ТРАНСМИССИЯ.

Все о трансмиссии в тюнинге

КАЗАЛОСЬ бы, все просто: хочешь динамики — „заряжай“ мотор, увеличивай развиваемую им максимальную мощность.Здесь любой мало-мальски подкованный тюнингер выложит вам целый ворох рецептов. Можно „распилить“ цилиндры и увеличить ход поршня — вырастет рабочий объем. Можно улучшить наполнение, облагораживая форму впускных и выпускных каналов и подбирая оптимальные фазы газораспределения. В конце концов, можно оборудовать двигатель наддувом или пресловутым нитросом…

Но здесь есть один момент, который,возможно, многих разочарует. Дело в том, что максимальная мощность (та самая цифра, которую производители с гордостью указывают в технических данных автомобиля) на его динамические характеристики влияет в самую последнюю очередь! Почему? Потому, что двигатель отдает свой „максимум“ при строго определенном сочетании внешних условий. Во-первых, он должен работать на совершенно определенных оборотах. Поэтому, говоря о мощности, обязательно указывают частоту вращения, при которой мотор ее отдает: если в паспорте написано, что двигатель развивает, к примеру, 333 л.с. при 6000 об/мин, то при 5800 или 6200 об/мин будет уже меньше.

Второе важное условие, которое не всегда выполняется при обычной езде, —полная нагрузка, то есть до конца открытая дроссельная заслонка. Разгоняться с полностью открытым дросселем — не проблема. А вот достичь сочетания обоих условий (а значит, получить от мотора максимум мощности)можно лишь в течение одного почти неуловимого мгновения, когда стрелка тахометра окажется напротив заветной цифры.

„Конечно, мощность при разгоне —не главное,— подумают некоторые. — Здесь куда важнее максимальный крутящий момент“. Отнюдь. Наибольший момент, как и пиковая мощность, достигается только при строго определенных оборотах, и при разгоне этот режим оказывается столь же кратковременным. Так вот, для того чтобы автомобиль был резвым, необходимы не просто высокая мощность и момент. Желательно еще, чтобы отдача мотора оставалась высокой во всем диапазоне оборотов. А главная проблема в том, что у двигателей внутреннего сгорания, особенно высокофорсированных, достичь этого невероятно трудно. И получается, что по-настоящему динамичным часто оказывается автомобиль, который имеет пусть и не самым мощный, зато работающий большую часть времени в наивыгоднейших режимах двигатель.

Что это за режимы такие? Забегая вперед, вспомним так назваемую внешнюю скоростную характеристику двигателя — ту самую, которую снимают на стенде при полностью открытом дросселе. В принципе, она довольно точно отражает работу мотора при интенсивном разгоне с „педалью в полу“. Cначала по мере роста оборотов крутящий момент и мощность плавно растут. Дальше при определенной частоте вращения (для „среднего“ двигателя это 3500-4500 об/мин) момент достигает своего максимума и начинает плавно падать. Но мощность (она пропорциональна произведению текущего крутящего момента на частоту вращения) продолжает увеличиваться —обороты-то растут! В конечном итоге их рост перестает компенсировать падение крутящего момента, и мощность также начинает уменьшаться — дальше „крутить“ двигатель еще можно (ограничитель сработает чуть позже), но бесполезно.

Практическая польза от знания характера конкретного мотора вот в чем.Оказывается, что если водителю удается постоянно удерживать стрелку тахометра в промежутке от оборотов максимального момента до оборотов максимальной мощности, то разгон получится наиболее интенсивным.А почему, упомянув о внешней скоростной характеристике, я оговорился, что мы немного опережаем события — разве она не имеет отношения к динамике? Имеет, и еще какое. Но о двигателях и методах повышения их мощности — чуть позже. А сегодня мы вспомним об агрегатах, которые позволяют этой мощностью правильно распорядиться. То есть о трансмиссии.
РЯДовая АРИФМЕТИКА

Итак, для наилучшей разгонной динамики трансмиссия должна позволять мотору как можно дольше работать в „правой“ зоне шкалы тахометра. В принципе, добиться этого несложно: нужно лишь, чтобы передаточные числа каждой из передач были близки друг к другу. Тогда при переключении „вверх“ обороты упадут не намного, мотор вновь окажется „в моменте“ и сможет резво ускорять автомобиль. „Близкие“ ступени коробки помогут и при переключении „вниз“: даже на относительно высокой скорости в случае необходимости можно смело включить пониженную передачу и сделать разгон более интенсивным, не рискуя при этом выскочить в красную зону на тахометре.

Конечно, конструкторы серийных автомобилей знают об этом не хуже нас с вами. Но ряды передаточных чисел стандартных коробок нередко имеют огромные „дыры“ между соседними ступенями. Например, самый характерный дефект коробки передач вазовских „девяток“ и „десяток“ — износ синхронизатора второй передачи. А возникает он в том числе из-за того, что там велика разница между передаточными числами первой и второй ступеней, и синхронизатору приходится уравнивать резко отличающиеся угловые скорости первичного и вторичного валов. Достается и водителю: чтобы обеспечить автомобиль сколько-нибудь приемлемым запасом тяги после переключения на вторую передачу, нужно еще на первой, выслушивая рев мотора, хорошенько его „выкрутить“.

Понятно, вазовские инженеры подобрали такой ряд не со зла и не от хорошей жизни. Ведь „гражданский“ автомобиль должен иметь не только приемлемую динамику, но и удовлетворять многим другим требованиям. Во-первых, он обязан уверенно развивать максимальную скорость, доступную для мотора данной мощности. Для этого передача, на которой он ее достигает, должна быть достаточно „длинной“, с малым передаточным отношением. Во-вторых, автомобиль должен уверенно трогаться с места на крутом подъеме с полной нагрузкой, а для этого требуются „короткие“ низшие передачи.
Очень серьезно осложняют жизнь конструкторам требования к экономичности и экологичности машин. Еще в семидесятых, во время нефтяного кризиса, в моду вошли повышающие „верхние“ ступени в коробках. Замысел был таким: максимальная скорость должна достигаться, к примеру, на четвертой передаче, а пятая получится как бы „сверхвысшей“ — для неспешного, экономичного движения без резких ускорений. Отголоски этого решения, совершенно неприемлемого для современных автомобилей с маленькими и „негибкими“ моторами, мы ощущаем на себе до сих пор. Например, пятая передача на тех же вазовских машинах оказывается абсолютно бесполезной: на ней автомобиль полностью лишается запаса тяги, необходимого для обгонов и перестроений. Экономия получилась призрачной, а вот динамика пострадала сильно.

Ведь на маломощных вазиках ряд передаточных чисел и без того „растянут“ без меры (для уверенного трогания с нагрузкой здесь требуется „короткая“ первая), так еще и жизненно необходимая для сближения ступеней „лишняя“ передача оказалась незадействованной.

Как с этим бороться? Выход один: сохранив корпус коробки (его переделка — слишком дорогое удовольствие), заново изготовить оригинальные валы и шестерни. Работа эта чрезвычайно трудоемкая, а потому недешевая. Где-нибудь в Америке на человека, желающего изменить передаточные числа стандартной трансмиссии своего “Мерседеса”, посмотрели бы как на помешанного. А для владельцев отечественных машин есть одно весьма приятное обстоятельство: в нашей стране опыт подобного рода переделок накоплен, и немалый. Здесь, как обычно, в авангарде выступили автоспортсмены: для ралли, для кросса и „кольца“ было разработано огромное количество самых разных рядов и главных пар — в первую очередь, для переднеприводных тольяттинских машин.

Чуть позже искусство создания уникальных агрегатов пошло в народ —на рынке появились многочисленные варианты тюнинговых трансмиссий для „восьмерок“, „девяток“ и „десяток“,разработанных с использованием спортивного опыта. Разных рядов нынче предлагается множество: „пятый“, „шестой“, „седьмой“, „восьмой“, „одиннадцатый“, „восемнадцатый“… Отличаются они, естественно,передаточными числами, а значит, и характером, который они сообщают автомобилю. Например, „восьмой“ и „двенадцатый“ ряд близки серийному и вкупе с серийными же или слегка форсированными моторами неплохо подходят для относительно неспешной езды. Совсем другое дело — „шестой“ и „седьмой“. Оба имеют шесть ступеней,прекрасно согласуются с самыми „заряженными“ двигателями и позволяют не просто динамично ездить, но и выступать в соревнованиях.
Несмотря на различия, все тюнинговые ряды строятся, в общем, по одному принципу. Низшие передачи здесь существенно „длиннее“, то есть более скоростные чем у серийных коробок. А высшие — наоборот, „короче“ и ближе друг к другу. Такой подбор передаточных чисел немного усложняет процесс трогания с места, зато потом поведение автомобиля меняется просто сказочным образом: уже на первой-второй, „выкрутив“ мотор до отсечки, можно разогнаться до скорости, где будут вполне уместны четвертая, пятая и даже шестая передачи! Ничуть не менее интересной становится и быстрая езда. Например,даже если пятая передача уже „в тонусе“,и обороты достаточно высоки, можно без проблем перейти даже не на четвертую, а сразу на третью ступень и сделать разгон еще более интенсивным.

Устанавливая в коробку новую „начинку“, следует лишь помнить, что не каждый ряд сможет нормально „уживаться“ с серийной главной передачей. Впрочем, здесь вариантов разработано тоже немало: в стандартный картер можно установить тюнинговые „пары“ с передаточным числом 4,33; 4,5; 4,7; 5,0, и даже 5,125. А еще можно установить так называемую короткую „кулису“, которая изменяет передаточное отношение привода переключения. Стоит это недорого, зато оперировать коробкой будет куда проще.

А есть ли варианты еще более экстремальные, нежели простая замена ряда? Оказывается, на российском рынке,как в Греции, есть все. За отдельную и весьма немалую (порядка 3000 долларов) плату желающим соберут самую настоящую гоночную кулачковую „шестиступку“. Такая коробка позволяет гонщикам переключаться без выжима сцепления и существенно сокращает время разгона. Но чтобы ездить на „кулачке“, одних только денег мало,нужно еще и уметь ей пользоваться. Да и шумит такая трансмиссия сильно —примерно как серийная без масла. Впрочем, бывают кулачковые коробки, которые не требуют специальных „гоночных“ навыков (правда, на отечественные машины их, к сожалению, не ставят).

Подобная система под фирменным названием SGSM разработана московской фирмой „Спортмобиль“ специально для автомобилей Mitsubishi Lanсer Evolution.Создана она на основе хьюландовской секвентальной коробки, которую часто ставят на полноприводные раллийные автомобили. А соль московской конструкции — в хитро организованном управлении двигателем: микропроцессорный „мозг“ фирмы Motec во время переключения передач независимо от водителя регулирует обороты двигателя. Причем делает это таким образом, что включение кулачковых муфт в коробке, несмотря на „замкнутое“ сцепление, происходит безо всяких толчков и ударов. Кстати, до сих пор мы ничего не говорили о сцеплении. Неужели с ним нет никаких проблем при тюнинге трансмиссий? Если речь идет об отечественных автомобилях, „заряженных“ без применения наддува, то можно сказать, что нет — 150-170 Нм крутящего момента, развиваемые лучшими тюнинговыми моторами на вазовских машинах, без проблем переваривает и стандартный механизм.

Можно разве что порекомендовать использование качественной „корзины“ и ведомого диска какой-нибудь надежной фирмы — например, Valeo. А вот с чем проблемы действительно бывают, так это с дифференциалами…
ПРОБУКСОВКЕ – НЕТ

Казалось бы, какие с ними могут быть проблемы? Ведь большинство обычных автомобилей прекрасно ездят с обыкновенными коническими „диферами“. Но прелесть тюнинга как процесса в том и заключается, что его плоды — автомобили совсем не обычные. И когда появились „восьмерки“ с более чем 120-сильными двигателями, стало очевидно, что реализовать такую мощь через два ведущих колеса — далеко не простое дело.

Конечно, самый оптимальный выход из этой ситуации — полный привод. Но его использование повлекло бы полную переделку всего автомобиля. Выход нашли в применении пусть и не столь радикального, зато давно апробированного решения —самоблокирующегося межколесного дифференциала. В отличие от традиционного конического, он продолжает вращать оба колеса даже в случае, когда одно из них находится на скользком покрытии и буксует.

Естественно, что и это решение пришло из спорта, — там и моторы помощнее „гражданских“, и условия сцепления шин с покрытием часто похуже, чем на асфальтовых дорогах общего пользования. Вариантов исполнения блокировки немало, но наибольшее распространение получил червячный механизм типа Quife. Принцип его работы напоминает таковой у обычного дифференциала, но сателлиты здесь не конической, а цилиндрической формы, причем имеют спиральные зубья. Когда колеса вращаются с сильно различающейся частотой, возникающие на зубьях сателлитов силы прижимают их торцы к корпусу дифференциала и мешают им проворачиваться — это уменьшает пробуксовку колес.

Что это дает? Прежде всего, резкое повышение тяговых свойств автомобиля.Ведь с блокировкой в трансмиссии на скользкой дороге (а с мощным мотором даже сухой асфальт иногда кажется очень скользким) „гребет“ не одно колесо, как в случае со свободным дифференциалом, а сразу оба. Но этот эффект лежит, так сказать, на поверхности. А у блокировки есть и еще одно свойство, не столь очевидное. Оказывается, она сильно влияет на управляемость автомобиля.

Представьте, что будет, если в быстром повороте на мощном переднеприводном автомобиле резко открыть дроссельную заслонку. Правильно, забуксуют ведущие колеса. Нюанс в том, что обычный конический дифференциал, сорвав внутреннее, разгруженное колесо, защищает от срыва внешнее, которое и „заправляет“ машину в поворот.

С блокировкой ситуация другая —срыв наступает пусть и позже, чем со свободным дифференциалом, но происходит гораздо резче и сразу на обоих колесах. Естественно,автомобиль при этом норовит поехать прямо — управляющие силы на сорванных колесах стремятся к нулю.Такой режим движения называется сносом передней оси. А если начнется занос задней? Вот здесь помощь блокировки будет очень кстати: когда водитель грамотно „ловит“ машину, поворачивая руль в сторону заноса и увеличивая подачу топлива, автомобиль с таким дифференциалом „отгребается“ куда охотнее.

В заключение хотелось бы вспомнить вот о чем. Все описанные доработки —вовсе не самоцель и не способ выделиться из толпы, но точный и тонкий инструмент, который позволяет реализовать определенную манеру езды активному и опытному водителю. У вас с этим все в порядке? Вы знаете, чего хотите от автомобиля? Тогда до следующей встречи, когда мы поговорим о методах доработки двигателей.
Тюнинг трансмиссии
Доводка трансмиссии автомобиля – одно из наиболее важных направлений тюнинга. Трансмиссия автомобиля предназначена для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. Ее составные части: сцепление (обеспечивает наличие или отсутствие связи между двигателем и коробкой передач), коробка передач (подает и перераспределяет мощность и крутящий момент от двигателя к приводным валам колес) и приводные валы.

Трансмиссия любого, особенно спортивного автомобиля - важнейший механизм реализации динамических характеристик двигателя. Основную роль в трансмиссии играет коробка передач - даже с относительно слабым мотором машина может быть быстрой из-за правильно подобранных передаточных чисел КПП. Всем известно, что спортивные автомобили отличаются от серийных, в первую очередь, именно коробками передач, а уж потом моторами, кузовами и подвеской.

Что же можно сделать со стандартной КПП?

Для начала меняется передаточное отношение главной пары на более высокое. При такой замене машина заметно прибавляет в динамике. Все очень просто: двигателю легче набирать обороты при более высоком передаточном коэффициенте главной пары. Конечно, как и всегда, есть своя оборотная сторона – приходится чаще переключать передачи, да и максимальная скорость автомобиля с более высоким передаточным отношением главной пары КПП значительно уменьшается. Можно даже примерно подсчитать, на сколько уменьшается максимальная скорость. Допустим, стандартная главная пара для автомобиля имела передаточное отношение 3,7, при этом его максимальная скорость составляла 180 км/ч. Затем установили главную пару 4,5, путем нехитрых подсчетов получаем максимальную скорость в 148 км/ч. На кроссовых автомобилях используются главные пары 5,1, т.е. максимальная скорость такого автомобиля составит всего 130 км/ч.

В реально жизни достаточно неудобно использовать автомобиль с максимальной скоростью 130 км/ч. Поэтому и существует в доводке автомобиля некоторое разграничение на тюнинг и чистый спорт. То есть, как уже упоминалось, нужно придерживаться «золотой середины», выиграть в динамике ровно столько, чтобы не страдать от снижения максимальной скорости.

Далее, можно поменять шестерни передач на тюнинговые. Делается это для того, чтобы сделать разгон как можно более эффективным. Владельцы «восьмерок» и «девяток» наверняка знают, что, даже если сильно выкрутить двигатель на первой передаче, при переключении на вторую обороты резко падают, снижается и динамика автомобиля. Виной тому - слишком большой разрыв между передаточными числами 1-ой и 2-ой передач. Тюнинговые же ряды могут быть рассчитаны так, чтобы обеспечивать равномерный разгон автомобиля на всех передачах. Для этого передаточные числа некоторых передач изменяются по сравнению со стандартными, в итоге двигатель при разгоне работает в достаточно узком и наиболее удобном для себя диапазоне оборотов. Для гонок, стритрейсинга применяется несколько другая схема: первая передача делается как можно «длиннее». На длиной первой передаче двигатель легко набирает высокую скорость. Остальные передачи наоборот, сближаются, что позволяет оптимально реализовать мощность двигателя. При этом, чтобы не страдать от нехватки максимальной скорости, предлагаем установку дополнительно шестой передачи.

Правильный подбор передаточных чисел главной пары редуктора, первичного вала и ведомых шестерен вторичного вала - залог согласованной работы трансмиссии. Передаточные числа подбираются в зависимости от мощностных и моментных характеристик двигателя, размера колес и самое главное - от пожеланий владельца автомобиля.

И конечно, после такой доработки КПП ей требуется максимально быстрое и четкое включение выбранной передачи. Конструкция с тяговым включением передач, обычная для переднеприводных автомобилей ВАЗ не обеспечивает четкого «попадания в передачу», и она существенно модернизируется путем применения более жестких пластиков и замены соединений шпилька-шплинт на ШС. Ход рычага переключения можно сделать короче, что позволит водителю быстрее передвигать рычаг.

Для автомобилей переднеприводных автомобилей ВАЗ спортивного стала нормой установка жесткой страховочной тяги, соединяющей корпус КП с точкой крепления рычага переключения. Страховка обеспечивает их взаимную неподвижность и предотвращает самопроизвольное выбивание передачи при резком изменении тяги двигателя, а также при ударных и прыжковых нагрузках на подвеску и кузов.

Четкое включение передач может понадобиться не только в условиях соревнований, но и в повседневном движении по городу (особенно водителям, предпочитающим жесткий, активный стиль езды).

Кстати, в автомобилях достаточно серьезного уровня подготовки для более четкого включения передач применяются кулачковые КПП. Основное отличие от штатных коробок – полное отсутствие синхронизаторов. Кулачковые КПП имеют ряд преимуществ - выдерживают более высокие нагрузки (за счет прямой формы зуба и зацепления шестерня - кулачковая муфта); позволяют опытным пилотам тратить меньше времени на переключение передач за счет неполного выжима сцепления или вообще без выжима сцепления; в них не разрушаются синхронизаторы. Есть и небольшие неудобства – переключение передач секвентальное (последовательное), поэтому перейти с пятой, скажем, на нейтральную, можно только через четвертую, третью и т.д. И в работе эти коробки более шумные.

В дополнение к изменению передаточных чисел передач и главной пары – установка дифференциала повышенного трения. Обычно дифференциал помогает колесам вращаться с разными угловыми скоростями, что полезно при поворотах, когда внутреннее колесо должно крутиться медленнее наружного, но иногда это серьезно мешает. Например, когда одно колесо буксует, второе вообще не двигается. В отличие от стандартного, в дифференциале повышенного трения часть крутящего момента от двигателя всё равно будет передаваться на колесо, имеющее лучшее сцепление.

При установке дифференциала повышенного трения уменьшается пробуксовывание колес при старте (колеса вращаются с одинаковыми угловыми скоростями), автомобиль увереннее входит в повороты. Небольшие минусы, конечно, тоже есть - машина становится более «нервной» и водителю надо привыкнуть к изменившемуся поведению автомобиля. На поворотах возрастает усилие на руле. Кстати, чтобы снять усилие на руле «Глобус» рекомендует установку электроусилителя.

Электроусилитель руля имеет сразу несколько преимуществ перед гидроусилителем при том же значительном эффекте. Во-первых, нет отбора мощности от двигателя за счет дополнительной нагрузки. Во-вторых, отсутствует необходимость обслуживания в процессе эксплуатации (нет жидкости, ремней, сальников). В-третьих, при увеличении скорости усилие на руле пропорционально возрастает (ЭУР полностью отключается после 70 км/ч) для повышения безопасности на трассе. В-четвертых, при выходе из строя руль просто останется без усилителя, тогда как при установленном гидроусилителе в случае поломки придется рулевым колесом прокачивать жидкость через золотники. Кто пытался вращать руль иномарки пи выключенном двигателе, поймет о чем речь.

И, наконец, электроусилитель, предлагаемый , сертифицирован и одобрен к применению АВТОВАЗом.

Еще один важный момент: сцепление автомобиля служит связующим звеном между двигателем и КПП, поэтому при увеличении мощности двигателя и установке главной пары с высоким передаточным числом необходима также и доработка сцепления.

В зависимости от исходных условий можно установить различные виды тюнингового сцепления. Наиболее приближенным к спорту является керамическое сцепление, которое (несмотря на увеличивающийся износ корзины сцепления и маховика) обеспечивает сцепление с двигателем практически без пробуксовок.

Возможна также установка облегченного маховика, который дает реальный эффект при резком разгоне, уменьшая инерцию двигателя. Небольшой минус – обороты холостого хода становятся менее устойчивыми.

Последний штрих – установка тюнинговых приводных валов, которые рассчитаны на передачу гораздо более высокого крутящего момента от двигателя на колеса. Услуга достаточно дорогая, применяется для очень мощных двигателей при беспощадной эксплуатации на плохих дорогам, например, в ралли.