Принцип работы планетарная коробка передач
Планетарная передача: может ли без неё классическая коробка автомат? - Автомобили и люди
Доброго вам дня дорогие читатели! В данной статье мы рассмотрим один из интереснейших механизмов — планетарная передача принцип действия и какая это красивая идея конструктора. В материале будет описано из каких узлов она состоит. Так же рассмотрим где же применяется такой вид передачи в автомобильном транспорте.
Что такое планетарный механизм
Прежде чем рассматривать устройство и принцип работы планетарного механизма необходимо обозначить его назначение. Он служит для изменения скорости (иногда направления) вращения выходного вала.
В работе этого механизма прослеживается такая зависимость, чем ниже скорость выходного вала, тем больший на нем крутящий момент (другими словами большое соотношение входного и выходного валов).
Теперь узнаем, что же такое планетарная передача, принцип действия которой основан на вращении шестеренок. Шестерни бывают следующих видов:
- солнечная шестерня;
- сателлиты;
- коронная шестерня.
Планетарный механизм получил свое название из-за размещения шестеренок в нем как планет вокруг солнца.
А схема следующая: в центре находиться солнечная шестерня, вокруг нее крутятся сателлиты (как планеты) связанные между собой водилом, а снаружи сателлитов идет коронная шестерня. Все виды шестеренок могут быть связаны или с входным валом или выходным.
Принцип работы планетарной передачи заключается в том, чтобы один из видов шестерней (солнечная, водило или коронная) был закреплен жестко. Тогда этот закрепленный узел является передающим звеном.
Например, при закреплении коронной шестерни, входной вал подает крутящий момент на солнечную шестерню. Та же передает вращение далее на сателлиты, которые проходя по коронной шестерне начинают вращать водило. Ну а водило выводит уже крутящий момент на выходной вал.
На этом принципе строиться планетарная коробка передач в состав которой входят дополнительно системы затормаживания и блокировки узлов механизма.
Планетарная передача принцип действия которой может быть двух видов:
- Одноступенчатый (блокируется только один вид шестерней);
- Многоступенчатый (могут блокироваться разные виды шестерней).
Помимо этого, планетарный ряд может быть, как с закрепленным элементом как мы рассматривали ранее, так и дифференциальным. Во втором случае ни один из узлов механизма жестко не фиксируется, позволяя изменять вращения самостоятельно, на основе сил, приложенных к разным валам системы.
Ее механизм устроен так что позволяет быстрее вращаться валу, который меньше всего нагружен.
Узлы и агрегаты на основе планетарного механизма
Самым распространенным агрегатом на основе планетарного механизма является дифференциал автомобиля. Он установлен на каждой ведущей оси автомобиля.
Здесь стоит планетарная передача, принцип действия которой основан на дифференциальной системе. Это когда ни один узел системы не закреплен жестко.
Входной вал подает крутящий момент на шестерню (не коронную, поскольку зубья размещены не вниз, а в сторону), та передает тягу на сателлиты, к которым присоединено две солнечные шестерни.
Механика здесь следующая: сателлиты вращаются с одной скоростью, а солнечные шестерни могут иметь разные скорости вращения отличные друг от друга, но сума их скоростей всегда одинакова.
На втором месте по распространению идет гидромеханическая планетарная коробка передач, принцип работы, которой основан так же на вращении трех видов шестеренок.
Но здесь все устроена намного сложнее так как в современном мире требуется от пяти и больше передач переднего хода. А это на одном планетарном механизме реализовать невозможно.
Для реализации современной трансмиссии инженеры планетарный ряд АКПП связывают из нескольких планетарных механизмов в один каскад. Который в свою очередь может реализовать диапазон соотношений от 0,7:1 на высших передачах до 4,5:1 при движении на низких скоростях Приведенное соотношение можно расшифровать так, что на один оборот выходного вала коробка делает 0,7 оборота входного вала и т.д.
Для переключения передач в состав АКПП входят механизмы которые сначала притормаживают необходимые шестеренки, а затем и вовсе их блокируют для задействования других узлов.
Так же планетарная передача принцип действия которой основан на блокировке одного или нескольких узлов применяется в постройке станков, подъёмного оборудования и тракторов. Ведь у такого механизма есть масса преимуществ, а именно:
- невысокая шумность;
- небольшие размеры (все шестерни находятся на одной оси и рядом друг с другом);
- маленькая нагрузка на зубья (так как число их большое, на каждый приходиться меньшее усилие);большие значения передаточных чисел (поскольку зубья выдерживают большие нагрузки к тому же большое количество шестерней разных размеров).
Ну и без недостатков такой механизм не обошелся, а они следующие:
- сложность конструкции и изготовления (очень много узлов позиционирование которых должно быть очень точным);
- при проектировании систем с большими нагрузками снижается КПД (поскольку большое количество шестерней имеют большие потери на трение).
Подведя итог следует сказать, что планетарный механизм прочно вошел в современное автомобилестроение. Хотя агрегаты, построенные на его базе, имеют довольно сложную структуру, но сам механизм простой в понимании принципов работы.
Надеюсь вам было несложно понять все что было описано в материале и в порядке благодарности прошу подписаться на материалы нашего сайта и поделиться найденной интересной информацией с друзьями в социальных сетях.
auto-ru.ru
Сателлиты КПП - изучаем их устройство
Если говорить об автомобильных коробках передач, то наиболее распространенным вариантом всегда считался механический вид этого устройства, а коробка автомат ассоциировалась скорее с женщиной-водителем. Однако, в последнее время АКПП завоевывает все большую популярность не только у женщин, но и у представителей мужского пола.
Естественно, у каждого из видов имеются свои преимущества и недостатки, поэтому оценивать их как безусловно хороший или несомненно плохой, конечно же нельзя. В данной статье, мы попытаемся немного разобраться в работе автоматической КПП, уделив особое внимание некоторым ее составляющим, а точнее, так называемым сателлитам КПП.
Что такое сателлиты коробки передач?
В автомобильной практике, под понятием «сателлит» подразумевают один из элементов АКПП, называемый еще планетарной шестерней. С конструктивной точки зрения – это зубчатое колесо планетарной передачи, оборудованное подвижной осью вращения. Как правило, данная деталь размещается в месте стыка с солнечной шестерней. Солнечная шестерня – центральный элемент, вокруг которой и вращаются зубчатые колеса. Благодаря такой конструкции, принцип работы сателлита напоминает нашу Солнечную систему, вокруг которой вращаются планеты, от сюда и название передачи – планетарная.
Планетарная передача самая важная часть КПП, ведь именно она обеспечивает весь диапазон рабочих взаимоотношений автоматической передаточной коробки, а остальные устройства только помогают качественному ее функционированию.
В наше время, указанный вид получил широкое распространение не только в автомобильном мире, но еще и в повседневной жизнедеятельности человека. К примеру, планетарная передача является основой работы многих электрических шуруповертов.
В автомобильной коробке автомат, как правило, расположено две таких передачи, которые объединены в один компонент. Сюда входят солнечная шестерня (размещена в центре), водило и кольцевая шестерня. Каждая составляющая может играть роль входной или выходной шестерни, или же вообще блокироваться. Передаточное отношение определяется выбором функции каждого компонента. Такая система присутствует на многих АКПП и считается наиболее долговечной, так как из-за незначительной активности зубьев они редко выходят из строя. Кроме того, планетарная передача отличается простотой и компактностью, что позволяет более плавно переключать скорости, избегая разрывов в передачи мощности силового агрегата транспортного средства.
Замена сателлит коробки передач
Когда на шестернях дифференциала (в том числе и сателлитах) появляются трещины или начинают крошится зубья – это верный признак того, что указанный элемент подлежит замене. В случае незначительных повреждений поверхностей скольжения, присутствующий дефект можно устранить путем шлифовки мелкозернистой шкуркой, с последующей полировкой.
Выполняя замену сателлита коробки передач, необходимо выполнить ряд последовательных действий. Для начала выверните болты крепления ведомой шестерни главной передачи, при помощи которых она крепится к коробке дифференциала. Взаимное расположение коробки и шестерни стоит пометить. Затем, установите под шестерню какой-то упор и выпрессуйте из нее коробку дифференциала.
Выполнить эту задачу поможет молоток и выколотка из мягкого металла, через которую будут наноситься удары. Дальше, пользуясь бородком, выбивают фиксирующий штифт оси сателлитов и достают его из коробки. Теперь, когда он в руках, можно без проблем снять ось сателлитов, а за ней, проворачивая шестерни дифференциала, вынуть из коробки и сами сателлиты, вместе с полуосевыми шестернями и опорными шайбами. Проведите осмотр рабочих поверхностей деталей зубьев сателлитов, шлицов и зубьев полуосевых шестерен. Если теория о сильном износе их рабочих поверхностей подтвердилась и Вы заметили, что зубья и правда начали крошится, то процедуру замены лучше не откладывать.
На данном этапе, все, что нужно – это установить на место вышедших из строя деталей, новые элементы и собрать все в обратной последовательности.
Принцип работы сателлитов в коробке передач
Чтобы разобраться в принципе работы сателлитов коробки передач, рассмотрим ее более детально. Функционирование АКПП обеспечивается работой двух основных составляющих – гидромуфтой и уже упомянутой планетарной передачей. Гидромуфта представлена в виде двух лопастных колес, которые помещены в единый корпус, заполненный специальным маслом. Одно из колес – насосное, соединено с коленчатым валом двигателя, а второе – турбинное, непосредственно взаимодействует с трансмиссией.
Когда насосное колесо начинает вращаться, отбрасываемые потоки масла способствуют раскручиванию турбинного колеса, что позволяет передавать крутящий момент в соотношении 1:1. В случае с автомобилем, такой вариант совершенно не подходит, ведь здесь нужно, что бы крутящий момент мог меняться в широких диапазонах.
Поэтому, учитывая данный факт, между насосным и турбинным колесами начали устанавливать дополнительное колесо – реакторное, способное подстраиваться под рабочие режимы движения машины, что выражается либо в его вращении, либо в неподвижности. В неподвижном состоянии, реактор увеличивает скорость потока рабочей жидкости, которая циркулирует между колесами, а чем выше скорость ее движения, тем большее воздействие оказывается на турбинное колесо.
Таким образом, крутящий момент на турбинном колесе увеличивается, тоесть мы влияем на его трансформацию. Благодаря этому, устройство с тремя колесами, можно назвать уже не гидромуфтой, а гидротрансформатором.
Однако, и он не способен полностью трансформировать скорость вращения в нужных пределах. Кроме того, обеспечить движение автомобиля задним ходом, ему также не под силу. Именно поэтому, такое устройство дополняют набором из отдельных планетарных передач, обладающих разным передаточным коэффициентом. Со стороны это может выглядеть так, как будто несколько одноступенчатых КПП поместили в один общий корпус.
Планетарная передача – это механическая система, которая состоит из нескольких шестерен – сателлитов, вращающихся кругом центральной шестерни. Все вместе, сателлиты фиксируются благодаря водилу, а внешняя кольцевая шестерня, имеет внутренние зацепление с планетарными шестернями. Закрепленные на водиле сателлиты, вращаются кругом центральной шестерни, а внешняя шестерня, движется вокруг сателлитов. Разница передаточных отношений достигается путем фиксации разных деталей относительно друг друга.
За переключение передач отвечает система управления, которая изначально была полностью гидравлической, но в современном мире, на помощь ей пришла электроника.
Но почему же, в автоматической коробке передач, чаще всего, применяется именно планетарная передача? Можно же попробовать использовать валы с закрепленными на них шестернями (как в механической коробке)? Ту дело в том, что описанный тип передачи более компактный и обеспечивает быстрое, а главное плавное переключение скорости, без разрыва в передаче мощности мотора. Более того, за счет передачи нагрузки несколькими сателлитами, снижается напряжение зубьев, что обеспечивает сравнительно большую долговечность планетарных передач.
В одинарном варианте такой передачи, крутящий момент передается посредством двух ее элементов: один из которых ведущий, а второй – ведомый. Третий составляющий элемент остается в неподвижном состоянии.
Двухступенчатая планетарная передача представляет собой две объединенные передачи. Она состоит из одной кольцевой шестерни (всегда выходной), двух солнечных и двух наборов сателлитов. Расположение сателлитов в водиле выполнено таким образом, что один размещен ниже второго и не сопрягается с кольцевой шестерней, соединяясь только с другим сателлитом, посредством которого и достигается указанное соединение. Меньшие шестерни, сопрягаются исключительно с меньшей солнечной шестерней, а большие – соответственно, с большей шестерней, а также с меньшими сателлитами.
Преимущества и недостатки использования планетарных механизмов в КПП
Использование планетарных механизмов в КПП имеет ряд преимуществ, среди которых выделяют:
- сравнительно меньшие габариты трансмиссии;
- высокую надежность работы (работоспособность сохраняется даже в случае потери нескольких зубьев центральных колес);
- высокий коэффициент полезного действия при сравнительно больших передаточных числах;
- отсутствие поперечных нагрузок на основных валах;
- возможность отсоединения вала силового агрегата от трансмиссии, конечно, лишь при условии использования фрикционов передаточной коробки (в этом случае, коробка передач одновременно выполняет роль главного фрикциона);
- сравнительно высокую скорость переключения передач, что существенно повышает средний темп движения транспортного средства.
Однако, наряду с преимуществами, также, существуют и некоторые «минусы» применения планетарной передачи в КПП. Основными из них считаются необходимость в повышенном уровне точности изготовления, что объясняется наличием избыточных связей («лишних» сателлитов), и резкое снижение коэффициента полезного действия при работе с большими передаточными числами.
Зачастую, те планетарные передачи, в состав которых входят эпициклические колеса, имеют сравнительно больший уровень КПД, нежели те, которые состоят только лишь из колес внешнего зацепления. По этой причине, в планетарных КПП, применяются самые простые планетарные ряды с эпициклом. Количество переключений одного ряда, как правило, не превышает трех, что значительно упрощает систему управления фрикционами и тормозами. Кроме того, число планетарных рядов одной коробки передач, также, чаще всего, не превышает трех.
Наличие особенностей в проектировании и расчете таких передач, связано с присутствием избыточных кинематических связей (сателлитов). Гранично возможное число сателлитов в одном ряду, ограничивается условием соседства, которое гласит, что их количество должно быть таким, что бы они не соприкасались друг с другом.
Правда в реальности, число сателлитов редко превышает шесть, что объясняется трудностью равномерного распределения нагрузки между ними в случае большого их количества. Вторым необходимым условием существования и нормального функционирования планетарного ряда, является соблюдение условия соосности, а точнее соосности центральных колес, водила и эпицикла. В случае простого планетарного ряда, такое условие выражается в равенстве межосевых расстояний зацепления солнечного колеса и сателлита, а также зацепления сателлита и эпицикла.
Разветвление потока мощности при передаче силовых нагрузок посредством сателлитов, требует принятия определенных мер касательно обеспечения равномерности распределения поступающих нагрузок между всеми сателлитами. Среди основных причин отсутствия такой равномерности, выделяют следующие: неточности, допущенные при изготовлении зубчатых колес; разное межосевое расстояние сателлитов; перекос геометрии осей сателлитов (оси сателлитов и главная ось передачи непараллельные друг другу) и т.д.
В случае отсутствия обеспечения равномерного распределения нагрузки, расхождение в ее величине, у некоторых сателлитов, может достигать показателя в 70%. Выравнивания поступающей нагрузки между всеми сателлитами, можно достигнуть одним из следующих способов:
За счет повышения точности изготовления деталей планетарной передачи
Путем создания плавающего типа водила или одного из центробежных колес, благодаря чему они смогут иметь некую радиальную подвижность относительно корпуса и сопряженных элементов;
За счет применения упругих элементов конструкции (например, за счет использования обода эпицикла с повышенной гибкостью и осей сателлитов с малой жесткостью).
Расчет прочности описанного типа передач, производят по формулах, используемых в работе с цилиндрическими передачами. Определяя расчетный момент, который действует в зубчатом зацеплении, учитывают количество сателлитов, отвечающих за передачу рабочих нагрузок, а также неравномерность нагрузки на их зубья.
При изготовлении элементов планетарных передач, используются такие же материалы, как и при создании обычных зубчатых передач. Зачастую, это машиностроительные и легированные стали углеродистого происхождения, которые дополнительно подвергаются улучшенной термической обработке.
Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.
Была ли эта статья полезна?auto.today
Планетарные коробки передач
Современные планетарные коробки передач отличаются большим разнообразием. Планетарные АКПП классифицируются по различным признакам и в первую очередь по числу передач и особенностям компоновки. Это связано с тем, что число передач определяет кинематический диапазон коробки, от которого зависят эксплуатационные показатели: топливная экономичность и тягово-динамические характеристики автомобиля.
По сравнению с применявшимися ранее трехступенчатыми четырехступенчатые коробки передач позволили реализовать ряд важных преимуществ, способствующих улучшению топливной экономичности и динамических качеств автомобиля. Однако вопрос об их дальнейшем совершенствовании оставался открытым. Стремление к дальнейшему повышению динамических качеств автомобилей и их топливной экономичности уже в начале 90-х годов привело к созданию пятиступенчатых планетарных коробок передач. Однако прежде чем переходить к рассмотрению кинематических схем пятиступенчатых коробок передач, остановимся еще на одном важном вопросе. При разработке кинематической схемы большое значение имеет улучшение качества управления приводом планетарной передачи и реализация плавного переключения. С этой целью в современных автоматических коробках передач широко используются муфты свободного хода.
Принцип паботы
Понижающая передача
Блокируя те или иные элементы планетарной передачи между собой или на корпус коробки в простом (одинарном) планетарном ряду, можно получить прямую, повышающую, понижающую передачу или реверс
Когда планетарный ряд выполняет роль понижающей передачи, роль ведомого (выходного) звена играет водило — деталь, соединяющая оси сателлитов (на рисунке она не показана). Когда солнечная шестерня заторможена (например, тормозом — на корпус коробки), водило вращается медленнее «короны», а крутящий момент на нем оказывается больше приложенного к «короне»
Прямая передача
Прямая передача получается посредством жесткого соединения водила и солнечной шестерни — при этом «корона» не может поворачиваться относительно солнечной шестерни (а сателлиты — вокруг своих осей), и весь планетарный ряд вращается как одно целое
Повышающая передача
В повышающей планетарной передаче, как и в понижающей, «солнце» является заторможенным элементом. Только ведомое звено теперь — не водило, а «корона»
Реверс
Чтобы изменить направление вращения на противоположное, нужно затормозить водило (то есть сделать неподвижными оси сателлитов) — и теперь «корона» и «солнце» будут вращаться в разные стороны
Стремление улучшить динамические показатели и топливную экономичность уже в начале 90-х годов привело к созданию пятиступенчатых планетарных коробок передач. Значительные работы в этом направлении были проведены фирмами ZF и Mercedes-Benz. В какой-то степени создание этих передач явилось ответом на появление шестиступенчатых коробок передач с ручным управлением. Фирма ZF разработала два варианта пятиступенчатых планетарных коробок передач. Первый вариант предусматривал развитие схемы ZF4HP18 (Ровено. В кинематическую схему этой четырехступенчатой коробки передач был добавлен дополнительный планетарный ряд, который обеспечил получение еще одной понижающей передачи, при этом был реализован следующий ряд передаточных чисел: 3,67; 2,0; 1,44; 1,00; 0,74 и задний ход: -2,75 . Автоматическая коробка, выполненная по этой схеме, получила индекс ZF 5HP18. Для реализации указанных передаточных чисел на первой, второй и третьей передачах включен тормоз дополнительного планетарного ряда, останавливающий солнечную шестерню и реализующий понижающую передачу с передаточным числом 1,41. На четвертой и пятой передачах этот ряд блокируется. К недостаткам этой передачи можно отнести увеличение числа выключенных фрикционных элементов, которые могут создавать дополнительные потери.
Другой вариант более компактной пятиступенчатой коробки, разработанный фирмой ZF (по схеме Вильсона) получил индекс 5НР-24. В нем использовано три планетарных ряда, три муфты сцепления, три дисковых тормоза и муфта свободного хода. Указанная автоматическая передача устанавливается на автомобилях BMW, AUDI и других.
Пятиступенчатая АКП Mercedes-Benz
Фирмой Mercedes-Benz также была разработана новая кинематическая схема пятиступенчатой коробки передач, которой был присвоен индекс 722.6. Эта коробка включает три планетарных ряда, три сцепления, три дисковых тормоза и две муфты свободного хода. К ее особенностям следует отнести уменьшенное число выключенных фрикционных элементов, что способствует снижению дисковых потерь.
Разрез АКП Mercedes-Benz 722.6.
Представленные выше автоматические пятиступенчатые планетарные коробки передач способствовали улучшению тяговых и разгонных характеристик, а также топливной экономичности легковых автомобилей. Однако при этом пришлось ввести третий планетарный ряд, что увеличило длину коробки передач до 500-650 мм. Использовать такие коробки передач оказалось возможным только на автомобилях с задним приводом. Между тем в настоящее время на автомобилях малого и среднего класса в большинстве случаев используется передний привод с поперечным расположением двигателя. Для размещения автоматических планетарных коробок на таких автомобилях их длина не должна превышать 350-400 мм. В связи с этим в в конце 90-х годов активизировались работы по созданию пятиступенчатых планетарных коробок, которые имеют более компактную конструкцию и, в частности, уменьшенную длину.
В качестве примера такой конструкции можно привести пятиступенчатую планетарную коробку передач японской фирмы JATCO модели JF506E, которая рассматривается ниже.
Пятиступенчатая АКП фирмы JATСO JF506E
В отличие от ранее приведенных конструкций пятиступенчатых коробок для заднеприводных автомобилей, планетарные коробки которых располагались в одну линию по оси коленчатого вала, пятиступенчатая коробка JATСO JF506E располагается в две линии, при этом на одной линии находятся гидротрансформатор и два планетарных ряда, а на другой линии - третий планетарный ряд.
Данная коробка передач может быть использована на автомобилях с передним приводом и поперечным расположением двигателя, который имеет рабочий объем до 3 л (Ме, = 310 Нм) nе ≤7000 об/мин., при этом ее длина составляет около 370 мм.
Шестиступенчатая АКП ZF-6HP-26/32
В качестве дальнейшего шага в области развития автоматических коробок передач следует рассматривать создание шестиступенчатой автоматической коробки передач ZF-6HP-26/6HP-32, которая разработана фирмой ZF.
Разрез АКП 6НР-26
Кинематическая схема, примененная в этой автоматической коробке, включает планетарную передачу Ровено, при этом перед основным планетарным рядом установлен еще один планетарный ряд. Совместно они образуют планетарную передачу Лепелетье (Lepelletier). Указанная передача включает три сцепления и три тормоза, при этом реализуется шесть передач переднего хода, а также передача заднего хода. По такой же схеме выполнена АКП Aisin Warner.
Применение представленной шестиступенчатой планетарной коробки передач позволяет улучшить топливную экономичность автомобиля в результате работы двигателя на более экономичных режимах благодаря расширению кинематического диапазона до . Одновременно из рассмотрения представленных материалов можно ожидать снижения дисковых потерь во вращающихся отключенных сцеплениях, так как их число уменьшено по сравнению с пятиступенчатыми передачами. По данным производителя коробки снижение расхода топлива составляет до 5-7% по сравнению с ранее применявшейся автоматической коробкой передач ZF-5HP-24.
Одновременно, также благодаря расширению диапазона Дк и повышению плотности ряда по сравнению с пятиступенчатой передачей, достигается улучшение разгонных качеств автомобиля на 1-5%.
Кроме того, благодаря рациональной схеме данного редуктора и удачным конструкторским решениям, удалось уменьшить число фрикционных элементов, используемых для управления этой коробкой передач. По данным ZF по сравнению с пятиступенчатыми автоматическими коробками новая коробка передач легче на 30 кг и примерно на 50 мм короче. В настоящее время данная коробка передач используется на автомобилях BMW серии 735i и 745i, и автомобилях AUDI. Однако, учитывая серьезные преимущества новой автоматической коробки передач, можно ожидать значительного расширения области ее применения.
По этой же схеме выполнены две АКП фирмы Aisin Warner – для заднеприводных и полноприводных автомобилей и переднеприводных автомобилей.
Разрез АКП Aisin Warner.
Первая устанавливается на автомобилях WV (Tuareg и тд), вторая получила массовое применение на автомобилях WV, Ford, Volvo и тд.
Семиступенчатая автоматическая коробка фирмы Мерседес
(версия 7.22.9)
Семиступенчатая автоматическая коробка фирмы Mercedes была разработана в 2004 г. применительно к автомобилям высшего класса с двигателями до 5-6 л и предназначалась взамен ранее созданной пятиступенчатой коробки (версия 7.22.6), которая была описана выше. Конструкция этой новой коробки включает три планетарных ряда, один из которых сложный и содержит сцепленные сателлиты и две коронные шестерни. При незначительном увеличении габаритов оказалось возможным расширить кинематический диапазон до Дк = 6,01 и одновременно уплотнить ряд передаточных чисел. При этом коробка передач имеет четыре понижающих передачи, прямую передачу и две повышающих. По имеющимся данным это позволило улучшить разгонные качества по сравнению с автомобилями, на которых устанавливается пятиступенчатая автоматическая коробка 722.6 примерно на 5%, особенно в диапазоне 60-120 км/ч, а также улучшить топливную экономичность на 4-5%. Последнее, по-видимому, связано с применением двух повышающих передач. Кроме того, при этом достигается некоторое снижение шума двигателя за счет увеличения времени его работы в зоне оптимальных оборотов.
Вместе с тем можно предположить, что дальнейшее увеличение числа передач более 6-7 на легковых автомобилях нецелесообразно. Так, при 6-7 передачах достигается требуемый кинематический диапазон, а дальнейшее увеличение плотности ряда может ухудшить работу автоматической системы управления ввиду возникновения цикличности, при которой происходит частое переключение передач «вверх-вниз» даже при незначительном изменении сопротивления движению. Кроме того, при этом имеет место усложнение конструкции.
В целом представленный материал показывает, как изменились кинематические схемы и конструкции автоматических коробок передач за последнее время, что в конечном результате позволило улучшить эксплуатационные качества автомобилей и в первую очередь их разгонные качества и топливную экономичность.
АКП Mersedes 7.22.9
a-kpp.narod.ru
Планетарные коробки передач
На шлицах первичного вала 1 имеются подвижные шестерникаретки2,3 и4, которые могут входить в зацепление соответственно
сшестернями 21,19 и18, неподвижно установленными на промежуточном валу22, и обеспечивать три передаточных числа. С промежуточного вала момент передается через первую или вторую ступень редуктора. В результате число передач удваивается. В рассматриваемой схеме КП (рис. 6.5,г) передачи с третьей по восьмую получаются по схеме трехвальной КП.
На первой и второй передачах и передачах заднего хода момент
спервичного вала 1 на вторичный вал12 передается через вал25 пониженных передач. При этом момент с шестерни4 через двухвенцовую шестерню17, свободно установленную на промежуточном валу22, передается на шестерню28, которая находится в постоянном зацеплении с малым венцом шестерни17. Далее с вала 25 момент передается на промежуточный вал22 и через редуктор на вторичный вал12. Для получения первой и второй передач каретка27 вводится в зацепление с шестерней19, а двух передач заднего хода - с промежуточной шестерней26. Последняя находится в постоянном зацеплении
сшестерней 20.
Девятая передача получается введением в зацепление шестерни 4 с внутренними зубьями шестерни7 (прямая передача). Переключение передач производится рычагом8, перемещающим ползуны5, которые удерживаются от самопроизвольного передвижения фиксаторами6 в крышке9.
Понижающий редуктор (см. рис. 6.5,г), установленный перед основной КП, удваивает число передач. Он состоит из двух пар шестерен29,24 и23 и зубчатой муфты30. Когда муфта вводится в зацепление с шестерней24, момент передается без изменения (прямая передача), при введении в зацепление с шестерней29 получается пониженная передача.
На тракторах МТЗ-80/82может быть также установлен двухступенчатый планетарный ходоуменьшитель, позволяющий получать дополнительно четыре пониженные передачи переднего и четыре заднего хода.
Планетарной передачей называется шестеренный механизм, в котором хотя бы одна из шестерен (сателлит) имееет ось, вращающуюся вокруг центральной оси. Образующим элементом такой пере-
дачи является планетарный ряд, состоящий из двух соосных центральных шестерен разных диаметров, сателлитов, находящихся в постоянном зацеплении с ними и водила - держателя осей сателлитов, вращающегося соосно с центральной осью. В зависимости от вида центральных шестерен, планетарный ряд бывает с внутренним, внешним или смешанным их зацеплением. Центральную шестерню с внешним зацеплением обычно называют солнечной, а с внутренним - эпициклом.
Наиболее часто применяют смешанное зацепление, позволяющее при ограниченных геометрических размерах планетарного ряда получать большие передаточные числа.
Для того чтобы планетарный ряд мог передавать крутящий момент, трансформируя его, необходимо: затормозить один из трех его основных элементов - одну из шестерен (кроме сателлитов) или водило; к одному из оставшихся подвести энергию, а от последнего отводить ее. При этом в зависимости от компоновки ряда будем иметь ускоряющую или понижающую передачу и разные направления вращения выходного вала. Если же мы заблокируем между собой два любых элемента ряда, то он будет работать как редуктор с передаточным числом, равным единице.
Выбирая необходимые сочетания рядов, создают сложные схемы планетарных коробок передач (ПКП) с необходимым числом передач.
Управляются ПКП остановочными ленточными или многодисковыми фрикционными тормозами и блокировочными многодисковыми муфтами, как правило, c гидравлическим поджатием. Переключение передач в большинстве случаев производится без остановки трактора, что в ряде случаев, как указывалось, исключает необходимость применения в нем сцепления. Подобная система управления ПКП позволяет ее относительно легко автоматизировать. Однако для получения определенной передачи этот механизм должен обладать только одной степенью свободы. Все остальные должны быть сняты путем наложения определенных связей, включением необходимых тормозов и блокировочных муфт.
Число степеней свободы любой ПКП равняется числу необходимых связей, которые должны быть наложены для включения выбранной передачи, плюс единица. Вследствие этого одним из классификационных признаков ПКП является число степеней свободы, определяющее число необходимых ограничений для ее нормальной работы. Если для включения какой-либопередачи необходимо воздействовать на один элемент управления (включить один тормоз или
один фрикцион), то такая ПКП имеет две степени свободы. Для ПКП с тремя степенями свободы для включения передачи необходимо одновременно воздействовать на два элемента управления (два тормоза, два фрикциона или на тормоз и фрикцион).
Основные сведения о работе планетарного ряда. Для знаком-
ства с основными свойствами наиболее распространенного планетарного ряда со смешанным зацеплением шестерен, рассмотрим его кинематическую схему, план скоростей при заторможенном эпицикле и схему сил (рис. 6.6).
Обозначим буквенными индексами названия элементов ряда, а цифровыми их назначение: а - солнечная шестерня;в - водило;с - эпицикл;1,2 и3 - соответственно ведущий, ведомый и тормозной элементы. Буквенные или цифровые обозначения при параметрах ряда, показывают, к какому элементу они относятся.
На рис. 6.6,а солнечная шестерняа1 - ведущая, водилов2 - ведомый элемент, а эпициклс3 - тормозной элемент. Кинематическая связь между элементами планетарного ряда лучше всего определяется графическим способом. Он наглядно показывает план окружных скоростей элементов ряда и дает приблизительные результаты при определении передаточных чисел системы. Для этого необходимо в произвольном масштабе вычертить схему ряда (рис. 6.6,а), а несколько сбоку ее, на горизонтали наметить центр ее оси - точкаО (рис. 6.6,б) и восстановить из нее перпендикуляр, спроецировав на него полюса зацепления зубьев шестеренра ирс , и центра оси сателлита -рв. Тогда расстоянияRа,Rс,Rв иrв - радиусы соответственно начальной окружности солнечной шестерни и эпицикла, окружности вращения оси сателлита вокруг центральной оси и его начальной окружности.
Рис. 6.6. Планетарный ряд со смешанным зацеплением шестерен:
а - кинематическая схема;б - план скоростей;в - схема сил, действующих на элементы ряда
Так как частота вращения n1 ведущего вала обычно известна, то можно определить и окружную скоростьVа, вектор которой откладываем из полюсара. Такую же скорость имеет и сателлит в полюсера. Соединив прямой центрО с концом вектораVа получаем лучV1, являющийся планом абсолютных скоростей точек солнечной шестерни. Согласно схеме эпициклс3 заторможен, тогда окружная скорость сателлита в полюсерс равна нулю При заторможенной эпициклической шестернеС3 лучV1 – план абсолютных скоростей точек солнечной шестерни; лучV2 – план скоростей водила; лучV3 – план скоростей сателлита при его вращении вокруг полюсаpc. Проведя из полюсарс прямую через конец вектораVа получаем лучV3 - план абсолютных скоростей точек сателлита и векторVв абсолютной скорости оси сателлита, закрепленной на водиле. Соединив центрО с концом вектораVв получаем план скоростей водила - лучV2 (при вращении его вокруг центральной оси).
Из плана скоростей видно, что при повороте солнечной шестерни на угол α 1, водило повернется только на уголα 2 < α 1. Отсюда следует, что отрезкиhh' иhh", отсекаемые на произвольной горизонтальной прямой лучамиV1 иV2, пропорциональны частотам вращения водила и солнечной шестерни. Тогда передаточное число данного планетарного ряда представится какu = n1/n2 = hh"/hh' > 1.
Следовательно, данная схема планетарного ряда представляет собой понижающий редуктор.
Сателлит планетарного ряда участвует одновременно в двух движениях: относительном (вокруг оси водила) и переносном (совместно с водилом вокруг центральной оси). Абсолютная скорость его вращения известна, так как она равна окружной скорости солнечной шестерни в полюсе ра, а его относительная скоростьVво пропорциональна отрезкуh'h". РазделивVво сателлита на его радиусrв, можно найти угловую скоростьω во и частоту вращенияnво, которая лимитирует работоспособность подшипников качения сателлитов. Частота вращения сателлитаnво не должна превышать при работе на режиме холостого хода 10000мин-1,а под нагрузкой - 6000мин-1.При больших значенияхnво происходит разрушение сепаратора подшипника.
Силы и моменты, действующие на элементы планетарного ряда при установившемся движении, определяются исходя из условия равновесия сателлита (рис. 6.6,в):
Рс+ Ра= Рви Раrв= Рсrв.
Тогда
Рв = 2 Ра = 2 Рс .
Если крутящий момент М1 - известен, то момент на водилеМ2 определяется как
М2 = М1 u,
где u - передаточное число ряда.
Определение передаточного числа планетарного ряда сложнее, чем для обычной шестеренной передачи с неподвижными осями валов. Это связано с тем, что оно зависит от режима работы элементов планетарного ряда. Но неизменным компонентом любой формулы для его определения является постоянная величина характеристики планетарного ряда
К = Zc / Zа ,
где Zc иZа - число зубьев соответственно эпицикла и солнечной шестерни.
Для рассматриваемого примера
u = 1 + К.
Для работы планетарного ряда, как редуктора с передаточным числом u = 1 необходимо заблокировать любые два его звена посредством блокировочного фрикциона. При этом необходимо учитывать, какую пару звеньев блокировать, чтобы его момент трения был наименьшим. Для рассматриваемого ряда при прямом блокировании солнечной шестерниа1 с водиломв2 моменты на входном и выходном валах одинаковы. Тогда момент трения блокировочного фрикциона
Мф = М1= М2.
Две другие схемы блокирования ряда представлены на рис. 6.7. При блокировке солнечной шестерни с эпициклом (рис. 6.7,а) фрикциономФ его момент трения
Мф = М1 К /(К +1).
Здесь момент передаваемый через блокировочный фрикцион Мф меньше ведущего моментаМ1.
Если блокировать эпицикл и водило (рис. 6.7,б), то
Мф = М1 К.
В данном случае момент Мф, передаваемый через блокировочный фрикцион, больше ведущего моментаМ1 и размеры его будут больше, чем в предыдущем примере.
При определении КПД планетарной передачи необходимо отметить, что передача в нем мощности осуществляется двумя потоками: при переносном движении (вращение всей системы с водилом) и относительном (вращение отдельных звеньев механизма внутри системы относительно водила). В первом случае потери происходят только в подшипниках центральной оси, которыми можно пренебречь, а во
втором - при вращении шестерен и в полюсах зацепления, которые значительно выше потерь в подшипниках. Поэтому при создании ПКП стремятся, чтобы больший поток энергии передавался при переносном движении и меньший - при относительном. В этом случае КПД передачи значительно больше.
Рис. 6.7. Схемы блокирования планетарного ряда со смешанным зацеплением шестерен
Принципиальные схемы ПКП с двумя и с тремя степенями свободы. На рис. 6.8,а представлена схема ПКП с двумя степенями свободы. Для включения передачи необходимо воздействовать на один элемент управления (включить один тормоз Т или один фрикцион Ф). Для включения первой или второй передачи переднего хода необходимо соответственно включить тормоз Т1 или Т2. Третья (прямая) передача включается блокировочным фрикционом Ф3, который блокирует все звенья ПКП (звенья ПКП вращаются как одно целое). Первая и вторая передачи заднего хода получаются соответственно включением тормоза Т-1 и Т-2. В данной схеме для получения пяти передач (трех переднего хода и двух заднего) используются четыре планетарных ряда и пять элементов управления (четыре тормоза и один фрикцион).
Рассмотрим схему ПКП с тремя степенями свободы (рис. 6.8,б). Такая схема содержит два планетарных ряда и четыре элемента управления (два тормозаТ1 иТ2 и два фрикционаФ1 иФ2) и обеспечивает получение трех передач переднего хода и одной заднего. Для включения какой - либо передачи необходимо воздействовать сразу на два элемента управления (табл. 6.1), указанные знаком “+”.
а)
б)
Рис. 6.8. Схемы планетарных КП:
а – с двумя степенями свободы;б - с тремя степенями свободы
6.1. Включение элементов управления в ПКП
Передача | Включаемые элементы | |||
Т1 | Т2 | Ф1 | Ф2 | |
I | - | - | + | + |
II | - | + | - | + |
III | + | - | - | + |
ЗХ | + | - | + | - |
Вариант кинематической схемы составной ПКП, имеющей десять передач переднего хода и две заднего, показан на рис. 6.9. Схема включает четыре планетарных ряда со смешанным зацеплением шестерен. Планетарный ряд I с тормозомТ1 и блокировочным фрикциономФ1 представляет собой входной двухскоростной редуктор с прямой передачей (ПКП с двумя степенями свободы). Планетарные рядыII,III иIV составляют ПКП с тремя степенями свободы, обеспечи-
вающую получение пяти передач переднего хода и одной заднего. Включение любой передачи осуществляется одновременным включением трех управляющих механизмов - тормозов Т и фрикционовФ. В табл. 6.2 включаемые элементы управления указаны знаком “+”.
Рис. 6.9. Схема составной планетарной КП
6.2. Включение элементов управления в составной планетарной КП
Передача | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ЗХ1 | ЗХ2 | ||
Входной | Т1 | + | + | + | + | + | + | |||||||
редуктор | Ф1 | + | + | + | + | + | + | |||||||
Т2 | + | + | + | + | ||||||||||
Основная | Ф2 | + | + | + | + | |||||||||
коробка | ||||||||||||||
Т3 | + | + | + | + | + | + | ||||||||
передач | ||||||||||||||
Ф3 | + | + | + | + | + | + | ||||||||
Ф4 | + | + | + | + |
Встречаются конструкции ПКП, в которых число полых соосных валов, соединяющих последовательно расположенные ряды, может быть и большим. Такую компоновку соосных полых валов обычно называют "слоистостью" валов и предпочтение отдают схемам с меньшей "слоистостью".
ПКП по сравнению с КП с неподвижными осями валов отличаются более высоким КПД, благодаря передачи части энергии в переносном движении без потерь в зацеплении шестерен; подшипники
www.StudFiles.ru
Конструкция и принцип работы АКПП
Разобравшись с конструктивными особенностями, принципом работы АКПП, вы при покупке автомобиля сможете определиться с выбором трансмиссии, основываясь не на мнении продавца и друзей, а руководствуясь собственными знаниями о том, как устроена и должна работать коробка.
Составные части трансмиссии
Автоматическая коробка переключения передач ДВС не способен обеспечить передвижение автомобиля при различных режимах без использования дополнительных устройств, предназначенных для изменения частоты вращения коленвала. На некоторых марках авто для выполнения указанной задачи применяются автоматические коробки передач. Их использование дает возможность уменьшить количество механизмов для управления машиной и упрощает процесс вождения (водителю нужно выполнять меньше действий).
Перед изучением конструктивных особенностей автоматической коробки, необходимо определиться с каких основных узлов состоит агрегат. Составные части АКПП:
- Гидравлический трансформатор — преобразовывает, передает крутящий момент, создаваемый мотором, используя для указанных целей рабочую смесь.
- Планетарный редуктор — изменяет величину передающегося трансформатором крутящего момента и выходное число оборотов АКПП в зависимости от условий движения автомобиля.
- Система гидравлического управления. Ее задача выполнять управление планетарным редуктором.
Разновидностей устройства автоматических коробок множество, классический вариант состоит из планетарного механизма и гидротрансформатора.
Рекомендуем посмотреть видео об устройстве и принципе работы коробки автомат:
Трансформатор
Гидротрансформатор выполняет роль сцепления в АКПП, плюс используется для передавания крутящего момента на планетарный редуктор. Устройство ГТ простое: указанный агрегат — герметичный узел, состоящий из реактора, насосного и турбинного колес. Первое колесо соединено с корпусом гидротрансформатора, выполняющем вращения вместе с валом мотора. Турбина взаимодействует с ведущим валом коробки автомат. Внутри ГТ наполнен смесью для АКПП.
Гидротрансформатор При вращении колеса насоса жидкость, ударяется о его лопатки, раскручивается и выбрасывается центробежной силой в сторону размещения турбины, заставляя турбинное колесо вращаться. Смесь с колеса турбины, возвращается на насос, при этом колесо насоса начинает вращаться в противоположном направлении, скорость его вращения снижается. Чтоб избежать замедления скорости вращения колеса насоса, между насосом и турбиной размещен реактор с лопатками. Поток смеси, возвращаясь с турбины на насос, попадает на лопатки реактора, направление потока изменяется в сторону вращения насосного колеса. Колесо насоса начинает работать под действием двух сил: привода и жидкости — увеличивается крутящий момент мотора. Таким образом, сила передается с колеса насоса на турбину с помощью жидкости. Циркулирующая смесь передает и увеличивает крутящий момент.
Наступает момент, когда турбина и насос начинают вращаться с одинаковой скоростью. При этом поток возвращающейся смеси ударяется о задние стенки лопаток реактора, из-за чего замедляется поток жидкости, уменьшается КПД двигателя. Чтоб этого избежать в реакторе предусмотрена муфта свободного хода, он начинает вращаться, не препятствуя потоку смеси: гидротрансформатор перестает усиливать крутящий момент за счет жидкости, а только передает его.
Планетарный редуктор
Составные части планетарной передачи. Поз.1 — солнечная шестерня; поз.2 — сателлиты; поз.3 — водило; поз.4 — коронная шестерня. Создания крутящего момента большего, чем момент, создаваемый ГТ;ГТ передает вращающий момент от мотора на ведущий вал планетарного редуктора. Планетарный ряд нужен для обеспечения:
- Возможности передвижения автомобиля назад.
Планетарный редуктор включает в себя:
- планетарные ряды;
- муфты сцепления и тормозов.
Коронная шестерня размещена вокруг сателлитов. Сателлиты, закрепленные на водиле и размещены вокруг солнечной шестерни. Оборачивание планетарного ряда обеспечивает передачу крутящего момента на ведомую шестерню. Если застопорить солнечную шестерню (поз.1), вращательные движения продолжат выполнять коронная шестерня и сателлиты. Скорость первой (поз.4) будет больше, чем водила (поз.3).
Если водило затормозить, а солнечная шестерня с сателлитами будут вращаться с одинаковой скоростью — это приведет к изменению направления вращения коронной шестерни (задний ход). Прямая передача достигается вращением с одинаковой скоростью всех элементов системы, кроме сателлит: перестает преобразовываться крутящий момент. Указанная конструкция редуктора характерна для заднеприводных автомобилей с передним расположением мотора. У машин с передним приводом в АКПП находится более одного ведомого вала.
Достоинством планетарного ряда есть компактность: использование одного центрального вала. Переключение скоростей осуществляется блокировкой определенных составных частей ряда и разблокировкой других.
Муфта сцепления представлена в виде чередующихся наборов дисков, пластин, поршня и цилиндров. Управляется муфта с использованием гидравлического давления. Поршень, приводимый в движение гидравлической системой, прижимает пластины и диски друг к другу.
Ленточный тормоз является пластиной, обхватывающей барабан с одной из составляющих частей планетарного ряда, которая тормозится.
Гидравлическая система
Состав гидравлической системы Указанная система включает в себя масляной насос, клапаны, центробежный регулятор, маслоканалы. Гидродавление создается маслонасосом, оно зависит от скорости машины и загруженности двигателя. Величина давления регулируется в зависимости от скорости движения авто — давление скоростного регулятора, загруженности мотора — давление дроссельного клапана. Открытие клапанов на определенные маслоканалы определяет передачу, на какую переключится коробка автомат.
Если автомобиль трогается с места, то насосом подается давление, обеспечивающее фиксацию составных частей планетарного ряда с передачей минимального крутящего момента, соответствующего первой передаче. С увеличением скорости и загруженности мотора АКПП начнет работать в режиме прямой передачи.
Во время включения понижения скорости подбирается схема открытия клапанов, при которой включить большую скорость невозможно.
АКПП первого поколения были полностью гидравлическими, сейчас гидравлику применяют только как исполнительную часть системы, остальные функции возложены на компьютеризированный блок управления, который получает сигналы от различных датчиков, обрабатывает их и принимает решение о переключении передач. Изучать последовательность действий для включения передач не нужно, автоматика выполняет эту задачу без вмешательства со стороны водителя.
pro-zamenu.ru
Принцип работы автоматической коробки передач
Если Вы когда-либо водили автомобиль с автоматической коробкой передач, то Вы знаете, что существуют два основных отличия между автоматической и механической трансмиссиями:
- В автомобилях с автоматом нет педали сцепления.
- В автомобилях с автоматом не нужно переключать передачи. Как только Вы поставите селектор в положение Drive, переключение происходит автоматически.
Как автоматическая коробка передач (с гидротрансформатором крутящего момента), так и механическая (со сцеплением) предназначены для выполнения одной функции, но работают они совершенно по-разному. Автоматическая коробка передач работает абсолютно удивительным образом!
В этой статье мы расскажем о том, как устроена коробка-автомат. Мы начнем с рассказа об основном компоненте такого типа коробки — планетарной передачи.
Принцип работы автоматической коробки
Также как и механическая коробка передач, коробка-автомат позволяет двигателю работать в ограниченном диапазоне оборотов, обеспечивая широкий диапазон скоростей.
Без трансмиссии было бы доступно только одно передаточное отношение, и это отношение выбиралось бы в зависимости от необходимой максимальной скорости. Если Вам нужна максимальная скорость 120 км/ч, то такое передаточное отношение соответствует третьей передаче в большинстве автомобилей с механической коробкой.
Но, скорее всего, вы никогда не пробовали водить только на третьей передаче. А если и пробовали, то, наверняка, замечали, что при трогании автомобиль не обеспечивает разгон, а на максимальной скорости тахометр уходит в красную зону. Такой автомобиль быстро выйдет из строя, и его будет практически невозможно водить.
По этой причине в трансмиссии присутствуют передачи для наиболее эффективного использования крутящего момента двигателя и обеспечения работы двигателя на соответствующих оборотах. При буксировке или перевозке тяжелых грузов, коробка передач нагревается настолько сильно, что трансмиссионная жидкость может загореться. Для защиты трансмиссии от серьезных повреждений, водителям, занимающимся буксировкой, рекомендуется покупать автомобили с охладителем масла коробки передач.
Основным различием между механической и автоматической коробками передач является то, что механическая коробка блокирует и разблокирует шестерни для обеспечения различных передаточных отношений, в то время как в автоматической коробке один и тот же набор шестерен обеспечивает различные передаточные отношения. Планетарная передача является механизмом, применяющимся в автоматической коробке передач.
Давайте рассмотрим, как работает планетарная передача.
Если Вы разберете автоматическую коробку передач, то увидите, что в достаточно небольшом пространстве расположено большое количество деталей. Среди всего прочего, Вы обнаружите:
- Хитроумную планетарную передачу
- Ленточные тормоза для блокировки элементов передачи
- Муфты, работающие в масле, для блокировки других элементов передачи
- Достаточно необычная гидравлическая система, которая управляет работой ленточных тормозов и муфт
- Большой шестеренчатый насос для циркуляции трансмиссионной жидкости
Планетарная передача — самая важная часть коробки. Она обеспечивает весь диапазон передаточных отношений автоматической коробки передач. Все остальные устройства лишь помогают работе планетарной передачи. В настоящее время планетарные передачи используются довольно часто, например, в электрошуруповертах. В автоматической коробке расположено две планетарные передачи, объединенные в один компонент.
Любая планетарная передача состоит из трех основных компонентов:
- Солнечная шестерня
- Сателлиты и водило
- Кольцевая шестерня
Каждый из этих трех компонентов может выступать в роли входной или выходной шестерни или блокироваться. Выбор функции каждого компонента определяет передаточное отношение.
Двухступенчатая планетарная передача
В трансмиссии такого типа используется набор шестерен, который называется двухступенчатая планетарная передача. Она выглядит, как обычная планетарная передача, но, на самом деле, это две объединенные планетарные передачи. В ней используется одна кольцевая шестерня, которая всегда является выходной, а также две солнечные шестерни и два набора сателлитов.
Муфты и ленточные тормоза в автоматической коробке передач
Каждое передаточное отношение коробки соответствует определенной передаче. Если говорить о повышающей передаче:
В коробке передач с повышающей высшей передачей, вал, соединенный с корпусом гидротрансформатора (который прикреплен к маховику двигателя), соединен с водилом при помощи муфты. Меньшая солнечная шестерня вращается свободно, в то время как большая солнечная шестерня блокируется ленточным тормозом повышающей передачи. В данном случае, отсутствуют элементы, соединенные с турбиной; входной крутящий момент идет от гидротрансформатора.
Для перехода в режим повышающей передачи требуется сопряжение и блокировка различных элементов при помощи муфт и ленточных тормозов. Водило соединяется с гидротрансформатором при помощи муфты. Меньшая солнечная шестерня отсоединяется от турбины при помощи муфты для обеспечения свободного вращения. Большая солнечная передача удерживается ленточным тормозом для предотвращения вращения. Каждое переключение передачи вызывает последовательность подобных событий, в которых задействованы различные муфты и ленточные тормоза. Давайте рассмотрим ленточные тормоза.
Ленточные тормоза
В автоматической коробке передач используются два ленточных тормоза. Буквально говоря, ленточные тормоза в коробке передач представляют собой стальные ленты, которые оборачиваются вокруг элементов блока шестерен и соединяются с корпусом. Они приводятся в действие гидравлическими цилиндрами в корпусе коробки передач.
На фото выше представлен один из ленточных тормозов в корпусе коробки передач. Блок шестерен на фото не показан. Металлический трос соединен с поршнем, который приводит в действие ленточный тормоз.
На фото выше изображены два поршня, приводящие в действие ленточные тормоза. Гидравлическое давление нагнетается в цилиндр несколькими клапанами, в результате чего поршни давят на ленточный тормоз, и шестерня блокируется.
Работа муфт в коробке передач осуществляется немного сложнее. В автоматической коробке передач используются четыре муфты. Каждая муфта приводится в действие гидравлической жидкостью под давлением, которая поступает в поршень каждой муфты. Пружина обеспечивает возврат муфты в начальное положение при отсутствии давления. Ниже представлен поршень и барабан муфты. Обратите внимание на резиновую прокладку поршня — она меняется при капитальном ремонте коробки передач.
На следующем фото представлены сменные диски из фрикционного материала и стальные пластины. Фрикционный материал имеет пазы на внутренней стороне для зацепления с шестерней. Стальные пластины имеет пазы на внешней стороне для зацепления с корпусом муфты. Эти диски муфты также меняются при капитальном ремонте коробки передач.
Давление на муфты подается по каналам в валах. Гидравлическая система контролирует работу муфт и ленточных тормозов и включает необходимое устройство в нужный момент.
Автоматическая коробка передач: гидравлика, насосы и центробежный регулятор
Гидравлика Автоматическая коробка передач выполняет несколько задач. Вы чаще всего даже не подозреваете, сколько обязанностей на нее возлагается. Ниже мы привели некоторые функции коробки-автомата:
- При работе в режиме повышающей передачи (четырехступенчатая коробка), трансмиссия автоматически выбирает передачу, соответствующую скорости автомобиля и положению педали газа.
- При медленном разгоне, переключение передач происходит на более низких оборотах, чем когда Вы до конца нажимаете на педаль газа.
- При нажатии газа в пол, коробка переходит на более низкую передачу.
- При переводе селектора на пониженную передачу, коробка переходит на более низкую передачу, независимо от скорости автомобиля. Если автомобиль едет слишком быстро, коробка ждет до замедления, после чего переходит на пониженную передачу.
- При выборе второй передачи, коробка не переходит ни на повышенную, ни на пониженную передачу, даже при полной остановке автомобиля, если Вы не переведете селектор в другое положение.
Скорее всего, Вы видели, как это работает. «Мозги» коробки контролируют эти и многие другие функции. Каналы, представленные на фото, подводят жидкость к различным компонентам коробки. Каналы вырезаны в металлических деталях и являются эффективным механизмом подвода жидкости. Без них потребовалось бы использование многочисленных патрубков, соединяющих различные части трансмиссии. Далее мы рассмотрим основные компоненты гидравлической системы.
Насос В автоматической коробке передач используется насос, который называется шестеренчатый насос. Данный насос обычно располагается на корпусе коробки передач. Насос подает жидкость из поддона коробки в гидравлическую систему. Насос также питает охладитель масла коробки передач и гидротрансформатор.
Внутренняя шестерня насоса крепится к корпусу гидротрансформатора для обеспечения скорости вращения, одинаковой с двигателем. Внутренняя шестерня вращает коронную. При вращении шестерней, жидкость, с одной стороны, подается в серповидную полость, с другой — поступает в гидравлическую систему.
Центробежный регулятор Центробежный регулятор представляет собой «умный» клапан, который «сообщает» коробке передач скорость движения автомобиля. Он подключается на выходе, поэтому, чем быстрее едет автомобиль, тем выше скорость вращения центробежного регулятора. В центробежном регуляторе установлен подпружиненный клапан, степень открытия которого зависит от скорости вращения регулятора — чем выше скорость вращения, тем больше открывается клапан. Жидкость от насоса подается на регулятор через ведомый вал.
Чем быстрее едет автомобиль, тем выше скорость вращения регулятора, тем больше открывается клапан, и тем выше давление подаваемой жидкости.
v-mireauto.ru
