Audi A6: бархатная эволюция
И мы почувствовали: на ходу без малого пятиметровый автомобиль легок как пушинка. Во многом это заслуга жесткого кузова, примерно на пятую часть состоящего из алюминия, благодаря которому масса седана с двигателем 1,8 л едва превышает 1,5 т. Значительный вклад в чувство «невесомости» вносит подвеска с продуманной кинематикой и обилием легкосплавных компонентов: автомобиль чрезвычайно остр и точен в управлении, несмотря на высокий уровень комфорта. Приемистостью обновленный A6 обязан перенастроенным двигателям, каждый из которых теперь не только развивает большую мощность, но и укладывается в экологические стандарты Евро 6.
А с чем связано новое чувство, что автомобиль может бесконечно долго двигаться накатом, если поднять ногу с педали газа на скоростном шоссе? На этот эффект инженеры Audi просили нас обратить особое внимание. Дело в том, что на обновленной A6 дебютировала абсолютно новая роботизированная коробка передач S-Tronic. Ноу-хау в коробке передач, заметные невооруженным глазом, — это большая редкость и хороший повод вспомнить, как действуют «роботы» с двумя сцеплениями и в каком направлении развиваются современные агрегаты этого типа.
Гениально просто
И по компоновке, и по принципу действия «робот» практически не отличается от ручной коробки передач. Шестерни ведущей (подсоединенной к двигателю) и ведомой (связанной с колесами) осей попарно находятся в постоянном зацеплении друг с другом. Каждая пара соответствует одной из передач. В каждой паре одна из шестерен свободно вращается на оси, не будучи жестко соединенной с ней (это может быть как ведущая, так и ведомая шестерня).
Синхронизатор — это устройство, которое при необходимости обеспечивает жесткую связь «свободной» шестерни с осью. Он имеет форму диска, который вращается вместе с осью, но способен перемещаться вдоль нее, прижимаясь к шестерне. Для двух «свободных» шестерен достаточно одного синхронизатора, расположенного между ними.
Чтобы включить передачу на «механике», необходимо выжать сцепление, сняв с ведущей оси нагрузку в виде крутящего момента двигателя. Затем синхронизатор плавно прижмется к шестерне, и скорость вращения ведущей оси придет в соответствие со скоростью ведомой. Затем, опять же плавно, мы отпускаем сцепление, чтобы уравнять скорости вращения ведущей оси и коленчатого вала двигателя. На все эти «уравнивания» требуется время, и немалое.
Идея роботизированной КП с двумя сцеплениями проста и гениальна: у нее есть две ведущие оси, которые подключаются к двигателю по очереди. Одна отвечает за нечетные передачи, другая — за четные. Пока автомобиль едет на первой передаче, робот заранее включает вторую. В момент переключения уже не надо тратить время на синхронизацию, достаточно лишь разомкнуть одно сцепление и сомкнуть второе. Мало того, эти процессы происходят одновременно, и в момент пробуксовки сцеплений на колеса непрерывно подается тяга от двигателя.
Одна из важнейших идей, обусловивших создание такой коробки, — соосная схема ведущих осей. «Нечетная ось» находится внутри «четной», так же располагаются и сцепления, благодаря чему продвинутый «робот» не отличается от простой ручной КП ни по компоновке, ни по размерам.
Бог — в деталях
Перемещение синхронизаторов в роботизированных коробках, как и в классических «автоматах», осуществляется с помощью гидравлики. Здесь перед инженерами открывается простор для инноваций. В классическом варианте насос, подсоединенный к ДВС, поддерживает постоянное давление в гидравлической системе. На это, соответственно, расходуется топливо.
В новой коробке Audi S-Tronic используется принцип «энергия по требованию». Гидравлическая жидкость закачивается в гидроаккумулятор под высоким давлением, после чего насос прекращает свою работу, и энергия двигателя не расходуется на обслуживание КПП.
Традиционно для смазки механизмов коробки передач используется принцип «масляной ванны»: шестерни частично погружены в масло и, вращаясь, сами смазывают себя и другие компоненты КП. Очевидно, что вращающимся с большой скоростью шестерням приходится преодолевать немалое гидродинамическое сопротивление, которое, в свою очередь, делает ощутимый вклад в расход топлива.
В S-Tronic последнего поколения специальная помпа закачивает масло в бак, расположенный над шестернями. Масло поступает сверху, не создавая гидродинамического сопротивления. Подобный механизм давно известен спортсменам под названием «система смазки с сухим картером». В авто- и мотоспорте он позволяет деталям оставаться смазанными при больших углах наклона транспортного средства (трак-триал, мотокросс) или при больших перегрузках, способных выдавить масло из картера (шоссейно-кольцевые автогонки).
Едва заметная новинка в последнем S-Tronic — кольцевые пружины, расположенные между фрикционами многодисковых сцеплений. Когда диски не сжаты, пружины разделяют фрикционы, не давая им касаться друг друга. В противном случае между слегка соприкасающимися фрикционами остается хоть небольшое, но все же трение. При всей очевидности решения изготовить такие пружины было весьма непросто, учитывая, что они должны сохранять заданную упругость в течение всего срока эксплуатации коробки, в самых разных температурных условиях.