Автоматические трасмиссии мотоцикла: ПОЛВЕКА СПОРОВ

автоматическая трансмиссия мотоциклов

Управление мотоциклом чем-то напоминает полет на метле: изволь поддерживать равновесие, на до¬рогу вперед смотреть… Дело плевое, но если приходится еще и производить какие-то манипуляции с органами управления, то слабые умы моментально «зависают», как древний Pentium после инсталляции пиратской Windows Vista.

Можно охаивать процесс переключения передач и иначе. Вообразите: вы катите на роскошном турере, наслаждаетесь музыкой из динамиков, в полном кайфе и расслабухе… Вдруг загорается красный сигнал светофора, и приходится панически производить кучу выжимов-переключений… Нет, не царское это дело!

У противников автоматизации свои аргументы. Во-первых, всякая попытка внедрить автоматику неизбежно приводит к падению динамики: исполнительные механизмы нерасторопны, они отнимают драгоценные л.с. Во-вторых, всякую попытку облепить процесс управления традиционалисты объявляют крамольным посягательством на основы кайфа. Который, по их мнению, в том и состоит, что мотоциклист находится в максимальном контакте с машиной, окружающим миром и держит все под своим тотальным контролем.

Этих туристов перенести бы на сто лет назад! Вот когда контакт и контроль были действительно полными. Их не омрачали мягкие подвески (коих не существовало), процесс управления был обогащен еще и постоянным манипулированием с опережением зажигания, зато переключение передач и выжим сцепления совсем не мешали наслаждаться поездкой — поскольку эти агрегаты трансмиссии тоже отсутствовали как класс. Разгоняешь мотоцикл с толкача, запрыгиваешь в седло (если успеешь) при первых вспышках в цилиндрах и — вперед! А если придется остановиться? Ну, тогда… глушишь двигатель — и все сначала. И не обзывайте мотоциклистов той поры утонченными мазохистами, ведь светофоры тогда еще не изобрели, а о дорожных пробках слыхом не слыхивали.

ИЩИ ДУРАКОВ… Прогресс вечно ломает кайф. Рост мощности моторов (и, главным образом, их форсировка) вызвал сужение рабочего диапазона, что привело к необходимости изменения передаточного отношения. Вместе с коробками передач в конструкции мотоцикла появились сцепления, кикстартеры… И к началу 20-х годов прошлого века схема мотоциклетной трансмиссии в общем уже устоялась (в общем — потому что тогда передачи переключали рукой, а сцепление выжимали ногой… Ну это так, технические мелочи, из тех, что на чертежах идут примечанием № 18: «Для модернизации изделия «Танк» до изделия «Пылесос» доработать по месту напильником»).
Прошло не так много лет, и пытливые умы (в интерпретации злопыхателей: «ленивые руки-ноги») задумались: нельзя ли хоть выжим сцепления того… автоматизировать? И в 1933 году в Англии появился технический шедевр под обозначением BSA 500FF, где «FF» означало: fluid flywheel, дословно — «жидкий маховик». Из названия разве поймешь, что это? Все равно как «газообразная яичница». Но нет, то была гидромуфта, по устройству напоминающая разрезанный вдоль полый бублик с лопастями внутри. Когда одна половинка разгонится, поток жидкости увлекает во вращение и вторую. Чтобы представить процесс, вообразите вентилятор, который гонит поток воздуха на расположенный перед ним пропеллер. Когда вентилятор машет лопастями еле-еле, пропеллер неподвижен — муфта разомкнута. В мотоцикле BSA с гидромуфтой была соединена 3-ступенчатая коробка передач. Но не простая, а с преселектором — устройством для предварительного выбора передачи. Водитель заранее рычагом на руле выбирал передачу, которую ему предстоит включить. То есть ему необходим был некоторый дар предвидения настающего, а переключение происходило при нажатии на педаль.

мотоцикл BSA 500FF c автоматической трансмиссией

Все это работает гораздо проще, чем можно судить по описанию, и в 30-е годы такая трансмиссия широко использовалась на городских автобусах и роскошных автомобилях Daimler (их выпускал тот же концерн, что делал и мотоциклы BSA — вот откуда конструкторы слизали эту замечательную идею). Но!.. Практически в любом хорошем деле есть изъян. У Daimler’a под капотом — мотор в четыре литра, а то и поболе. У BSA в восемь раз меньше, и со всеми этими наворотами система тупила нещадно, а стоила как хороший V-twin. И покупатели посоветовали изготовителям искать дураков в другом месте.

ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ СКУТЕРЫ. Другое место нашлось. Во второй половине 30-х годов США охватил скутерный бум. Десятки компаний бросились клепать смешные машинки, напоминающие табуретки на крохотных колесиках, и во всех использовались либо моторчики Cushman Husky, либо его клоны. Созданный в 20-е годы для «малой механизации» — всяких газонокосилок и бензопил — этот нижнеклапанный двигатель был оборудован автоматическим сцеплением, гениальным в своей простоте. К внутреннему барабану за один край крепятся колодки (примерно такие же, как в барабанном тормозе), второй край которых соединен с ним через пружины. При вращении внутреннего барабана под действием центробежной силы колодки расходятся и прижимаются к внешнему барабану, передавая ему момент. Система настолько эффективна, что пережила многие годы, и мы найдем ее внутри любого современного скутера.

Самое смешное в том, что создатели первых скутеров «не просекли фишку» и заставляли производителей моторов заменять такое сцепление на обычное, с принудительным выключением. Но вскоре дошло, что промахнулись, и к началу 40-х годов центробежное сцепление стало обычной принадлежностью скутера. Компания Salsbury шагнула дальше: в 1937 году представила скутер не только с автоматическим сцеплением, но и с клиноременным вариатором.

схемы трансмиссий

Чтобы освежить в памяти эту механику, посмотрите на схемы. Отмечу лишь, что в нашем представлении слова «вариатор» и «автомат» синонимы, но это не совсем так. Существуют и неавтоматические вариаторы, причем на мотоциклах их использовали еще до первой мировой войны — например, на британском Rudge Multi. Водитель изменял передаточное отношение при помощи рычага, связанного с ведущим шкивом, а многосложная система тяг одновременно сдвигала-раздвигала ведомый шкив. (История делает виток, и сейчас принудительное управление вариатором вновь входит в моду.)
Есть у вариатора еще одно достоинство. Давайте посмотрим, как его называют по-английски: Continously Variable Transmission, то есть «трансмиссия с непрерывным изменением (передаточного отношения)». В обычной трансмиссии поток мощности прерывается при переключениях передач, у вариатора он непрерывен. Для колесной машины это, может быть, не гак уж и важно, а для гусеничной… С точки зрения проходимости гусеница незаменима, но для ее перематывания требуется такое усилие, что стоит включить нейтраль — и машина останавливается. Трактору это по барабану, а быстроходному снегоходу — обидно. Вот почему чуть забегу вперед и отмечу, что в силу своей «непрерывности» вариатор — едва ли не единственный тип трансмиссии для снегоходов.

Вторую мировую войну пережили не многие американские производители скутеров, но выжившие вцепились в вариатор мертвой хваткой. Можно сказать, что этот узел стал отличительной чертой американской школы скутеростроения. Напомню, когда уже в 60-е годы свой скутер построил Harley-Davidson, то его создатели с гордостью предъявили миру вариатор (попутно замечу, что еще и пластиковую облицовку — это плюс! — в дизайне аля большой холодильник… Скажете — минус?.. Ну это как посмотреть! Взгляните, как выглядят некоторые ультрамодные скутеры).

разные вариаторы скутеров

  1. Схема центробежного автоматического сцепления барабанного типа: а — внутренний барабан; б — колодки; в — внешний барабан.
  2. Сцепление силового агрегата Piaggio MASTER с пятью колодками.
  3. Современный скутерный клиноременный вариатор: а — ведущий шкив; б — ведомый шкив; в — клиновой ремень; г — центробежное сцепление.

МОПЕДУ — ВАРИАТОР, СКУТЕРУ — ГИДРО.

французские мопеды с вариатором и авто-трансмиссиейА вот в Европе 40-50-х годов вариатор на скутере (впрочем, здесь правильнее использовать принятый тогда термин «мото-роллер») не прижился. Видимо, подсознательно европейцы жаждут от 2-колесной машины спортивности (Боже, они и на мотороллерах гонялись — участвовали в «Шестидневке FIM» и ставили рекорды скорости!) и ради динамики готовы лишний раз дрыгнуть ножкой (или ручкой: с легкой руки — пардон за каламбур — создателя Vespa Коррадино д’Асканио на многих мотороллерах переключали скорости вращающейся левой рукояткой руля). Так что европейские скутеры той героической эпохи с вариатором — птица редкая: это немецкий DKW Hobby (и его лицензионные копии) и британский Triumph Tina.

первые скутера 40 годов

Зато французы-мопедисты в 50-е годы приняли эту схему на ура. Рекламы запестрели фразами типа «мопед, который думает за вас сам»… Кстати, конструкторам пришлось решать непростую задачу: ведь мопед запускается с ходу велосипедными педалями, а центробежное сцепление передает момент только в одну сторону. Пришлось изобрести систему с двумя центробежными сцеплениями: второе пере-давало момент на коленвал от заднего колеса. Интересно, что ведомый шкив вариатора у мопедов французской школы не-раздвижной: когда ремень переходит на большой радиус ведущего шкива, для компенсации изменяется расстояние между шкивами. Для этого двигатель подвешен к раме за верхнюю точку крепления, а снизу подпружинен.

разные трансмиссии скутеровКонструкторы Peugeot поначалу сделали по-своему — разработали «порошковое» сцепление. В нем внутренний волнообразный диск и наружный барабан входили в сцепление друг с другом посредством металлического порошка: при вращении его отбрасывало к периферии. Шкивы вариатора заставляли сжиматься не традиционные грузики, а металлическая дробь… По вскоре поняли: нечего выпендриваться — и восприняли «общефранцузскую схему».

Двухступенчатая автоматическая коробка передач мопеда Jawa 210 Automatic

Двухступенчатая автоматическая коробка передач мопеда Jawa 210 Automatic: а — первичное центробежное сцепление; б — центробежное сцепление второй (прямой) передачи; в — шестерни первой передачи; г — муфта свободного хода; д — звездочка главной передачи.

Среднеевропейская конструкторская школа (Германия-Австрия-Бенилюкс-Чехия) пошла по другому пути. Ее столпы разработали ступенчатую автоматическую КП: высшие передачи включались дополнительными центробежными сцеплениями, отрегулированными на более высокие обороты, а при этом низшие передачи отключались муфтами свободного хода.

Оборудованный гидротрансформатором мотороллер Ducati Cruiser, 1952 год

Оборудованный гидротрансформатором мотороллер Ducati Cruiser, 1952 год

В Италии, которая после войны превратилась в страну мотороллеров, конструкторы компании Ducati решили создать самый роскошный скутер. Модель Cruiser 1952 года оснастили гидротрансформатором. Чем это устройство отличается от уже известной нам гидромуфты? Наличием третьего, реакторного колеса: в нем особым образом спрофилированные лопасти, изменяя направление потока жидкости, вновь устремляют его от турбинного к насосному колесу. Понятное дело, скорость потока замедляется в силу возросшего сопротивления, однако величина крутящего момента возрастает. Следовательно, изменяется передаточное отношение. На высоких скоростях, когда такая помощь становится помехой, реакторное колесо специальной муфтой блокируется и вращается вместе с насосным — и передаточное число становится равным единице.

Трансмиссия мотороллера Ducati Cruiser:

Трансмиссия мотороллера Ducati Cruiser: на высоких оборотах грузы «б» под действием центробежной силы замыкают муфту сцепления «в», заставляющего реакторное колесо гидротрансформатора «а» вращаться совместно с насосным. При этом потери минимальны, а передаточное число равно единице.

Трансмиссия такого типа потому называется гидродинамической, потому что крутящий момент в ней передается за счет кинетической энергии потока жидкости. Существует и другой тип — гидростатическая трансмиссия. В ней момент передается за счет давления жидкости. Самый распространенный тип такой передачи — ряд поршней, за-крепленных на подвижной шайбе и входящих в «обойму» цилиндров. Перекашивая шайбу, при её вращении удается изменять передаваемый момент. Подобные устройства встроены и в колеса, только в них они служат не насосами, а гидромоторами. Такая трансмиссия широко используется в строительной и сельскохозяйственной технике. Что сразу заставляет заподозрить: за малые размеры и массу гидростатическую трансмиссию не похвалишь. К тому же высокое давление в системе заставляет  прибегать к сложным, а значит, и дорогим уплотнениям.

схема гидростатической трансмиссии

Эти изъяны решил преодолеть итальянский инженер Бадалини: он объединил гидронасос и гидромотор в одном таком же компактном корпусе, в каком помещается и традиционная мотоциклетная трансмиссия. Вот что интересно: Бадалини разрабатывал этот агрегат для итальянской MV Agusta, но на серийной мототехнике итальянцы эту систему так и не применили. Зато патент купили японцы из Honda и в начале 60-х применили конструкцию в скутерах Honda Juno.

первые скутеры с гидростатической трансмиссией1. Honda Juno M85 1962 года -первый скутер с гидростатической трансмиссией

2.Fuji Rabbit Superflow 1968 года — мотороллер с гидротрансформатором. Сейчас компания Fuji Heavy Industries выпускает автомобипи Subaru, а тогда была одним из крупнейших в мире производителей скутеров.

Да и вообще гидротрансмиссии в ту пору полюбились японским конструкторам. Правда, в Yamaha и Fuji отдали предпочтение более привычному гидротрансформатору. Если сложные и дорогие Yamaha SCI и Honda Juno не имели успеха у покупателей, то Fuji Superflow (в котором для удешевления вообще отказались от коробки передач) выпускался в больших количествах и даже экспортировался в США……….продолжение следует

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

 
1 012