Вопрос

Почему в автоматических коробках передач нет нейтральной передачи?

Я читал о том, что современные автоматические коробки передач сокращают подачу топлива в двигатель на спусках, тем самым повышая топливную экономичность при спуске с большого холма на передаче, а не на нейтральной скорости. Однако в ходе собственных экспериментов с автомобилем, который показывает текущий расход топлива (в виде мгновенного расхода в милях на галлон), я обнаружил, что это не всегда так и топливо действительно подаётся в определённые моменты при спуске, по-видимому, когда система определяет, что сопротивление двигателя слишком сильно замедляет автомобиль.



Когда топливо не впрыскивается, на автомобиль действует значительное тормозное сопротивление. При движении под уклон происходит небольшой, но заметный рывок, когда начинается впрыск топлива и тормозное сопротивление исчезает. Такое сопротивление хорошо для езды по шоссе, где, например, можно легко поддерживать разрешённую скорость и даже слегка притормаживать на длинных подъёмах, но при езде по городу оно может привести к значительному снижению экономии топлива. В ходе проведённого мной эксперимента я обнаружил, что расход топлива можно сократить примерно на 10 %, если всегда переключать передачу на нейтральную на спусках, где это не приведёт к превышению скорости более чем на 5 миль в час. Это немало: если бы все водители в США сократили расход топлива на эту величину, это позволило бы сэкономить около 40 миллионов галлонов топлива в день. (источник) Конечно, реальная экономия топлива, вероятно, будет не такой значительной для всех, как для меня. Похоже, что это помогает тем, кто живёт в холмистой местности или часто ездит по участкам, где уклон достаточно крутой, чтобы поддерживать скорость на спуске, но без включённой передачи. В основном это относится к езде по городу. Но, похоже, экономия всё равно достаточно велика, чтобы оправдать затраты на разработку улучшенной программы трансмиссии.



Поэтому мне интересно, почему автоматические коробки передач не предназначены для автоматического выбора нейтральной передачи, ведь так было бы экономичнее с точки зрения расхода топлива? Я не думаю, что проблема в безопасности движения на нейтральной передаче, ведь под управлением компьютера автомобиль может автоматически переключиться на передачу в тот момент, когда будет нажата педаль тормоза или педаль акселератора будет нажата настолько, чтобы преодолеть эффект торможения двигателем. Например, автомобиль уже достаточно умён, чтобы автоматически сбрасывать газ, если вы переключаетесь на нейтральную передачу при включённом круиз-контроле. Неужели никто раньше об этом не думал или просто не хотел улучшать ситуацию? Есть ли серьёзные недостатки, которых я не вижу?



Обновление: Я собираюсь провести более формальное измерение, как только у меня появится такая возможность. Неофициально я взял пару контрольных точек по дороге домой на участке с небольшим спуском, который начался с <1% и увеличился до> 6%.



1200 об/мин, скорость ~56 км/ч, расход топлива = 62



1500–1800 об/мин, скорость ~64 км/ч, расход топлива = 87



в этот момент я въехал на крутой участок холма и нажал на кнопку сбоку от автомата, чтобы двигатель заглох



2000 об/мин, скорость ~77 км/ч, расход топлива на галлон = 150 (это фиксированное значение, на данный момент топливо не расходуется)



Таким образом, это, по-видимому, опровергает утверждение о том, что «когда вы убираете ногу с педали газа и частота вращения двигателя составляет ~1500–2500 об/мин, ЭБУ полностью прекращает подачу топлива в двигатель». Ещё один момент: если я двигаюсь накатом и двигатель работает на холостом ходу, то расход топлива всегда в два раза превышает мою скорость (в милях в час), что указывает на то, что на холостом ходу я расходую 1/2 галлона в час. Таким образом, расход топлива в 87 миль на галлон при скорости 40 миль в час едва ли лучше, чем при холостом ходе, а при скорости 35 миль в час он даже хуже.



Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/53202/why-dont-automatic-transmissions-include-neutral-in-their-range

9 Комментариев

  1. Для простоты предположим, что переход на нейтральную передачу позволяет сэкономить столько же топлива, сколько при работе двигателя на холостом ходу.



    В таком случае разумнее будет дать двигателю поработать на холостом ходу, а не каждый раз переключать его на нейтральную передачу. По той же причине в трансмиссии нет муфты свободного хода. Неподвижное соединение между колесами и двигателем обеспечивает максимальную предсказуемость, что важно для автомобиля или любого другого транспортного средства. Переключение на нейтральную передачу приведет к замедлению реакции при резком нажатии на педаль газа в случае внезапной необходимости. Если он ещё не переключился на нужную передачу, ему придётся синхронизировать обороты двигателя и трансмиссии. Это отнимет драгоценные секунды и создаст ощущение медлительности и небезопасности. Кроме того, это увеличит нагрузку на трансмиссию.


  1. В идеале да, автономность должна способствовать более эффективному планированию. Точно так же, как система рулевого управления должна учитывать повороты на дороге (и может планировать их заранее на основе навигационных данных), система управления дроссельной заслонкой также может работать на основе прогнозирования. С другой стороны, мы не увидим автономности до электрификации, так что в конечном счёте это не будет иметь значения.
  1. @HariGanti Хорошая мысль насчёт прогнозирования рельефа местности... хотя, возможно, беспилотные автомобили смогут это делать. Я обновлю пост и добавлю некоторые данные об экономии топлива
  1. Вы же понимаете, что автомобиль гарантированно будет расходовать топливо в нейтральном режиме. Если колёса не приводят двигатель в движение вообще, то двигатель должен работать на холостом ходу, чтобы не выключаться. Автомобиль не может предугадать, как будет выглядеть местность, поэтому он не может спрогнозировать оптимальные условия работы.
  1. Я написал ответ на этот вопрос, но не могу его найти (GoogleFu сегодня не в лучшей форме). По сути, вам нужно оставить коробку передач в режиме движения, потому что так расход топлива будет меньше. Когда вы убираете ногу с педали газа и обороты двигателя составляют ~1500–2500, ЭБУ полностью прекращает подачу топлива в двигатель. Это часть настройки для экономии топлива. Если вы переведёте коробку передач в нейтральное положение, ЭБУ всё равно будет подавать топливо через форсунки, чтобы двигатель работал.
  1. @JPhi1618 Я не хотел на это намекать, поэтому не включил это в вопрос. Но после прочтения мне показалось, что нет никаких проблем с механической безопасностью, которые не позволили бы сделать это автоматически.
  1. @JPhi1618 На самом деле я читал этот ответ на немного другой вопрос, из которого, по крайней мере на мой взгляд, следовало, что механическая связь при автоматическом переключении на нейтральную передачу и обратно ничем не отличается от обычного переключения между передачами.
  1. Я мало что знаю о том, что происходит с механической коробкой передач, когда она переключается в нейтральное положение и обратно, но думаю, что это может быть так же важно, как и любая предполагаемая проблема с безопасностью. Кроме того, вот похожий вопрос.
  1. Существует также проблема изменения базового представления о том, как ощущается управление автомобилем. Все ожидают, что автомобиль будет замедляться, когда вы отпускаете педаль газа. Даже электромобили реагируют таким образом, так что изменить такое фундаментальное поведение довольно сложно — или вы предлагаете что-то другое? О, и вопрос, на который я дал ссылку, не должен был стать аргументом за или против вашего вопроса, он просто связан с ним.
Вы уже ответили на этот вопрос