюссельфельд – Москва
