Перспективная российская разработка: вариатор и «механика» в одной коробке передач

Живет в Питере молодой парень, Максим Савинов, работа которого никак с автопромом не связана — он доцент университета аэрокосмического приборостроения. И вдруг этот парень предлагает то, что до него пытались сделать многие трансмиссионные профессионалы: скрестить механическую коробку передач с вариатором. Разумеется, с сохранением достоинств обеих систем: от МКП взять высокий КПД, а от вариатора — возможность плавного изменения передаточного отношения.

И вот год назад Максим сделал первый макетный образец новой трансмиссии, которую он сам назвал RSG — роботизированная трансмиссия на шестернях со спиральными зубчатыми переходами. Фактически это вариатор с зубчатым зацеплением.

Принцип работы только в описании выглядит сложновато, на самом деле это простейшая идея. Посмотрите картинку, иллюстрирующую сам принцип.

Конусный вал содержит стационарные шестерни. Они соединены друг с другом двумя встречно-навитыми спиральными зубчатыми переходами-синхронизаторами (шестерни переменного радиуса), в месте пересечения которых также находится стационарная шестерня. Таких пересечений может быть несколько.

Шестерня вторичного вала перемещается вдоль этого вала, сохраняя вращение с одной из шестерен первого вала. Для изменения коэффициента передачи специальное устройство перемещает шестерню второго вала вдоль него и перекатывает ее с одной стационарной шестерни конусного вала по спиральному зубчатому переходу на другую, таким образом меняя коэффициент передачи плавно и непрерывно.

По сложности RSG сопоставима с обычным вариатором и существенно проще DGS — коробки с двумя сцеплениями. КПД, по расчетам Максима — 0,96. А динамика разгона автомобиля возрастет на 30% в сравнении с МКП, но в этот показатель верится уже с трудом. Видимо, в расчет бралось среднестатистическое время переключения передач на «механике», умножалось на 4 (прямая передача), а произведение вычиталось из некоего условного разгона до 100 км/ч. Если так, то 30% достижимы только для довольно мощных автомобилей, где время, затрачиваемое на переключения, сопоставимо с общим временем разгона.

Недостатки у предложенной схемы тоже понятны: довольно сложно организовать передачу заднего хода, большие габариты, ограниченная нагрузочная способность зубчатого зацепления (в полтора раза ниже, чем у МКП) и неширокий кинематический диапазон — примерно 3–3,5. То есть коробку RSG можно сделать либо силовой, либо скоростной, но вот сочетать эти свойства сложновато. На современных вариаторах силовой диапазон втрое шире и никаких проблем нет делать тяговитые и скоростные передаточные отношения.

Расширить силовой диапазон RSG можно последовательным соединением двух ступеней. Или использованием этой схемы в качестве своеобразного разгонного блока, после которого будет стоять обычная двух–трехступенчатая коробка передач. Есть разработка кинематической схемы RSG с двумя вторичными валами для ГАЗели, где силовой диапазон уже порядка 12–13.

Максим со своими коллегами получил грант «Старт-1» от Фонда содействия инновациям. Этих денег хватило на разработку и создание макетного образца и патентование (в РФ патент получен, в Китай, США, Европу, Японию, Корею и Индию отправлены заявки).

Сейчас Максим пытается получить новый грант от Фонда Бортника («Старт-2»). Он говорит, что концепция уже поменялась и сейчас есть более совершенная версия. Сделали расчеты по ТЗ от КАМАЗа и уверены, что смогут создать аналог DSG EATON Procision 7-speed в тех же «массогабаритах». Вообще же наиболее перспективным видится применение такой трансмиссии… в электромобилях! Там не нужен большой диапазон передаточных отношений, а требования к электромотору при наличии трансмиссии уменьшаются существенно.