Автобус с АКП: без лишних движений
Девушка за рулем троллейбуса выглядит естественно и привычно, а вот представительница прекрасного пола за баранкой автобуса до сих пор вызывает удивление. Откуда пошло такое своеобразное разделение труда? По всей видимости, своими корнями оно уходит в первую половину прошлого века, когда автобусы были с маломощными шумными бензиновыми двигателями, без намеков на усилитель руля и непременно с тугим, лишенным четкости переключением передач. Для управления троллейбусом требовалось чуть больше внимания, зато существенно меньше сугубо физического труда. И вот во второй половине двадцатого столетия в разных частях света начинают потихоньку появляться автобусы с автоматической трансмиссией. Зачем это было нужно? Да чтобы оставить у автобуса две педали, как в электрических собратьях, чтобы водителю больше не требовалось орудовать кочергой, поневоле проходя курс тренировок по армрестлингу. Собственно, в России автоматические коробки стали широко известны благодаря автобусам ЛиАЗ-677, как раз таки городским. Однако и в нашей стране, и за рубежом автобусы с механикой попрежнему обеспечивали большую топливную экономичность, требовали более низкой квалификации ремонтного персонала, а потому от них не спешили отказываться.
Но прогресс не стоит на месте. И вот сегодня городская машина с ручной коробкой выглядит анахронизмом. И дело уже не только и не столько в заботе о водителях, сколько в прямой экономической выгоде таких автобусов. Попытаемся разобраться, какие же типы автоматических трансмиссий существуют на сегодняшний день и какие из них лучше всего подходят для городских автобусов. В нашей стране самые первые эксперименты с автоматами проходили еще в 1946 году на модели ЗиС-154. Этот автобус имел дизельный двигатель (кстати, нехарактерный для наших автобусов тех лет) и электрический привод ведущих колес. В современном понимании этот автобус был чуть ли не гибридом, хотя назвать его таковым в полной мере нельзя: у него отсутствовали накопители энергии. Массовой этой модели стать было не суждено. Причины? Довольно сложная конструкция, вследствие которой низкая надежность, очень шумный, при этом не очень мощный дизель, и просто заоблачный расход топлива из-за общего низкого КПД силовой установки.
После этого советские водители автобусов весьма продолжительное время были обречены ездить на автобусах с ручной коробкой. А следующий автомат появился спустя 21 год на ЛиАЗ-677. Концепция автоматической трансмиссии за это время сильно изменилась, на ЛиАЗе стали устанавливать гидромеханическую передачу (сокращенно ГМП). Именно ГМП на долгие годы стала синонимом слова «автомат» применительно к автомобильным коробкам передач. Принцип действия ГМП основан на повышении крутящего момента двигателя в гидротрансформаторе. Механическая же часть таких коробок состоит из дополнительного редуктора, причем предпочтительно планетарного. Он имеет наиболее компактные размеры и позволяет легко реализовать несколько передаточных чисел. Тем более что на ранних ГМП легко обходились двумя-тремя передачами. Кстати, в пользу ГМП говорит и возможность установки гидротрансформаторов разных моделей в одни и те же коробки, что дает несколько унифицированных агрегатов с различными передаточными возможностями. Иными словами, на одиночном городском автобусе с мотором 230 лошадиных сил и на сочлененном с 310-сильным двигателем могут быть установлены одинаковые коробки, отличающиеся только гидротрансформатором. Подобная унификация, если она не в ущерб потребительским свойствам, еще никому не мешала. Из общих преимуществ современных автоматов с ГМП следует отметить уменьшение расхода топлива, повышение ресурса узлов двигателя и трансмиссии, отсутствие разрыва потока мощности при разгоне, возможность эффективного торможения двигателем. К недостаткам можно отнести несколько большую стоимость агрегата, по сравнению с обычной механикой и механическим сцеплением, и конструктивную сложность.
Присмотримся внимательнее и к роботизированным механическим коробкам. Этот тип КП появился сравнительно недавно, а его главными козырями является высокая степень унификации с ручными коробками передач и высокий КПД, характерный для механических коробок. Немаловажно и то, что в нынешний век электроники роботизированные коробки по стоимости зачастую оказываются дешевле других типов автоматических трансмиссий. Но бесплатный сыр, как известно, бывает только в мышеловке. А потому в роботизированной коробке никуда не деть разрыв потока мощности при переключении, а на городском автобусе это означает увеличение времени разгона, вследствие этого снижение маршрутной скорости, которое, в свою очередь, приведет к необходимости иметь большее количество подвижного состава на линии. То есть экономическая эффективность такой коробки на городском автобусе уже под вопросом, тем более что и сцепление при этом используется традиционное, просто автоматизированное. В общем и целом следует признать, что роботизированная механика может хорошо подойти для магистральных тягачей и даже автобусов, но только туристических и междугородных. Город – не ее стихия.
Из всего вышеизложенного вытекает, что на сегодня оптимальной автоматической трансмиссией по-прежнему остается ГМП. Такая трансмиссия по характеристикам близка к наиболее прогрессивным гибридам, а по стоимости существенно дешевле. Тем более что наличие различных электронных систем позволяет улучшить и без того неплохие показатели работы трансмиссии. Современные коробки с ГМП целесообразно рассмотреть на примере продукции компании Allison. У этой фирмы богатый опыт в разработке автоматических коробок передач и масса идей по повышению эффективности городских автобусов. Для тех автобусов, которым волею судьбы предназначено бороздить каменные джунгли, Allison предлагает две серии коробок передач – серию 1000/2000 и Torqmatic. Первая серия для легких машин, а вот вторая придется впору всем городским автобусам: от большой вместимости до особо большой. Одним из преимуществ автоматов с ГМП является возможность применения двигателей меньшей мощности. То есть по своим динамическим показателям двухсотсильный автобус с ГМП вполне может соперничать с 250-сильным, у которого коробка «ручная». При прочих равных это, как минимум, экономия на топливе. Оптимизировать характеристики силового агрегата призваны новые электронные системы, разработанные Allison. Остановимся на них подробнее, так как именно эти системы и отличают современные ГМП. Система RELS призвана экономить топливо при остановках с включенной передачей (режим D коробки). Давление в контурах трансмиссии снижается, но поддерживается таким образом, чтобы автобус не откатывался назад. Таким образом, снижается нагрузка на двигатель, что позволяет не только экономить топливо, но и несколько увеличивает его ресурс.
Система LBSS более сложная, ее действие основано на опросе большого количества датчиков и направлено на оптимизацию момента переключения передач в зависимости от нагрузки. Коробка знает, едет автобус в горку или по ровной дороге, наступил ли час пик или в автобусе заняты только сидячие места. Эта система уже успела пройти некоторую модернизацию. Новый ее вариант назвали SESS, по возможности она старается пораньше переключаться «вверх» на более экономичные передачи. Вершиной же инженерной мысли сегодня являются коробки, способные общаться с двигателем в двустороннем режиме. У Allison такая система обозначается VAC (контроль ускорения транспортного средства). В случае если водитель автобуса захочет полихачить, коробка не позволит ему этого сделать. Контролируется выходная мощность двигателя, и если она, по мнению VAC, оказывается излишней, то двигателю отдается команда сбавить обороты. Таким электронным «поводком» на городском транспорте достигается максимально возможная экономия топлива и безопасность пассажиров.
Все эти системы, конечно, хороши и полезны, но есть один нюанс: современные коробки требуют не менее современных двигателей. В частности, системы LBSS, SESS, VAC доступны только для моторов, одобренных по стандарту SEM. Кроме того, для полноценной работы хитрых электронных устройств желательно наличие CAN-шины. И это одна из самых больших преград на пути распространения современных ГМП в России, ведь соответствующий двигатель, как водится, недешев. Но постепенно, год за годом, наши перевозчики меняют свои консервативные взгляды, понимая, что в конечном итоге экономия от ГМП сможет покрыть изначальные затраты. А потому процесс «автоматизации» городских автобусов у нас уже необратим.
41011