Автомобильный бренд Nissan активно использует вариаторные технологии при разработке трансмиссий для новых моделей машин. Компания систематически работает над совершенствованием технических характеристик этих коробок передач, повышением эффективности, интеграцией в новые экономичные энергетические установки. Стоит подробнее рассмотреть, в каких перспективных направлениях развиваются вариаторы этой компании, с учетом текущих реалий автомобилестроения и расширения сферы применения электрических силовых установок.
Развитие вариаторов Nissan в эпоху электрификации
В ближайших планах японского автомобильного бренда выделение серьезных финансовых вложений в электрификацию автомобилей. Компания планирует израсходовать не менее 17 миллиардов долларов для реализации программы развития до 2030 года. К этому сроку предлагается, что каждая вторая единица техники, сходящая с конвейера производителя, будет электромобилем.
В этих условиях использование вариаторов остается актуальным. Эффективность и комфортность этих трансмиссий уместны в сочетании с электрическими двигателями. Вариаторные коробки предполагают использовать в двигателях на полной электротяге и гибридных исполнениях, где этот мотор работает в комплексе с топливным.
Применение в гибридных силовых установках
Опыт установки вариаторов вместе с гибридными двигательными установками уже частично наработан. В этих условиях вариаторный механизм применяется, чтобы оптимально распределить вращающий момент между топливным и электрическим мотором. Это необходимо, чтобы повысить КПД, обеспечить экономичность, что крайне существенно для нормальной работы гибрида. По мере распространения гибридных установок, актуальность вариаторов еще больше возрастает.
Эта идея реализована в вариаторной модели JF018E из линейки CVT восьмого поколения. Поскольку мощность электрического мотора в гибриде не превышает 15 кВт, при ограниченной емкости аккумуляторной батареи важно сократить потери энергии. Для этого служит вариаторная трансмиссия. Электромотор исполняет функцию гидротрансформатора – для переключения режима функционирования приводного механизма.
Вариатор снабжен сухим многодисковым сцеплением, связывающим электродвигатель с топливным агрегатом. От электромотора на ведущие валы идет уже мокрое сцепление для соединения или разъединения с ходовой частью.
Адаптация вариаторов для полностью электрических силовых установок
Разработчики автомобильного бренда также успешно используют вариаторы в полностью электрическом силовом приводе, где не применяется топливный агрегат. Вариаторная трансмиссия изменяет передаточное отношение бесступенчатым способом. В отношении электродвигателя это создает условия для оптимизации работы и повышения эффективности.
В пользу вариатора свидетельствует расширенный диапазон передаточных чисел (по сравнению с традиционными коробками передач). Комплекс перечисленных обстоятельств обеспечивает увеличение запаса хода между подзарядками аккумуляторной батареи.
Интеграция с системами рекуперации энергии торможения
Вариаторные трансмиссии в гибридных установках неплохо интегрируются в систему рекуперации, чтобы использовать торможение для восполнения электроэнергии. При бесступенчатом регулировании передаточных чисел расширяются возможности по восстановлению энергетических ресурсов, с сокращением возможных потерь. При таком подходе также дальность передвижения электромобиля на одном заряде аккумулятора существенно увеличивается.
В гибридной установке с вариатором рекуперация обеспечивается следующим образом:
- При разомкнутом первом и замкнутом втором сцеплении машина приводится в действие электротягой – в начале движения, при разгоне из статичной позиции.
- Отсоединив электродвигатель от вариаторной коробки и соединив с бензиновым агрегатом, можно зарядить аккумуляторную батарею при статичном положении транспортного средства.
- если оба сцепления замкнуты, подзарядка проводится при снижении скорости движения электромобиля.
Моменты соответствующих переключений определяются электронным блоком, с учетом текущих условий. В этой схеме вариаторная коробка служит удобным передаточным звеном между электрическим и топливным двигателем.
Развитие технологий управления и автоматизации
Широкие перспективы применения вариаторов Ниссан открываются по мере развития технологических методов электронного управления и средств автоматизации. Внедрение интеллектуальных комплексов, анализирующих условия движения в текущий момент, подбирают корректное передаточное отношение для минимизации нагрузок на двигательную установку и приводной механизм. Плавность регулирования вращающего момента в вариаторной трансмиссии – дополнительный плюс для работы под управлением электроники.
Автоматический блок может подстроить коробку передач под манеру вождения владельца, погодные условия, дорожную ситуацию и другие особенности. При этом обеспечивается комфорт для водителя и пассажиров, эффективность использования энергии.
Учитывая достигнутые конструкторами Ниссан технические характеристики вариаторов, применение коробок передач этого типа открывает широкие перспективы и большие возможности для последующего совершенствования трансмиссионных механизмов.
Важно добиться следующих целей:
- повысить конструктивную надежность оборудования за счет увеличения износостойкости, надежности используемых материалов;
- продлить эксплуатационный ресурс;
- обеспечить ремонтопригодность оборудования внедрением блочного метода ремонта, с быстрой и удобной заменой изношенных узлов;
- снизить риски перегрева устройств.
Систематическое исполнение этих условий сделает вариаторы еще эффективнее и надежнее. А привлекательные параметры вариаторных трансмиссионных механизмов Nissan, учитывая достигнутые результаты, станут удобной отправной точкой для дальнейшего совершенствования оборудования и адаптацией к новым энергоэффективным и экологически безопасным технологиям.
