CC BY
94
УДК 656.052
АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТИ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ АВТОМОБИЛЕЙ С АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОРОБКОЙ ПЕРЕДАЧ
Б.Д. Ефремов1, Е.А.Никитин2 Санкт-Петербургский государственный университет сервиса и экономики (СПбГУСЭ),
191015, Санкт-Петербург, ул. Кавалергардская, 7, лит. А
Аннотация - Рассмотрены особенности применения на автомобилях механических и автоматических коробок передач, обоснована необходимость сравнительной инструментальной оценки технических характеристик и потребительских свойств автомобилей с механическим и ручным типами коробок передач.
Ключевые слова: коробка передач; сравнительная инструментальная оценка; технические характеристики автомобиля.
ANALYSIS OF POSSIBILITY TO INSTRUMENTALLY ESTIMATE CONSUMER PROPERTIES OF AUTOMATIC TRANSMISSION CARS
B.D. Efremov, E.A. Nikitin
St.-Petersburg state university of service and economy (SPbSUSE), 191015, St.-Petersburg, streetKavalergardsky, 7
Abstract - Peculiarities of using manual and automatic gearboxes in cars are considered, necessity of comparative instrumental estimation of manual and automatic transmission cars’ technical specifications and consumer properties is justified.
Keywords: transmission; comparative instrumental estimation; car technical specifications.
В последнее время всё более часто и активно в автомобилях применяют автоматические коробки перемены передач (АКПП). Это обусловлено комфортностью управления транспортным средством, повышением уровня безопасности при движении в плотном транспортном потоке, меньшей утомляемостью водителя. АКПП помогает водителям с низкой квалификацией чувствовать себя уверенно в плотных транспортных потоках, совершая меньше ошибок в управлении автомобилем. Автомобилями с АКПП успешно могут пользоваться люди с физическими недостатками (инвалиды) и при этом ничем не отличаться от других участников дорожного движения.
В литературе отсутствуют данные о сравнительных количественных эксплуатационных показателях автомобилей, с АКПП и механическими коробками переключения передач (МКПП), таких как топливная экономичность, динамичность, приёмистость, управляемость, ездовые
качества ^г^еаЫШу) и др. Имеются данные о том, что применение гидропередачи а АКПП приводит к потерям в тяговоскоростных характеристиках, а так же оказывает негативное влияние на топливную экономичность автомобиля [1]. Это эффект может быть связан с тем, что КПД гидропередачи меньше единицы, а величина потерь по сравнению с традиционной ступенчатой МКПП составляет порядка 3%. Влияние гидротрансформатора на тягово-скоростные свойства автомобиля показано графиком на рис. 1 - 3. Здесь представлены графики тяговой и динамической характеристик автомобиля, а также график ускорений автомобиля с гидротрансформатором. Для сравнения на рисунках штриховыми линиями показаны тяговая и динамическая характеристики и ускорения автомобиля со ступенчатой механической коробкой передач.
Из представленных рисунков видно, что значения тяговой силы на ведущих колесах, динамического фактора по
тяге и ускорений разгона автомобиля с гидротрансформатором несколько меньше, чем у автомобиля с механической коробкой передач. Это объясняется тем, что КПД гидротрансформатора непостоянен и имеет низкое значение в широком диапазоне угловых скоростей, т.е. его средний КПД меньше, чем у механической коробки передач.
Рисунок 3. График ускорений автомобиля с АКПП (сплошные линии) и со ступенчатой МКПП (штриховые линии): II - передачи гидротрансформатора; I' -III’ - передачи механической коробки передач
Таким образом, тягово-скоростные свойства автомобиля с АКПП и гидротрансформатором несколько хуже, чем у автомобиля с механической коробкой передач. Наличие гидропередачи приводит к дополнительным потерям мощности в трансмиссии автомобиля по сравнению с механической ступенчатой трансмиссией.
Влияние гидротрансформатора на топливную экономичность автомобиля иллюстрирует рис. 4, Здесь приведена топливно-экономическая характеристика автомобиля с гидротрансформатором. Для сравнения на рисунке штриховыми линиями показана топливно-экономическая характеристика автомобиля со ступенчатой механической коробкой передач.
Из рисунка видно, что при одинаковых дорожных условиях расход топлива у автомобиля с гидротрансформатором несколько выше, чем у автомобиля с механической коробкой передач. Это можно объяснить сравнительно низким КПД гидротрансформатора и влиянием на его значение скорости движения автомобиля.
Таким образом, топливная экономичность автомобиля с гидротрансформатором несколько ниже, чем у автомобиля со ступенчатой коробкой передач. Как показали исследования, в большинстве случаев расход топлива у автомобилей с гидропередачей на 3...7 %
Рисунок 1. Тяговая характеристика автомобиля с АКПП (сплошные линии) и со ступенчатой МКПП (штриховые линии): I, II -передачи гидротрансформатора: I' - III’ - передачи механической коробки передач
Рисунок 2. Динамическая характеристика автомобиля с АКПП (сплошные линии) и со ступенчатой МКПП (штриховые линии): I. II - передачи гидротрансформатора: I -III -передачи механической коробки передач
превышает расход топлива у автомобилей с механической трансмиссией [1].
Однако существует и иная точка зрения, выраженная в статье «Преимущества автомобилей с гидромеханическими передачами» [2] в которой сообщается о 10 преимуществах автомобилей с гидромеханической передачей и обсуждаются 2 особенности: возможность увеличения
расхода топлива и большая стоимость гидромеханических передач по сравнению с механическими передачами. Эти особенности часто считаются недостатками гидромеханической передачи, но при внимательном рассмотрении таковыми не оказываются.
Топливная экономичность (первая особенность)
Существует мнение, что автомобили с гидромеханической передачей расходуют больше топлива, чем автомобили с механическими коробками передач. Иногда это так, а иногда и не так - в каждом случае надо разбираться конкретно, опираясь на имеющий опыт.
При многолетних испытаниях гидромеханических передач фирмы Аллисон, расход топлива на автомобиле с гидромеханической передачей был таким же, как на автомобиле с механической коробкой передач [2].
При сравнительных испытаниях грузовых автомобилей ЗИЛ на Симферопольском шоссе автомобили с гидромеханическими передачами по отношению к автомобилям с механическими коробками передач имели экономию топлива около 3%, а при испытаниях этих же автомобилей на менее загруженном Каширском шоссе автомобили с гидромеханической передачей расходовали топлива на 2% больше. Это еще раз говорит о том, что по расходу топлива гидромеханические передачи более эффективны в трудных условиях движения [2].
Говоря о расходах топлива, надо иметь в виду, что стоимость топлива при эксплуатации автомобилей составляет 1418% общих эксплуатационных расходов. Если допустить перерасход топлива на
3%, то при прочих равных условиях это увеличило бы общие эксплуатационные расходы на 0,42-0,54%. Такое увеличение многократно перекроется снижением расходов на ремонты и замены агрегатов трансмиссии и других агрегатов, не говоря уже о трудно учитываемом, но ощутимом эффекте от улучшения экологических показателей и от повышения безопасности движения, обусловленной более высокими показателями ездовых качеств автомобиля.
Расход топлива на любом автомобиле зависит от квалификации водителя. Американские исследователи по заказу армии США провели специальные испытания по оценке влияния квалификации водителя на расход топлива при различных видах автомобильной трансмиссии [2]. Заказчик хотел узнать, как скажется на расходах топлива то, что в армейских условиях за руль садятся солдаты с различной водительской квалификацией. За эталон брался расход топлива, получавшийся у водителя высокой квалификации. Оказалось, что на автомобиле с гидромеханической передачей расход топлива у водителя невысокой квалификации был почти таким же, как у водителя высокой квалификации, а при механической трансмиссии водитель невысокой квалификации расходовал топлива значительно больше. Это позволяет считать, что во многих случаях использования гидромеханической передачи скорее можно говорить о равенстве расходов топлива или даже о его экономии, а не о его перерасходе.
Стоимость гидромеханической передачи надо сравнивать со стоимостью комплекта, который она заменяет - коробки передач, сцепления, усилителя сцепления и системы управления переключением передач. И в даже в этом случае, гидромеханическая передача дороже механической. Само по себе это ни о чем не говорит. Лучшее качество стоит денег. Сравнивать надо конечные результаты.
В приведенном выше конкретном примере с автопоездом ЗИЛ-130 В1 превышение стоимости гидромеханической
передачи над стоимостью механической трансмиссии надо сравнивать с суммарной стоимостью 4-х коробок передач, 13-ти дисков сцепления, 4-х ремонтов коробок передач и 1 -го ремонта двигателя. Сюда надо добавить стоимость простоев, вызванных этими заменами и ремонтами [2]. Очевидно, что все эти затраты и неудобства значительно превышают разницу в стоимости сравниваемых агрегатов.
Учитывая все вышеизложенное, можно утверждать, что применение гидромеханических передач обеспечивает целый ряд достаточно очевидных преимуществ автомобилям всех классов, как легковым, так и грузовым.
Наиболее разительно эти преимущества проявляются в легковых автомобилях, на которых гидромеханические передачи получили наибольшее распространение. Применительно к легковым автомобилям из перечисленных выше преимуществ, можно выделить легкость управления, благодаря чему:
1) облегчилось и ускорилось обучение управлению автомобилем;
2) управление автомобилем стало доступно людям, для которых оно раньше было затруднено, в том числе женщинам всех возрастов и людям с физическими недостатками, в том числе инвалидам для которых езда на автомобилях с МКПП практически недоступна;
3) увеличилась комфортабельность
езды:
4) уменьшилась утомляемость водителей и пассажиров от управления автомобилем и от поездок в нем.
Существенным преимуществом является также повышение надежности и долговечности агрегатов автомобиля [2].
В связи с этим, возникает вопрос, чья же оценка более точна и применима к текущему моменту, причем не качественная, а количественная, объективная оценка. Ответа на этот вопрос в литературе не найдено. Для ответа необходимы объективные, измеряемые инженерные показатели, а для их получения необходимо провести исследование и выявить влияние типа коробок передач на экономические, токсические и тягово-скоростные показатели автомобиля. В связи с этим предполагается разработать методику и провести эксперимент с использованием современных аппаратно-програмных комплексов, которые смогут дать точную количественную оценку интересующих показателей при различных условиях эксплуатации автомобиля и режимах его движения, а также различной квалификации водителей. Для оценки потребительских свойств автомобиля предполагается воспользоваться методом экспертной оценки, с использованием методов парных (бинарных) сравнений, индивидуального экспертного опроса. Таким образом, предполагается охватить и техническую часть вопроса, и очень тонкий, сложно оцениваемый фактор комфорта, тем самым комплексно оценить эффективность применения АКПП.
Литература
1. Вахламов В. К. Автомобили. Эксплуатационные свойства. М. : Академия, 2006.
2. Чередниченко Ю.И. «Преимущества автомобилей с гидромеханическими передачами». [Интернет-ресурс] URL http://www. akppp.ru/ pages/ page3.html)
1 Ефремов Борис Дмитриевич, доктор технических наук, профессор кафедры «Автосервис», СПбГУСЭ, тел. +7 921 904 87 72, e-mail [email protected];
2 Никитин Евгений Александрович, аспирант СПбГУСЭ, тел. +7 960 200 50 19, e-mail:master0k07@bk. ru
