О трансмиссии в тюнинге

[Santer]

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.


(с)