9G-Tronic

АКПП 9G-Tronic пришла на смену своей предшественнице 7G-Tronic в 2013 году, став 7-й автоматической коробкой переключения передач компании Mercedes-Benz[2]. Дебютировала она на дизельной модели E350 BlueTEC 2014 года, которая улучшила свои показатели, став одной из самых эффективных шестицилиндровых дизельных легковушек в своём классе[1].

При разработке новой 9-ступенчатой автоматической коробки передач инженеры-конструкторы компании Mercedes-Benz сосредоточились на вопросах облегчения конструкции с сохранением её размеров и реализации схемы с девятью передачами при минимальном количестве планетарных рядов и механизмов переключения передач. В результате интенсивного компьютерного системного анализа и синтеза эту задачу конструкторам удалось решить, обойдясь всего четырьмя простыми планетарными рядами и шестью механизмами переключения передач[1].

Коробка передач 9G-Tronic получила внутреннее обозначение NAG3 («новая автоматическая коробка передач 3-о поколения»)[3]. Её производство налажено на заводе в Хедельфингене (Штутгарт, Германия), где за последние 50 лет было выпущено около 22 миллионов АКПП для легковых автомобилей[2].

С 2014 года АКПП 9G-Tronic устанавливается на автомобили E-класса (в том числе купе/кабриолет) и CLS-класса, с 2015 — GLC, GLE (в том числе купе) и GLS-классах. С 2016 года коробка стала доступна на C и SL-классах.

9G-Tronic представляет собой усовершенствованный вариант трансмиссии 7G-Tronic Plus и является первой в мире 9-ступенчатой автоматической коробкой передач в премиум-сегменте[4]. Девять передач переднего хода способствуют более быстрому и плавному переключение, что способствует экономичности, комфорту и динамике вождения. При этом, АКПП способствует снижению расхода топлива на величину до 6.5%[4].

КПД новой коробки передач составляет невероятную цифру – 92%[5] (для сравнения этот показатель у 7G-Tronic составлял 85%)[6][7], а диапазон передаточных отношений – 9.15[5]. Благодаря этому частота вращения коленчатого вала ощутимо снижается на высоких передачах и скоростях из-за чего улучшается не только экономичность, но и уровень комфорта (так, например, при скорости 120 км/ч на девятой передаче частота оборотов будет составлять 1350 об/мин)[7].

Несмотря на две дополнительные передачи и максимальный передаваемый крутящий момент до 1000 Н·м, новая автоматическая коробка передач требует столько же места для установки, сколько и её предшественник, хотя по весу она значительно легче[1]. Двусоставная конструкция корпуса осталась без изменений: корпус гидротрансформатора изготовлен из лёгкого алюминиевого сплава, а корпус коробки передач с оптимизированным пластиковым масляным поддоном выполнен из более лёгкого магниевого сплава. Три датчика частоты вращения следят за работой трансмиссии и снабжают систему управления коробкой передач соответствующей информацией для эффективного переключения передач.

Для надёжного и в то же время энергоэкономичного снабжения долговечной синтетической трансмиссионной жидкостью Fuel Economy с улучшенными антифрикционными свойствами автоматическая коробка передач 9G-Tronic оборудуется двумя насосами[4]. Существенно уменьшенный в размерах, механический основной насос располагается рядом со вторичным валом — конструктивно вне его оси; в движение он приводится с помощью цепи и дополнен отдельным электрическим насосом. Такая конструкция, с одной стороны, позволяет активно, в зависимости от нагрузки, регулировать объём потока смазочно-охлаждающей жидкости, а с другой обеспечивает совместимость АКПП 9G-Tronic с функцией «старт-стоп» двигателя. Кроме того, за счёт первой в мире реализации прямого управления в девятиступенчатой планетарной автоматической коробке передач удалось значительно повысить экономичность её гидравлики[4].

Три разных режима позволяют заранее выбрать характер переключения передач от экономичного до динамичного. Это повышает комфорт при движении и снижает уровень шума. Поскольку данная коробка передач способна при переключении перескакивать несколько ступеней, то для совершения энергичных и быстрых разгонов во время движения по трассе можно будет сразу же переключаться на несколько передач вниз. Уменьшение разницы между соседними числами оборотов, соответствующих ступеням трансмиссии, приводит к более быстрому переключению передач — а значит, и к большей отзывчивости и маневренности автомобиля[4].

В коробку 9G-Tronic входят три режима вождения[4]:

• «Comfort» («C») — для вождения с низким расходом топлива;
• «Sport» («S») — для быстрого и резкого вождения на высоких оборотах;
• «Manual» («M») — для быстрой езды и ручного переключения передач через систему DIRECT SELECT.

Коробка 9G-Tronic, со слов представителей компании, подходит для автомобилей с задним и полным приводом, а также для гибридов и электромоторов[4].

Планетарный комплект 1 - Планетарный комплект 2 - Планетарный комплект 3 - Планетарный комплект 4

Данная номограмма является реальным геометрическим калькулятором, точно представляющим скорость вращения 3 * 4 = 12 внутренних валов коробки передач 9G-Tronic для 9 передаточных чисел (+ обратное), сгруппированных по 4 постоянным муфтам на 3 совместных и 5 независимых ординатах[8]. Эти координаты расположены на оси абсцисс в строгом соответствии с пропорциями количества зубцов солнечной шестерни по отношению к их кольцам. Следовательно, выходные показатели на 3 ординате соответствуют значениям реальной коробки передач.

Данная геометрическая конструкция освобождает от проведения вычислений по формуле Уиллиса.

Обозначения:

• A: Тормозной механизм (блокирует s2 солнечную шестерню)
• B: Тормозной механизм (блокирует r3 кольцевую шестерню)
• C: Тормозной механизм (блокирует c1 водило)
• D: Муфта (соединяет c3 водило с r4 кольцевой шестернёй)
• E: Муфта (соединяет c1 водило с r2 кольцевой шестернёй)
• F: Муфта (соединяет s1 солнечную шестерню с c1 водилом)

Интерактивную номограмму см. в разделе Ссылки.

• Christoph Dörr, Henrik Kalcynksi, Anton Rink, Marcus Sommer. Das Neungang-Automatikgetriebe 9G-Tronic von Mercedes-Benz // ATZ. — Springer Vieweg, 2014. — № 1. — С. 40-45.

• Техническая информация о АКПП 9G-Tronic  (англ.)
• Интерактивная номограмма 9G-Tronic  (англ.)