В начале 50-х годов автоматические коробки передач широко использовались на многих американских автомобилях: покупатели с большим энтузиазмом восприняли это решение, которое значительно упрощало процесс вождения и делало его гораздо более комфортным, избавляя от необходимости переключать передачи вручную. Успех этой инновационной трансмиссии не остался незамеченным и в Советском Союзе.
В этой статье мы рассмотрим основные этапы развития трансмиссионных технологий в СССР на примере крупнейших советских автопроизводителей ЗИЛ, ГАЗ и ВАЗ.
История взаимоотношений Советского Союза и США включала в себя не только славные страницы типа совместной победы во Второй мировой войне, но и послевоенное противостояние по всему миру, вошедшее в мировую историю как Холодная война. А что известно об инженерных достижениях двух самых могущественных стран прошлого века в автомобилестроении?
Американские компании, такие как Ford, GM, Chrysler, не нуждаются в представлении. Эти автогиганты внесли значительный вклад в развитие автомобильной промышленности не только в США, но и во всём мире. В послевоенные годы американские инженеры начали оснащать свои легковые автомобили инновационными системами переключения передач, известными как автоматические трансмиссии, которые быстро завоевали популярность среди автолюбителей. А какими были технические решения для легковых автомобилей в СССР?
Первое гидравлическое сцепление в СССР было разработано в 1929 году, а 1-й гидротрансформатор — в 1932-1934 годах в МГТУ имени Баумана. Первые шаги советских инженеров в разработке автоматизированных трансмиссий были сделаны в 30-х годах прошлого века, когда в г. Ленинграде было создано Бюро гидравлических редукторов. Это учреждение, помимо прочих задач, занималось разработкой гидромеханических трансмиссий для различных машин — в частности, для автомобилей производства АМО-ЗиЛ. Тогда все разработки в области гидравлических передач велись на заводе ЗИС (после 1956 года — ЗИЛ), где в 1949 году было создано Бюро гидравлических агрегатов. Здесь советские инженеры работали над гидромеханическими трансмиссиями для всех типов выпускаемых заводом автомобилей — легковых, автобусов и даже грузовиков. Кроме того, в конце 40-х годов разработкой гидромеханических трансмиссий занимались и специалисты Центрального научно-исследовательского автомобильного и автомоторного института (НАМИ). Однако на тот момент у советских инженеров ещё не было готового варианта полностью автоматической коробки передач, который можно было бы серийно выпускать для легковых автомобилей.
Технологии трансмиссии для моделей ГАЗ
Инженеры завода ГАЗ изначально использовали конструкции американских автомобилей в качестве основы для советских машин, а первые модели легковых автомобилей ГАЗ были лицензионными копиями моделей Ford, поэтому было принято решение о разработке на этой основе автоматических коробок передач для новых моделей ГАЗ — в частности, для будущей модели "Волга".
Фундамент работы над гидравлическими передачами на заводе ГАЗ был заложен, когда инженеры ГАЗа оснастили механическую коробку передач лимузина ЗИМ гидравлическим сцеплением, размещённым между маховиком и обычным сцеплением. Гидравлическое сцепление позволило водителю лимузина ЗИМ нажимать на ходу на тормоз и затем продолжать движение, не выключая сцепление и передачу. Это значительно упрощало процесс вождения и повышало плавность хода. Эту трансмиссию нельзя было считать автоматической, но она послужила ярким примером преимуществ, которые даёт введение в конструкцию трансмиссии гидравлического преобразователя, став отправной точкой в разработке автоматической коробки передач. Для этих целей советские специалисты закупили несколько американских автомобилей разных марок (в частности, Ford Dodge, Coronet и Plymouth Savoy), оснащённых автоматическими коробками передач.
Инженеры завода ГАЗ разобрали и внимательно изучили 3-ступенчатую автоматическую коробку передач Ford-O-Matic, разработанную для Ford специализированной американской компанией BorgWarner в 1950 году. К 1955 году были полностью готовы предсерийные образцы автомобилей с первой советской автоматической коробкой передач. В результате в 1957 году на ГАЗе началось серийное производство автомобиля ГАЗ М-21 "Волга", оснащённого АКПП. С точки зрения дизайна это решение было копией упомянутой выше трансмиссии Ford.
Однако стоит отметить, что полностью скопировать эту трансмиссию советским инженерам не удалось, так как она предназначалась для 6-ти и 8-цилиндровых двигателей, а "Волга" ГАЗ М-21 оснащалась 2,5-литровым 4-цилиндровым мотором мощностью всего 70 л.с. Поэтому новая советская трансмиссия получила другие передаточные числа, но это не сильно помогло. Автомобили ГАЗ М-21 отличались плохими динамическими характеристиками, нехваткой качественной трансмиссионной жидкости и невысоким уровнем надёжности. Кроме того, советские люди плохо знали правила эксплуатации автомобилей с автоматикой. В процессе эксплуатации многие автоматические коробки передач ГАЗ М-21 перегревались и выходили из строя. Поэтому ГАЗ выпустил всего 700 автоматических автомобилей ГАЗ М-21. Вскоре эта трансмиссия была признана полностью неудачной и заменена на 3-ступенчатую механическую коробку передач. Однако, эта неудача не обескуражила инженеров ГАЗа, и вскоре они придумали модифицированное решение трансмиссии для следующей модели ГАЗ-13.
Решения по трансмиссии в ГАЗ-13/ГАЗ-14 "Чайка"
Трансмиссия ГАЗ М-21 была доработана для работы в паре с двигателем V-8, устанавливаемым на ГАЗ-13 "Чайка", ведь двигатель "Чайки" был почти в три раза мощнее волговского. Модификации заключались в изменении передаточных чисел планетарной части и коэффициента преобразования в гидротрансформаторе. Кроме того, гидротрансформатор в "Чайке" охлаждался с помощью специальной жидкости, тогда как в конструкции ГАЗ-21 из-за малого объёма системы охлаждения использовалось воздушное охлаждение. Процесс переключения передач осуществлялся с помощью двух многодисковых сцеплений и двух ленточных тормозов — переднего (2-я передача) и заднего (1-я передача и задний ход).
Отличительной технической особенностью трансмиссии для модели ГАЗ-13 было наличие одностороннего сцепления, которое позволяло плавно, без рывков, переключаться с 1-й на 2-ю передачу, но при этом невозможно было осуществлять торможение двигателем на 1-й передаче. Поэтому инженеры включили на кнопочном селекторе передач специальный режим Т (торможение двигателем), который необходимо было включать при движении по неровной дороге или под уклон. На практике такой режим работы вызывал некоторые опасения у советских водителей, так как трансмиссия на подъёмах и спусках могла постоянно переключаться вверх-вниз в диапазоне скоростей от 36 до 40 км/ч, что могло негативно сказаться на устойчивости сцепления с дорогой.
Автоматическая коробка передач для модели ГАЗ-13 также оснащалась режимом kick-down — принудительным переключением на низшую передачу при резком нажатии педали газа в пол для более эффективного ускорения при обгоне. При парковке автомобиль "Чайка" оставался неподвижным не с помощью режима "P" (используемого в автомобилях с более современными автоматическими трансмиссиями), а с помощью центрального стояночного тормоза на фланце коробки передач, конструкция которого была идентична решению, реализованному в трансмиссии Chrysler TorqueFlite.
Процесс переключения передач в трансмиссии, устанавливаемой на ГАЗ-13, осуществлялся не рычагом, а кнопочным селектором (идентичным трансмиссии Chrysler PowerFlite). Советская трансмиссия включала в себя следующие режимы: "Н" (нейтраль), "Д" (драйв), "ЗХ" (задний ход) и "Т" (торможение двигателем).
Эта модель — один из самых роскошных автомобилей советского времени. Легендарная "Чайка" предназначалась для руководителей различных крупных предприятий, чиновников, министров и знаменитостей. Модель ГАЗ-13 "Чайка" выпускалась до 1981 года.
(Примечание: В 2022 г. нам посчастливилось поближе познакомиться с Легендой! Об этом можно прочитать ТУТ).
В следующей модели "Чайки" (ГАЗ-14) инженеры решили прибегнуть к конструкции АКПП от "Волги", внеся в неё ряд изменений. Для движения вперед было разработано 3 режима/передачи — D, 2 и 1. При переключении селектора в режим "D" включались все 3 передачи. Этот режим был основным для движения. Режим "2" использовался для движения в сложных дорожных условиях (снег, лёд на дороге). При включении режима "1" максимальная скорость ограничивалась 40 км/ч, а коробка принудительно блокировалась на первой передаче. При этом переключение с низшей передачи на высшую происходило с разной скоростью в зависимости от положения педали газа — чем меньше была степень открытия дроссельной заслонки, тем раньше включались высшие передачи. Такая функциональная особенность работы трансмиссии одновременно обеспечивала плавность хода и достаточную динамику разгона.
Чтобы припарковать ГАЗ-14, водитель мог задействовать как центральный трансмиссионный тормоз на карданном валу, так и полнофункциональный ручной (педальный) тормоз с приводом на задние колёса. В конце 1980-х годов МАДИ разработал для модели ГАЗ-14-07 новую автоматическую коробку передач с функцией принудительного ручного переключения (аналог Tiptronic!). Однако впоследствии этот проект был отменён, а вся техническая документация на эту модель уничтожена.
Решения по трансмиссии для моделей ЗИЛ
Вскоре после начала работы над трансмиссионными решениями для моделей ЗИЛ советские инженеры разработали в Москве экспериментальную гидромеханическую трансмиссию под названием Э111 для модели ЗИС-110, но она не была полностью автоматической, так как главной передачей в этой 2-ступенчатой планетарной коробке была прямая, а понижающая включалась вручную. В качестве прототипа инженеры ЗИЛа использовали трансмиссию Dynaflow, установленную на Buick Roadmaster 1947 года. Интересно отметить, что советские инженеры не имели в своём распоряжении реального прототипа американского автомобиля, и оригинальная конструкция была воссоздана по данным, полученным из технической литературы.
Позже инженеры ЗИЛа, работая над трансмиссией для будущего флагмана советского легкового автомобилестроения — роскошного лимузина ЗИЛ-111, использовали в качестве прототипа трансмиссию Powerflite, установленную на Chrysler Crown Imperial C-59 1953 года. По конструкции гидромеханическая трансмиссия для ЗИЛ-111 получилась очень похожей на американский вариант, несмотря на существенную разницу в параметрах моделей Chrysler и ЗИЛ (прежде всего в массе). Основными рабочими элементами трансмиссии для ЗИЛ-111 стали: гидротрансформатор, 2-ступенчатая планетарная коробка передач, гидравлическая система управления.
Размер гидротрансформатора для коробки передач ЗИЛ-111 был увеличен, так как двигатель советского автомобиля обладал большим крутящим моментом. Впоследствии конструкция гидротрансформатора была упрощена, что одновременно повысило плавность переключения передач. Трансмиссия ЗИЛ-111 стала стандартным вариантом трансмиссии для ЗИЛ-111 с самого начала их производства в 1957 году. Такое решение трансмиссии использовалось до 1975 года. За годы производства инженеры ЗИЛа значительно повысили надёжность этой трансмиссии, улучшили качество переключения передач, а также разработали новую жидкость для этой трансмиссии.
В 1966 году на ЗИЛе началась разработка 3-ступенчатой гидромеханической коробки передач (передаточные числа: I-2,02; II-1,42; III-1,00; З.Х.-1,42), однако для запуска её в серийное производство потребовалось почти десятилетие.
Однако стоит отметить, что длительный процесс разработки оправдал себя, так как планетарный механизм новой трансмиссии ЗИЛа оказался настолько оригинальным, что на него было получено свидетельство об изобретении
Механическая часть трансмиссии включала в себя 2 планетарных механизма, 3 сцепления, 2 ленточных тормоза и одностороннее сцепление. С 1975 года эта трансмиссия устанавливалась на автомобили ЗИЛ-114/117. Таким образом, советским инженерам потребовалось два десятилетия, чтобы разработать и создать собственную уникальную автоматическую коробку передач.
Следующие легковые автомобили ЗИЛ также оснащались еще более совершенными трансмиссиями. В 1978 году для модели ЗИЛ-4104 (115) была запущена в производство новая гидромеханическая трансмиссия 4104. Позже, в 1982 году, модификация трансмиссии 4104 привела к выпуску трансмиссии 4105. Это решение отличалось отсутствием заднего насоса и значительно упрощённым (без ущерба для надёжности) приводом механизма блокировки. Очередная модернизация трансмиссии 4105, проведённая в 1988 году, положила начало новой модификации, получившей название 4105-01. В этой версии была значительно улучшена конструкция одностороннего сцепления и ряда соседних узлов — всё это повысило надежность трансмиссии.
Коробки передач в Москвиче и ВАЗ-2103
Стоит отметить, что в советское время автоматические коробки передач устанавливались в основном на роскошные лимузины ГАЗ и ЗИЛ для чиновников, а на обычные автомобили ставились классические механические коробки — во многом потому, что сложные автоматические трансмиссии плохо сочетались с двигателями небольшого объёма.
Но, конечно, были и исключения! Например, прототип "Москвича" 3-5-6 был оснащён 3-ступенчатой автоматической коробкой передач производства BorgWarner. Но, к сожалению, эта инициатива — как и аналогичные эксперименты с "Москвичом" серии С — не получила дальнейшего развития.
Автомобили Волжского автозавода, известные как "Жигули", также оснащались автоматическими коробками передач! Нет, Lada 1500S Automatic не выпускалась ВАЗом — она стала результатом удачного тюнинга, выполненного голландским импортёром Lada. Этот автомобиль, как и его преемники, оснащался 3-ступенчатой автоматической коробкой передач General Motors 3L30 (TH180) французского производства.
Современная Россия
Если говорить об автомобилестроении в современной России, то следует отметить, что автоматические коробки передач устанавливались только на модели Lada ("Kalina", "Granta", "Priora", "Vesta", "X-Ray").
В зависимости от модели и комплектации, автомобили комплектуются 4-ступенчатой автоматической коробкой передач от Jatco или роботизированной трансмиссией на базе трансмиссионного решения ВАЗ, оснащённой исполнительными модулями, отвечающими за переключение передач, поставляемыми немецкой компанией ZF.
Если Вам понравился материал — поставьте ЛАЙК и ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на наш Блог, чтобы не пропустить новые публикации! Мы стараемся для Вас!
Если же Вам потребуется высокопрофессиональный ремонт АКПП, гидроблока, гидротрансформатора — обращайтесь! Будем рады Вам помочь.
Наш адрес: г. Москва, Алтуфьевское шоссе, 31 стр.1.
Наши телефоны для связи: +7 (495) 664-41-00 голос; +7 (926) 209-26-79 голос/мессенджеры (What’s App, Viber, Telegram).
Наш официальный сайт: https://zfcenter.ru/