Несмотря на все наши усилия, сцепление, этот фантастический фрикционный предохранитель между двигателем и трансмиссией, который так долго служил нам, имеет туманное будущее. В связи с тем, что механическая коробка передач находится под угрозой исчезновения, а во всей отрасли внимание сосредоточено на эффективности, самые умные инженеры теперь одержимы отказом от энергосберегающих фрикционных дисков, даже в автоматических коробках передач с двойным сцеплением. Дэн Дорш, доктор философии. Кандидат и научный сотрудник Национального научного фонда по программе машиностроения в Массачусетском технологическом институте является одним из таких умов. В апреле он выиграл конкурс Lemelson-MIT «Drive it!» премия аспиранта, присуждаемая проекту, демонстрирующему наилучший потенциал для общественной пользы, экономического успеха и воздействия на окружающую среду.
Модель Гражданин
Эта рабочая модель служит только для иллюстрации того, на что способна коробка передач Дорша, а не того, как она будет выглядеть. Готовое изделие будет отсоединять двигатель с помощью зубчатой муфты (не показано, 001) и шестерни согласования скорости с меньшим электродвигателем (002), в то время как тяговый двигатель (003) приводит в движение колеса (004).
Дизайн Дорша представляет собой трансмиссию гибридного автомобиля, в которой традиционное сцепление или преобразователь крутящего момента заменяется собачьей шестерней, в которой для соединения двигателя с коробкой передач используются блокирующие зубья, а не трение. Дизайн Дорша значительно уменьшает размер, вес и потери на трение существующих трансмиссий, но общая концепция ориентирована на быстрые автомобили, а не на экономичные гибриды. Неназванная «ведущая компания по производству высокопроизводительных автомобилей» в настоящее время разрабатывает прототип, который может превратиться в самые экзотические гибриды.
Трансмиссия соединяет двигатель с двумя электродвигателями, больший из которых рассчитан на запуск автомобиля на пределе трения шин. Работа второго электродвигателя происходит внутри трансмиссии, где он раскручивает двигатель, чтобы согласовать обороты во время переключения передач. Он также действует как стартер при вращении двигателя внутреннего сгорания и как генератор, когда роли меняются местами.
Более крупный электродвигатель сбрасывает автомобиль с конвейера, выполняя роль первой и задней передач и устраняя необходимость в сцеплении или гидротрансформаторе для плавного сцепления вращающегося двигателя и неподвижных колес. По мере увеличения скорости срабатывает двигатель, и к группе присоединяется второй электродвигатель. Во время переключения передач более крупный двигатель передает непрерывный крутящий момент на землю, в то время как меньший согласовывает скорость двигателя с частотой вращения колес — быстрее и точнее, чем когда-либо могли бы ваши ноги при выключении сцепления и щелчке дроссельной заслонки. Дорш говорит, что при достаточно точном управлении фрикционные конусы на синхронизаторах передач также могут быть устранены, что еще больше упростит коробку передач. Результатом, теоретически, является идеально подобранное по скорости переключение передач, без рывков и необходимости в энергосберегающих муфтах, характерных для трансмиссий с двойным сцеплением.
Если этот неназванный производитель запустит трансмиссию в производство, это сделает реальностью запуски полностью электрических двигателей с крутящим моментом, усиленные переключением передач с нулевой потерей мощности. Мы не можем думать о большей общественной пользе.
Дженни Криг
–
Porsche’s PDK transmission is one of several available today that use all the components Dorsch’s design eliminates. In the 911, it weighs about 265 pounds. For a vehicle using Dorsch’s streamlined design, subtract key components as follows:
