High Speed ​​Gearbox: Cam Gearbox

Om en vanlig bil och en racerbil med motorer av samma kraft kommer ut för att accelerera mot varandra i ett par race kommer vinnaren utan tvekan att vara den sista. Nyckeln till seger är kamväxellådan. Den främsta fördelen med kamboxen är växlingshastigheten. Om du accelererar i en vanlig bil, växlar växlar upp så snabbt som möjligt, nästan ett slag, kommer det att ta ungefär 0, 6 sekunder att byta växel. Ungefär så mycket går till snabbkoppling / koppling av kopplingen. Piloten till en tävlingsbil kan byta redskap tre gånger snabbare - och kommer att göra det utan att klämma på kopplingen och kommer att vinna mer än 0, 4 s på varje skift! Detta kommer att hända på grund av att motorns varvtal sjunker vid varje växling i en vanlig bil och följaktligen minskar accelerationsgraden. För att ta reda på hur höghastighets racingväxellådan fungerar åkte vi till Udelnoye, till Red Wings teambase beläget nära Moskva, i rally och banor.

Funktioner i racingmekanik

Denis Komarov, teknisk chef för racingteamet, förbereder en kamväxellåda för fotografering. Han torkar försiktigt en av enhetens växlar med en trasa - en enorm spindelväxel. Om en sådan redskap låg i verkstaden på egen hand skulle man tro att den var ur lådan på en stor gammal lastbil. Samtidigt tillhör den Citroёn C2 kompakt hatchback.

Principen för drift av bränslecellen Närvaron av en axel med spår är huvudskillnaden mellan en sekventiell låda och en vanlig, med en sökmekanism för omkoppling.

Hjulets stora diameter beror på två faktorer. För det första överför rallybilens låda fast vridmoment från motorn till hjulen. Och för det andra sporrhjulet. Fördelen med de vanliga spiralkugghjulen, som används i lådorna på "civila" bilar, är att de på grund av den längre tanden och följaktligen den större ytan på lastfördelningen kan överföra samma vridmoment med mindre storlekar. Dessutom fungerar de märkbart tystare. Men spindelväxlar används inte i racingbilar av en slump: de skapar inte axiella laster på axlarna och ökar effektiviteten i lådan.

Överraskande är en racingväxellåda inte mer komplicerad eller ens enklare än en vanlig civila. Det finns inga synkronisatorer här, och i stället för ett stort antal små tänder som går i ingrepp när växeln kopplas in på en vanlig låda används stora kammar - ändutskjutningar på växeln och kopplingen (vanligtvis 5-7 bitar per hjul). För att kugghjulen ska gå i ingrepp så snart som möjligt går kammarna i ingrepp med ett stort spelrum i bredden. Därför, när du sätter på växlarna på en rallybil, kan du höra den karakteristiska metallklingan - det här är kammarna i växeln och kopplingen kolliderade med varandra.

Kamlåda I själva verket är kamlådan utformad på samma sätt som den vanliga serielådan - endast spindelväxlar används istället för spiralhjul, kamväxlar och inga synkroniserare används istället för växelkopplingar.

Kamlådan kräver en stor fingerfärdighet från piloten - särskilt när du stänger av: för att synkronisera motor- och växellådor är det nödvändigt att arbeta gaspedalen noggrant och känna bilen perfekt. När piloten kör försiktigt använder piloten kopplingen när han går ner, under tävlingen - speciellt på bilar med sekventiell kamväxel - han behöver praktiskt taget inte en kopplingspedal. Inklusive därför rallyförare annorlunda än civila förare pressar pedaler. Deras högra ben vilar vanligtvis på gaspedalen, medan vänster fot hanterar kopplingen och bromsarna. Det är väldigt viktigt att arbeta tydligt med gaspedalen, för utan att korrekt utföra en rebase kommer växlingen till en lägre växel antingen inte att inträffa alls eller kommer att åtföljas av ett hårt slag. Det är därför piloter av rallybilar ler skadligt när jag undrar hur populär cam-boxen är bland tuningentusiaster. Naturligtvis finns det street racingfans som ersätter serielådorna med kamlådor. En sådan ersättning förbättrar dynamiken i accelerationen, men kräver en ständig uppmärksamhet från föraren när han stänger av och fyller också interiören med ljud från manövreringen av spårväxlar. En kamlåda hyler lika högt som en civil spiralformning när vevhuset är tomt för olja. Vi lägger till de höga kostnaderna för kamlådor (upp till 20 000 euro per enhet) och en låg livslängd - och vi drar slutsatsen att installationen av en kamlåda på en vanlig bil är helt orättvisad. Naturligtvis beror livslängden på bilen på subjektiva faktorer. Under hårda tävlingsförhållanden lever inte synkronisatorerna länge. Så om en galning visar sig köra ett civilt fordon, kan kamboxen tjäna honom längre än vanligt. Icke desto mindre, med tiden, kommer tävlingsenheten att börja avge ett karakteristiskt slag, vilket indikerar att de rundade kammarna inte ger tillförlitligt ingrepp. En sådan låda behöver bytas ut slitna par. Denis säger att kamboxen för testning tas isär efter varje tävling, och vissa par i lådan måste bytas varje 2-3 etapper av loppet. Och detta är normalt!

Tävlingsutrustning

Fram och tillbaka: bra och dåligt

Det finns en annan anledning till att kamboxar inte är lämpliga för vanliga vägar. Även om dessa enheter ofta är utrustade med en konventionell växelmekanism för sökmotorer, är de snabbaste och mest populära rutorna för ryttare - sekventiella. I rallybilar skakar piloten mycket, så att köra växelspaken fram och tillbaka är mycket bekvämare än att välja växlar, som i en vanlig bil. Dessutom låter en sådan kinematik av spaken dig spara några millisekunder på varje skift.

Men att köra en sekventiell låda av kamstyp på allmänna vägar är en fruktansvärd plåga. Faktum är att när vi stöter på en trafikstockning eller vinklar från huvudvägen till en sekundär vinkel hoppar vi vanligtvis ner flera växlar samtidigt. Till exempel från femte till sekund. Med en sekventiell ruta fungerar inte ett sådant trick: du måste överföra i tur och ordning till den fjärde, tredje och först sedan till andra växeln med gasutflyttning. Denis visar varför detta händer på Citroen-lådan. När piloten för rallybilen trycker spaken på denna sekvensbox framåt eller bakåt, roterar en speciell axel med många kammar i en viss vinkel. I detta fall returnerar en av kammarna växelgaffeln till det neutrala läget, och den andra trycker på en annan gaffel, och den kopplar ihop kopplingen med växeln till önskad växel. För att koppla in, säg, femte växeln, är det nödvändigt att rotera axeln flera gånger, vilket styrs av växelgafflarna.

Snabba och korta kammar ger den högsta växlingshastigheten, men på grund av chockbelastningar avrundas de snabbt och kräver utbyte. Vissa par (växel och koppling) byter vartannat 2-3 steg i loppet

Tröst av en civil racer

Det visar sig att kamboxen absolut inte är tillämplig på civila bilar. Detta är inte helt sant. Brittiska företag - de viktigaste tillverkarna av kamlådor - har traditionellt många förfrågningar bland stämningsentusiaster som vill köpa sina lådor, och i vårt land, med utgångspunkt från kamboxen, har till och med en modern enhet för "civil" användning utvecklats, som nästan saknar nackdelar.

Det hände så. Företaget "Sportmobile", som var engagerad i att ställa in och förbereda för tävlingen för redan snabba bilar Mitsubishi Lancer Evolution, behärskade installationen av en kamlåda från Gemini på dessa maskiner. Effektiv användning av en sådan enhet kräver utmärkta förarkompetenser. Men eftersom användningen av en kambox dramatiskt förändrar de dynamiska egenskaperna, beslutade ingenjörerna och grundarna av företaget Alexey Chernyshev och Pavel Rustanovich att anpassa racingboxen för användning av vanliga förare i vardagskörning.


Lådor och regler

Bilden är ett Subaru Impreza-foto av Krasnye Krylia-teamet, som deltar i World Rally Championship i kompensation av P-WRC produktionsbilar. Trots att det skulle vara möjligt att visa den bästa tiden med en sekventiell låda på maskinen, är bilen utrustad med en kamlåda med vanligt sökutrustning. Enligt homologation kan en grupp N-bil inte tävla i ett rally med en sekventiell växellåda.

Bilar med en sekventiell låda och en traditionell rygach vid den centrala tunneln är medelklassen i hierarkin av racerfordon. Vill du byta växel ännu snabbare? Snälla! Utrusta rattet med växelspaglar och anför hydrauliken att vrida axeln med spåren i sekvenslådan. Denna lösning används på de flesta WRC racerbilar som deltar i huvudevenemanget. Samma lösning används i formel 1 och vissa andra raser.

Som det brukar hända, visas lösningar från motorsportvärlden över tid på produktionsbilar. Idag är många bilar utrustade med sekventiella växellådor med en vippspak och växlingspaddlar. I kombination med konventionella växellådor utan kam ökar praktiskt taget en sådan mekanism inte växlingshastigheten, men förarna tycker att det är mer praktiskt jämfört med den traditionella sökmotorn.

För att lösa detta problem var elektronik involverad. Baserat på datorn Motec, som låter dig programmera bilens funktioner. De skrev sin egen programvara för den, som tillsammans med den utvecklade elektroniska enheten blev grunden för hans system, kallad SGSM (Sequental Gearshift Management). Anställda i Sportmobil-företaget kunde ansluta växlarna i lådan till driften av tändnings- och injektionssystemen. När den går ner omlastas motorn automatiskt igen. Å ena sidan underlättade detta livet för piloten, och å andra sidan ökade det livslängden på kamboxen på grund av garanterad smidigare förskjutning. Det är värt att notera att ett liknande system tidigare användes på tävlingsmotorcyklar - i dem var rörsensorn på lådspaken ansluten till tändstyrenheten. Vid tidpunkten för avstängning ökade tändningstiden kraftigt och hastigheten sjönk, vilket var nödvändigt för att byta till en lägre växel. Men Sportmobile-systemet, som automatiserade injektionssystemet, blev nästa utvecklingsnivå för idén.

Användningen av en kamlåda tillsammans med en tuning på 420 hästkrafter gjorde bilen förberedd av företaget till den mest dynamiska utvecklingen i historien om denna ikoniska bil. Bilen accelererar till 100 km / h på 3, 53 s! Efter att ha lärt sig en sådan prestation av ryska ingenjörer kom reportrar från den välkända engelska tidskriften Autocar till Moskva och var helt glada. Som ett resultat blev flera företag omedelbart intresserade av möjligheten att producera sådana lådor utomlands, och i Moskva bildades en grupp desperata killar som ville köpa Evolution med en kamlåda.

Redaktörerna tackar Red Wings-teamet för deras hjälp med att förbereda materialet

Artikeln publicerades i tidskriften Popular Mechanics (nr 10, oktober 2008).

Rekommenderas

Varför lik flyttar efter döden: en ovanlig studie
2019
Honor 20 mot Xiaomi Mi 9: vem är snabbare?
2019
Hur gör curling stenar?
2019