Ученые ПГУ первые в России создали стенд для испытания механических и бесступенчатых коробок передач легковых автомобилей
Версия для печати
.jpg "Ученые ПГУ первые в России создали стенд для испытания механических и бесступенчатых коробок передач легковых автомобилей")
В Пензенском государственном университете ученые разработали конструкцию и собрали стенд для испытания механических и бесступенчатых коробок передач легковых автомобилей. Это первый в России стенд для испытаний именно бесступенчатой трансмиссии. Изобретение запатентовано и готово к внедрению на автомобильные заводы. Ноу-хау значительно сократит расходы при испытании коробок переключения передач легковых автомобилей. Тестировать можно будет отечественные и зарубежные авто. Например, Renault (Kaptur, Mеgane, Fluence), Nissan (Tiida, Juke, Qashqai), Lada (Vesta и Aura). Об этом рассказала «Российская газета».
Отметим, в Пензенском государственном университете научный коллектив — Александра Генералова — канд. техн. наук, доцент кафедры «Транспортные машины» ПГУ, Артём Никулин — аспирант ПГУ (выпускник), Александр Зверовщиков — д-р техн. наук, доцент, заведующий кафедрой «Технологии и оборудование машиностроения» ПГУ — проводят комплексную работу по изобретению и внедрению в отечественный автопром вариаторных коробок передач и их испытанию.
В 2019 году они в числе первых изобрели и получили патент в России на бесступенчатую коробку передач с повышенным диапазоном передаточных отношений. Отметим, в нашей стране ранее не занимались этим вопросом. После ученые продолжили усовершенствовать начатую работу и в 2021 году запатентовали способ, способный усилить работу двигателя посредством модернизации работы коробки передач. В ПГУ предложили модернизировать элемент трансмиссии для привода транспортных средств, а именно шкив. Шкив — это колесо на оси или валу, предназначенное для поддержки движения и изменения направления натянутого троса или ремня, а также передачи мощности между валом и тросом или ремнем. Именно благодаря шкивту (тяговому и ведомому) происходит переключение скоростей с низкой на высокую и наоборот.
Доцент Александра Генералова пояснила, что вариаторная коробка передач — это вариация «автоматики». Но ее устройство и принцип работы имеют существенные отличия от классической автоматической коробки переключения передач (АКПП). Это бесступенчатая трансмиссия, в состав которой входят: вариатор; узел, осуществляющий разъединение двигателя с вариатором; система управления; механизм заднего хода.
«Принцип работы основан на том, что два раздвижных шкива (ведущий и ведомый), соединенных металлическим ремнем, автоматически меняют свой диаметр, изменяя при этом передаточное число. Запускается вариатор с помощью рычага селектора. Режимы передач идентичны с „автоматом”», — рассказала Александра Александровна.
Как мы писали ранее, в России разработкой и усовершенствованием вариаторных коробок передач не занимались. Ученые Пензенского госуниверситета, имея большой потенциал и задел в этом направлении, решили взяться за эту работу.
«Вариатор имеет ряд преимуществ, например, перед механикой. Во-первых, это экономия топлива, комфортность управления и самого движения, плавность хода автомобиля. Во-вторых, эффективность при использовании мощности мотора, ровный разгон и оперативный набор скорости, а также малая нагрузка на мотор. В-третьих, экологичность. И, конечно, высокий КПД», — добавила Генералова.
В связи с тем, что разработкой вариаторных коробок передач в нашей стране практически на то время никто не занимался, владельцы таких авто сталкивались с целым рядом проблем: покупка и ремонт запчастей, малое количество сервисов, способных осуществлять ремонт.
Как нам рассказала Александра Генералова для испытания модернизированных элементов потребовался стенд:
«Основная масса существующих стендов предназначены для ступенчатых коробок передач. А у нас бесступенчатая трансмиссия — вариаторная. Мы разработали свой стенд и алгоритмы работы для его управления. И, конечно, комплектацию стенда».
Стенд для испытания вариаторов легковых автомобилей состоит из рамы с тяговым электродвигателем, нагрузочного электродвигателя, соединенного с выходным валом вариатора, и блока управления. Вариатор оснащен электронными приборами для регистрации температуры, давления и уровня масла.
Ученые могут задавать определенные параметры для испытания коробки передач. Весь процесс полностью контролируется.
«Блок управления также управляет плавным изменением нагрузки и постоянно выводит снимаемые показатели на дисплей. Мы контролируем необходимые показатели, тем самым повышаем эффективность испытаний», — добавила Александра Генералова.
Отметим, созданный в ПГУ стенд превосходит все существующие аналоги. Так, на нем можно испытывать и механическую коробку передач, и даже «автомат». Ученые разработали универсальный кронштейн для крепления на стенд, который подходит для различных коробок передач.
Испытания усовершенствованной вариаторной коробки и стенда проходят успешно. Причем они стандартизированные, то есть отвечают ГОСТу РФ. Обкатывают и испытывают в двух режимах: в холостом и под нагрузкой. Уже есть первые результаты. КПД коробки со штатным шкивом оказалось выше на 8% аналогов.
В планах ученых наладить сотрудничество с российской автомобилестроительной компанией «АвтоВАЗ». В этом году компания анонсировала производство нового седана Aura. Lada Aura оснащается 122-сильным двигателем 1,8 литра и автоматической коробкой передач. Инновации пензенских ученых для «АвтоВАЗа» окажутся полезными. По словам Александры Генераловой, станет возможным работать над усовершенствованием коробки передач и ее испытанию.
Стенд для тестирования коробки переключения передач сэкономит несколько десятков тысяч рублей автомобильным заводам, а также позволит проводить испытания в любое удобное время. Стоит сказать, что в большинстве случаев проверка ноу-хау в автомобильной отрасли проходит на открытых полигонах. Это требует определенных экономических затрат.
«Такой стенд можно устанавливать в учебных лабораториях в вузах. Студенты смогут многому научиться. Такой опыт будет очень полезен для их дальнейшей профессиональной деятельности. К тому же стенд можно устанавливать на промышленных предприятиях для того, чтобы испытывать эксплуатационные параметры и работоспособность коробок передач», — добавила Александра Генералова.
В ПГУ продолжают проводить комплексную работу по изобретению и внедрению в отечественный автопром вариаторных коробок передач и их испытанию.