Гидромуфта в кпп реферат

Обновлено: 05.07.2024

Гидравлическая муфта. Гидравлической муфтой (рис. 15.2) называется устройство, обеспечивающее гибкое соединение ведущего и ведомого валов и передачу вращающего момента без изменения его по величине. По конструкции она представляет собой двухлопастную гидравлическую машину, состоящую из двух основных частей: насосного колеса, жестко связанного посредством ведущего вала с валом двигателя, и турбинного колеса, соединяемого с помощью ведомого вала и механических звеньев с движущими осями. Одно из рабочих колес, чаще всего турбинное, обхватывается кожухом, предназначенным для компоновки приборов питания (трубопроводов, клапанов) и уплотнения. Отличительной конструктивной особенностью обоих рабочих колес является наличие плоских радиальных лопаток. Лопатки сложного профиля применяются редко и только в муфтах специального назначения.

Файлы: 1 файл

Гидравлическая муфта.docx

Для обеспечения этих функций в обычный механический привод вводят дополнительный элемент - гидромуфту переменного наполнения. Несмотря на значительное снижения КПД(Максимальные потери мощности в гидромуфте равны 14,8% от номинальной мощности.) при изменении частоты вращения вала, приводы такого типа имеют существенные преимущества: при приводе компрессора осуществляется его периодическое отключение от энергетической установки; минимальная передача крутильных колебаний на энергетическую установку; сохранение постоянной угловой скорости вала на рабочем режиме независимо от угловой скорости вала энергетической установки. Последнее обстоятельство позволяет применять быстроходные компрессоры меньшей подачи. Особенно экономично применение регулируемых гидромуфт в приводе центробежных лопастных машин. Глубина регулирования скорости в этом случае достигает 5:1.

Рис. 155. Гидравлическая муфта переменного наполнения: / -- ведущий вал; 2 - канал для отвода масла; 3 - черпаковая трубка; 4 - насосное колесо муфты; 5 - турбинное колесо муфты; 6 - устройство для поворота черпаковой трубки; 7 - канал для подачи масла

Компания Transfluid разработала гидродинамическую муфту (гидромуфту) с регулируемым заполнением серии KSL для решения проблем при запуске машин, управляемых электрическими и дизельными двигателями средней и большой мощности машин и для точного регулирования частоты оборотов.

Как пусковой механизм
Плавный запуск может быть осуществлен благодаря очень простой системе гидромуфты : масло, являющиеся основой для передачи мощности, отбирается из емкости для хранения электронасосом и отправляется в циркуляционный круг рабочей полости, и возвращается в емкость для хранения.

Как вариатор скорости
Варьируя с помощью маленького преобразователя частоты, скорость электронасоса, и, следовательно, количество масла в рабочей полости гидромуфты, сверх точного контроля времени запуска ведомой машины, позволяет регулировать так же скорость Отключение и ограничение крутящего момента
Помимо возможности ограничения крутящего момента, которую дает нам гидромуфта KSL, так же, возможно с помощью клапанов быстрого опорожнения, отключить ведомую машину от двигателя.

Следовательно, гидромуфта Transfluid KSL позволяет получить:
- постепенный запуск
- варьирование скорости
- ограничение крутящего момента
- отключение рабочей машины

KPT(с опорожнением ) – гидродинамическая муфта, комплектуется фланцем для соединения с маховиком дизельного двигателя. Система объединяет технические характеристики традиционного отбора мощности и эксплуатационные характеристики гидромуфты.
Объединенный питательный насос (исключение относится к размеру гидромуфты 27) соединен с дизельным двигателем. Гидромуфты KPT производятся гаммой до 1000 кВт.
Выходной вал гидромуфты Transfluid соединен с ведомой машиной с помощью центрирующих муфт, которые представлены широкой гаммой, с помощью карданного вала или шкива.
Комплектуется: масляный фильтр с термометром и манометром, электроклапан, термостат, указатели уровня, питательный насос.
Опции: теплообменник вода-масло или радиатор, клапан быстрого опорожнения, упругие или супер упругие муфты для центровки, фланец для карданной муфты, карданная муфта. ХАРАКТЕРИСТИКИ

Гидромуфта с опорожнением позволяет отсоединять двигатель при нагрузке. Это дает следующие преимущества:
- запуск двигателя вхолостую
- мягкая загрузка двигателя
- демпфирование колебаний переменных пиковых нагрузок
- гашение крутильных колебаний и вибраций
- большая производительность при радиальной загрузке (KPTO)
- контроль подаваемого крутящего момента при запуске
- никакого проскальзывания ремней
- дистанционное управление посредством электроклапана
- привязка загрузки
- насос питания, масляный фильтр и электроклапан установлены снаружи для облегчения обслуживания
- длительный срок службы, не учитывая вращающиеся узлы, подверженные износу

KPTВ(можно как вариатор) – гидродинамическая муфта (гидромуфта) с регулируемым заполнением, спроектированная как вариатор скорости или как пусковой механизм. Система включает в себя наружный питательный насос и управляемый на расстоянии электроклапан

Гидромуфты этой группы применяются в приводе центробежных насосов, вентиляторов, дымососов, конвейеров, центрифуг, в шахтно-подъемных машинах, в приводе вспомогательного оборудования металлургических заводов, вращающихся печей и барабанов, в приводе вентиляторов градирен заводов большой химии, скрубберов-интеграторов, бортовых генераторов на самолетах, в приводе тепловозов, кораблей и т.д.

Они предназначены для программного регулирования числа оборотов приводимой машины при постоянном числе оборотов двигателя, а также для разгона и остановки приводимой машины.

Прежде чем решить вопрос о применении гидромуфт для работы с той или иной машиной, необходимо провести подробный анализ характеристик этих машин и выгодность их сопряжения.

Нормалью, разработанной в России, предусматривается изготовление регулируемых гидромуфт мощностью 50—1000 квт. Принята конструкция с вращающимся резервуаром (кожухом) и со скользящей черпательной трубкой (рис. 70). К достоинствам гидромуфт этого типа относятся: отсутствие масляного бака и длинного трубопровода, простота управления, определенность задаваемой дозировки, способность черпательной трубки легко преодолевать противодавление. Все это обусловливает широкое распространение гидромуфт с такой схемой управления. Мы не будем останавливаться на описании принципа действия, так как оно есть в литературе, а приведем основные величины, характеризующие гидромуфты размерного ряда.

В качестве главного параметра ряда гидромуфт выбран активный диаметр Da (максимальный диаметр проточной части гидромуфты по выходным кромкам лопаток насоса).

Активный диаметр определяет эксплуатационные параметры гидромуфты — -мощность и скольжение при заданном числе оборотов ведущего вала, а также ее размеры.

Параметрическим рядом предусматривается определенная индексация гидромуфт. Обозначения отражают тип, исполнение гидромуфты и значения главного параметра. Например, индекс ГМРП-500 расшифровывается следующим образом: гидродинамическая муфта, регулируемая, исполнение II (с опорой ведомого вала), с активным диаметром Da = 500 лш. Помимо активного диаметра, основными параметрами гидромуфт являются
номинальная передаваемая мощность, число оборотов ведущего вала, к.п.д. или скольжение на номинальном режиме, а также глубина регулирования.

Гидродинам и ческая система (передача) , механизм для бесступенчатого изменения передаваемого от двигателя крутящего момента или частоты вращения вала машины-орудия; рабочий процесс гидродинам и ческой передачи осуществляется за счёт работы лопастных насоса и турбины. Гидродинам и ческая передача была предложена в начале 20 в. в виде расположенных соосно центробежного насоса и турбины, сближенных таким образом, что их колёса образуют торообразную полость, заполненную рабочей жидкостью — маловязким маслом или водой. Побудителем движения жидкости является насос, колесо которого соединено с двигателем; энергия, полученная жидкостью от насоса, передаётся турбиной приводимой машине.

Гидродинамическими передачами называют механизмы, действие которых обеспечивается посредством жидкости, являющейся передаточным звеном в силовой цепи механизма. Гидропередача представляет сочетание в одном агрегате двух лопастных машин - центробежного насоса и гидротурбины. С их помощью энергия от двигателя переносится к приводной машине потоком жидкости, т.е. гидродинамические передачи являются трансмиссиями.

Гидропередачи обладают большой энергоемкостью и почти неограниченными кинематическими возможностями.

Использование гидропередач в транспортных машинах дает возможность получать очень малые скорости ведущих колес, что обеспечивает высокую проходимость машины и устойчивую работу двигателя.

Двигатель автомобиля без гидравлической передачи может глохнуть при трогании с места, на подъемах, поворотах и в других случаях. Двигатель, оборудованный гидропередачей, лишен этих недостатков, кроме того ввиду отсутствия жесткой связи между двигателем и остальными звеньями силовой цепи исключается воздействие ударных нагрузок на него.

Гидродинамически е систем ы

Общее представление о гидродинамических системах

Гидропередача исключает рывки при трогании с места и при переключении скоростей, что увеличивает продолжительность эксплуатации машин.

Из-за предельного сближения рабочих колес, расположенных в одном и том же корпусе, отпадает необходимость в трубопроводах, спиральных камерах, диффузорах, следовательно устраняются значительные потери энергии в этих элементах. Благодаря этому КПД определяется только потерями в рабочих колесах и достигает больших значений 0,85¸0,98.

Гидродинамические передачи, способные изменять передаваемый крутящий момент, называют гидротрансформаторами.

Гидродинамические передачи работают с помощью гидромашин лопастного типа. Они используют энергию динамического напора, которая сообщается жидкости лопастями рабочего колеса насоса и с помощью турбинного колеса превращается в механическую энергию. Этот тип передач иногда называют турбопередачами.

Гидродинам и ческая передача только с двумя колёсами — насосным и турбинным, имеет равные на обоих валах крутящие моменты и называют гидродинамической муфтой (гидромуфтой). В номинальном режиме частота вращения турбинного вала гидромуфты на 1,5—4% меньше частоты вращения вала насоса; кпд гидромуфты составляет 95—98%.

Гидротрансформаторы имеют три лопаточных колеса (насосное, направляющего аппарата и турбинное) или более. Они бывают с одно- или многоступенчатой турбиной. В последнем случае удаётся расширить область изменения частоты вращения вторичного вала и получить большее увеличение крутящего момента на турбинном колесе по отношению к моменту на валу насоса в режиме страгивания, т. е. когда турбинный вал полностью остановлен (у трёхступенчатых турбин до 12:1). Г. п. допускают регулирование крутящего момента за счёт изменения заполнения их рабочей полости. Этот способ широко применяется для регулирования гидромуфт. Чтобы уменьшить падение кпд в гидротрансформаторах, регулирование ведут поворотом лопастей рабочих колёс.

В некоторых конструкциях гидротрансформаторов предусматривается отключение направляющего аппарата, что обращает механизм в гидромуфту — это т. н. комплексная передача. Гидродинам и ческие передачи строятся с передаточным отношением от 0,6 до 6 и кпд 0,86—0,92. Раздельная гидродинам и ческая передача , т. е. отдельно расположенные насос и турбина, соединённые трубами, позволяет произвольно размещать турбину относительно двигателя, дробить мощность двигателя между несколькими потребителями и, наоборот, суммировать мощность нескольких двигателей для привода одной машины. Несмотря на то, что кпд раздельных гидродинам и ческих передач составляет 65—70%, они находят всё большее применение в тех случаях, когда приводимая машина должна размещаться в месте, где невозможно или затруднено обслуживание: приводы буровых установок, насосы топливных систем летательных аппаратов, насосы химических установок и др.

Наибольшее применение гидродинам и ческие передачи , как автоматически действующие бесступенчатые передачи, нашли в трансмиссиях автомобилей, на тепловозах, в судовых силовых установках, приводах питательных насосов и дымососов ТЭЦ.

Классификация гидродинамических систем.

При выборе гидротрансформатора для установки на автомобиль исходят из типа применяемого двигателя, назначения машины, требуемых запасов мощности и общего диапазона регулирования. На автомобилях чаще всего находят применение прозрачные гидротрансформаторы. Непрозрачные гидротрансформаторы, независимо от типа двигателя, устанавливаются на машинах, которые по своему назначению требуют получения высокого коэффициента использования мощности, например на автобусах, сельскохозяйственных тракторах, тепловозах и дорожных машинах, где решающее значение придается достижению высокой производительности.

В табл. 1 приведены основные группы гидротрансформаторов, их параметры и общая характеристика.

Одноступенчатые блокируемые непрозрачные гидротрансформаторы I группы имеют три колеса с короткими лопатками у турбины, расположенными на значительном расстоянии от оси вращения. При малых нагрузках для обеспечения высокого к. п. д. гидротрансформатор блокируется (выключается).

У гидротрансформаторов II группы реактор установлен на муфте свободного хода. При определенном числе оборотов турбины реактор выключается и работа гидротрансформатора переводится на режим гидромуфты. Реактор может выполняться расчлененным, и выключение ступеней реактора осуществляется последовательно. Это позволяет расширить область высоких к. п. д. гидротрансформатора. Лопатки насоса и турбины такого гидротрансформатора расположены симметрично друг другу и имеют значительную длину. Выходной диаметр турбины расположен на малом расстоянии от оси вращения. Вследствие этой особенности ограничивается эффективность преобразующих свойств гидротрансформатора. Способность удовлетворительно работать в качестве гидромуфт присуща лишь одноступенчатым гидротрансформаторам, у которых турбина и насос расположены зеркально, а лопатки этих колес имеют значительную длину в радиальном направлении.

Гидротрансформаторы III группы по компоновке аналогичны гидротрансформаторам II группы, но отличаются от последних конфигурацией лопаток колес (сильно изогнутая форма лопаток у турбины, утолщение входных

Гидромуфта представляет собой отдельный узел в коробке передач автомобиля. Она устанавливается как в автоматической, так и в полуавтоматической коробке. Назначение такого узла состоит в плавной передаче крутящего момента от ведущего вала к коробке передач.

Гидромуфта, находящаяся в составе насосного агрегата, предназначена для бесступенчатого регулирования режима работы путем изменения частоты вращения насоса при неизменной частоте вращения приводного электродвигателя.

Содержание статьи

Частота вращения вторичного вала гидромуфты изменяется в зависимости от степени наполнения, которая регулируется черпательно-золотниковым устройством или жиклерной системой.

Принцип работы гидромуфты

Схематично гидромуфта состоит из нескольких основных элементов. Первый из которых – это насосное колесо (обозначено синим на схеме). Такое колесо имеет изогнутые лопасти и заполнено маслом.

Включение гидромуфты в работу начинается в тот момент, когда насосное колесо начинает вращаться, то масло выталкивается наружу центробежной силой. Чем быстрее вращается колесо, тем больше центробежная сила.

Напротив насосного колеса расположено турбинное колесо (на схеме обозначено красным). Турбинное колесо представляет собой зеркальную копию насосного колеса, повернутую на 180 градусов.

Когда насосное колесо вращается, то поток масла направляется на лопасти турбинное колеса и заставляет его вращаться, но из-за потерь турбинное колесо вращается медленнее.

Степень изменения частоты вращения называется скольжением гидромуфты:

S = 100% *(n1-n2)/n1 = (1-i) * 100%

где n1 – частота вращения вала гидромуфты (приводного двигателя);
n2 – частота вращения вторичного вала гидромуфты (приводного двигателя);
i – передаточное отношение гидромуфты;
s – скольжение, %.

Величины s и i характеризуют глубину регулирования и относятся к режимным характеристикам гидромуфты.

Рабочей жидкостью гидромуфты является масло турбинное марки Т22. Применение масел, склонных к шламообразованию и окислению, не допускается. В масло рекомендуется добавлять присадки против пенообразования и окисления.

При номинальной частоте вращения насоса 2900 оборотов в минуту гидромуфта устанавливается между двигателем и насосом.

В высокооборотных насосных агрегатах (частота вращения более 3000 оборотов в минуту) гидромуфта устанавливается между электродвигателем и передачей, повышающей частоту вращения (мультипликатором).

Устройство гидромуфты

Гидромуфта в автомобиле представляет собой самый простой элемент гидравлической трансмиссии. В современном варианте гидромуфта дополнена ещё одним элементов – статором и такой механизм называется гидротрансформатор. Он состоит из нескольких элементов:
Насосного колеса;
Турбинного колеса;
Статора;
Корпуса (картера).

Насосное колесо закреплено на валу двигателя и вращается внутри герметичного картера гидромуфты. Турбинное колесо расположено на противоположной стороне и закреплено на ведомом валу.

Внутри корпуса между этими двумя колеса все пространство заполнено маслом.

Для преобразования крутящего момента между турбинным и насосным колесами расположен статор. Жидкость возвращается из турбинного колеса в насосное проходя через статор. Это приводит к усилению крутящего момента.

Конструкция насосной гидромуфты

Конструктивная схема гидромуфты насосов разных типов имеет много общих решений.

В состав гидромуфты входит: собственно гидромуфта, рычажно-кулачковая передача и исполнительный механизм.

Гидромуфта типа МГ2 – двухполосная с устройством для регулирования.

Базовая деталь гидромуфты – литой, чугунный корпус (картер) 1 с крышкой 3. В расточках корпуса устанавливается корпус черпательного устройства и подшипник гидромуфты.

К корпусу подсоединяются золотник, маслопроводы, термометры сопротивления. В корпусе установлен перфорированный экран для изоляции вращающегося ротора от брызг и уменьшения вентиляционных потерь. В корпусе отлиты четыре опорные лапы для крепления к фундаментной плите.

С помощью шпилек крышка крепиться к корпусу. По плоскости разъема разъема предусмотрена паронитовая прокладка. В крышке выполнен люк со съемной крышкой, через который производится ремонт замена плавких предохранителей ротора без разборки корпуса гидромуфты 2.

Вал электродвигателя посредством зубчатой муфты соединяется с насосным валом гидромуфты, а вал насоса или редуктора с турбинным валом 9 гидромуфты. Насосный полуротор 5 и турбинное колесо 6 гидромуфты изготавливаются из стальных поковок, с приваренными плоскими радиальными лопастями. Насосный ротор на подшипниках скольжения с осевым упором цапфы 8 устанавливается в корпус.

Турбинный ротор со своими опорами имеет подшипники качения – левый роликовый, а правый - двойной радиально упорный, для восприятия осевых усилий, действующих на ротор при пусках и переменных режимах работы агрегата.

Подшипник качения гидромуфты смазывается жидким маслом, поступающим от подшипников скольжения по специальным сверлениям.

Насосный ротор состоит из двух полуроторов: левого и правого. Левый полуротор 5 крепится болтами с пружинными шайбами к фланцу насосного вала, правый 7 – к цапфе 8. Между собой полуроторы соединены цилиндрическим корпусом ротора 4. К корпусу ротора крепится крышка 10 камеры черпательного устройства.

Турбинный ротор состоит из симметричного колеса, насаженного на вал, и деталей крепления. В ступице турбинного колеса выполнены разгрузочный отверстия для выравнивания давления в обеих рабочих полостях гидромуфты.

Двухполосный круг циркуляции гидромуфты через золотники и корпус подшипника заполняется маслом от маслосистемы. Регулирование частоты вращения турбинного ротора гидромуфты осуществляется изменением значения заполнения круга циркуляции, который через отверстия соединяется с дополнительным объемом, где формируется масляное кольцо.

Схема системы регулирования гидромуфты.

Работы и регулирование гидромуфты производится путем воздействия вала исполнительного механизма через кулачок 1 и рычаг 7 на зубчатый сектор 5, находящийся в зацеплении с зубчатой рейкой черпака 4.

Черпак движется поступательно в направляющей втулке. Положение черпака определяет уровень масла в черпательной камере, а следовательно, и в полости гидромуфты, обуславливая тем самым определенное скольжение. Предельное положение черпака фиксируется стопором 3. На корпусе гидромуфты имеется указатель положения черпака.

Закрепленный на корпусе 12 золотник 11 может разделить масло на два потока: в полость гидромуфты и сброс в маслобак. Масло подводится в центр золотника, а отводится через регулирующие окна в верхней и нижней части 10.

Вращение на золотник передается от валика зубчатого сектора через кулачок 2, двухплечий рычаг 6, тягу 15 и рычаг 13, установленный на валике золотника. Продольная тяга имеет пружину 14, которая обеспечивает обратное движение золотника.

Кулачок 2 спрофилирован таким образом, чтобы обеспечить максимальную подачу масла в гидромуфту при режиме наибольшего в ней тепловыделения. Золотник предохраняет гидромуфту от переполнения, а черпаковую трубу – от чрезмерной перегрузки.

Постоянный контакт рычага 6 с кулачком 2 осуществляется за счет противовеса 8. Вал исполнительного механизма имеет подшипниковую опору 9.

Применение гидромуфт дает возможность повысить экономичность работы насосного агрегата при частичных нагрузках, увеличивает долговечность работы насоса и арматуры, а также позволяет привести в соответствие напорные характеристики параллельно работающих насосных агрегатов.

Для резервных питательных насосов энергоблоков до 300 МВт применяются одноступенчатые повысительные передачи с передаточным отношением до 2,2.

Шевронная зубчатая пара установлена в подшипниках с принудительной смазкой. Подшипники располагаются в чугунном корпусе редуктора, который имеет осевой разъем в горизонтальной плоскости.

Шестерня выполнена как одно целое с валом из стали 40Х. Зубчатое колесо – бандажированное: на вал из стали 45 насажена ступица и обод зубчатого колеса из стали 40Х. Редуктор имеет торсионный вал для соединения с насосом.

Достоинства и недостатки

Основным достоинством гидромуфты считается возможность плавного регулирования крутящего момента, который передается от двигателя на трансмиссию. Использование гидромуфты позволяет ограничить максимальный передаваемый крутящий момент и таким образом обезопасить трансмиссию от поломок и перегрузок.

Недостатком такой конструкции является снижение КПД, которое происходит вследствие потерь в масле при передаче крутящего момента. Большая часть потерь связана с преобразованием механической энергии вращения в тепловую, которая расходуется на нагрев масла и корпуса турбины. Такие потери приводят к увеличению расхода топлива.

На легковых автомобилях наибольшее распространение получили гидромеханические коробки с планетарными механическими коробками. Их преимущества: компактность конструкции, меньшая металлоемкость и шумность, больший срок службы. К недостаткам относятся сложность, высокая стоимость, пониженный КПД. Переключение передач в этих коробках производится при помощи фрикционных муфт и ленточных тормозных механизмов. При этом при включении одной передачи часть фрикционных муфт и ленточных тормозных механизмов пробуксовывает, что также снижает их КПД.

Гидротрансформатор представляет собой гидравлический механизм, который размещен между двигателем и механической коробкой передач. Он состоит из трех колес с лопатками:

насосного (ведущего)
турбинного (ведомого)
реактора

Насосное колесо 3 закреплено на маховике 1 двигателя и образует корпус гидротрансформатора, внутри которого размещены турбинное колесо 2, соединенное с первичным валом 5 коробки передач и реактор 4, установленный на роликовой муфте 6 свободного хода. Внутренняя полость гидротрансформатора на 3/4 своего объема заполнена специальным маслом малой вязкости.

Рис. Гидротрансформатор:
а – общий вид; б – схема; 1 – маховик; 2 – турбинное колесо; 3 – насосное колесо; 4 – реактор; 5 – вал; 6 – муфта

Каждое колесо имеет наружный и внутренний торцы, между которыми располагаются профилированные лопасти, образующие каналы для протока жидкости. Все колеса гидротрансформатора максимально приближены друг к другу, а вытеснению жидкости препятствуют специальные уплотнения.

При работающем двигателе насосное, колесо вращается вместе с маховиком двигателя. Масло под действием центробежной силы поступает к наружной части насосного колеса, воздействует на лопатки турбинного колеса и приводит его во вращение. Из турбинного колеса масло поступает в реактор, который обеспечивает плавный и безударный вход жидкости в насосное колесо и существенное увеличение крутящего момента. Таким образом, масло циркулирует по замкнутому кругу и обеспечивается передача крутящего момента в гидротрансформаторе.

Характерной особенностью гидротрансформатора является увеличение крутящего момента при его передаче от двигателя к первичному валу коробки передач. Наибольшее увеличение крутящего момента на турбинном колесе гидротрансформатора получается при трогании автомобиля с места, при этом коэффициент трансформации может составлять до 2,4. В этом случае реактор неподвижен так как заторможен муфтой свободного хода. По мере разгона автомобиля увеличивается скорость вращения насосного и турбинного колес. При этом муфта свободного хода расклинивается и реактор начинает вращаться с увеличивающейся скоростью, оказывая все меньшее влияние на передаваемый крутящий момент. После достижения реактором максимальной скорости вращения гидротрансформатор перестает изменять крутящий момент и переходит на режим работы гидромуфты. Таким образом, происходит плавный разгон автомобиля и бесступенчатое изменение крутящего момента.

Гидротрансформатор автоматически устанавливает необходимое передаточное число между коленчатым валом двигателя и к ведущими колесами автомобиля, Это обеспечивается следующим образом: с уменьшением скорости вращения ведущих колес автомобиля при возрастании сопротивления движению возрастает динамический напор жидкости от насоса на турбину, что приводит к росту крутящего момента на турбине, следовательно, на ведущих колесах автомобиля.

КПД гидротрансформатора определяет экономичность его работы. Максимальное значение КПД гидротрансформатора может быть от 0,85 до 0,97, но обычно находится в диапазоне от 0,7 до 0,8. В комплексном гидротрансформаторе на режиме гидромуфты можно получить максимальное значение КПД до 0,97.

Изменение режимов работы гидротрансформатора происходит автоматически. Если увеличивать нагрузку на выходе из гидротрансформатора, то происходит уменьшение угловой скорости турбины, что приводит к увеличению коэффициента трансформации.

К сожалению, гидротрансформатор имеет малый диапазон передаточных чисел, не обеспечивает движения задним ходом, не разобщает двигатель от трансмиссии (необходима сложная система опорожнения проточных частей от рабочей жидкости). Поэтому за гидротрансформатором устанавливают специальную планетарную коробку передач, которая компенсирует указанные недостатки.

Планетарная коробка передач включает в себя планетарные механизмы . В простейшем планетарном механизме солнечная шестерня 6, закрепленная на ведущем валу 1, находится в зацеплении с шестернями-сателлитами 3, свободно установленными на своих осях. Оси сателлитов закреплены на водиле 4, жестко соединенном с ведомым валом 5, а сами сателлиты находятся и зацеплении с коронной шестерней 2, имеющей внутренние зубья.

Рис. Планетарный механизм:
1 – ведущий вал; 2 – коронная шестерня; 3 – сателлиты; 4 – водило; 5 – ведомый вал; 6 – солнечная шестерня; 7 – тормоз

В автоматических коробках передач применяются фрикционные муфты сцепления. Фрикционная муфта сцепления состоит комплекта покрытых слоем фрикционного материала дисков, прижатых друг к другу через прокладки в виде тонких пластин из гладкого металла.

Рис. Фрикционная муфта сцепления автоматической коробки передач:
1 – канал подачи рабочей жидкости; 2 – поршень; 3 – кожух муфты; а – выключенное состояние; б – включенное состояние

При этом часть фрикционных дисков оснащены внутренними шлицами, часть – наружными. Прижимание дисков друг к другу обеспечивается гидравлическим поршнем 2, для выключения сцепления применяется возвратная пружина. При подаче к поршню давления рабочей жидкости диски плотно прижимаются друг к другу, образуя одно целое. Как только давление снимается, возвратная пружина отводит поршень назад и диски выводятся из зацепления. В качестве возвратных пружин могут использоваться винтовые, диафрагменные и гофрированные дисковые пружины.

В качестве примера гидромеханических передач рассмотрим двухступенчатую гидромеханическую коробку передач. Она состоит из гидротрансформатора 1, механической планетарной коробки передач с многодисковым фрикционом 3 и двумя ленточными тормозными механизмами 2 и 4 и гидравлической системы управлениях кнопочным переключением передач. Кнопки соответственно означают нейтральное положение, задний ход, первую передачу и движение с автоматическим переключением передач. В двухступенчатой механической коробке передач имеются два одинаковых планетарных механизма 5 и 6.

Рис. Гидромеханическая коробка передач:
1 – гидротрансформатор; 2,4 – тормозные механизмы; 3 – фрикцион; 5,6 – планетарные механизмы

В нейтральном положении фрикцион 3, а также тормозные механизмы 2 и 4 выключены. Трогание автомобиля с места происходит при включенной первой передаче. В этом случае масло под давлением поступает в цилиндр тормозного механизма 2, лента которого затягивается, и солнечная шестерня планетарного механизма 6 останавливается.

Для движения автомобиля задним ходом включается только тормозной механизм 4.

В настоящее время автоматические коробки передач имеют электронное управление, что позволяет гораздо точнее выдерживать заданные моменты переключения (с точностью до 1 % вместо прежних 6…8 %). Появились дополнительные возможности: по характеру изменения скорости при данной нагрузке на двигатель компьютер может вычислить массу автомобиля и ввести соответствующие поправки в алгоритм переключения. Электронное управление предоставило неограниченные возможности для самодиагностики, что позволило корректировать процессы управления в зависимости от многих параметров (от температуры и вязкости жидкости до степени износа фрикционных элементов).

Система автоматического управления обычно состоит из следующих подсистем:

функционирования (гидравлические насосы, регуляторы давления)
измерительная, собирающая информацию о параметрах управления
управляющая, вырабатывающая управляющие сигналы
исполнительная, осуществляющая управление переключением передач, работой двигателя
подсистема ручного управления
подсистема автоматических защит, предотвращающая возникновение опасных ситуаций

Основными элементами электронной системы управления являются электронный блок и рычаг управления.

В качестве примера современной АКП с электронным управлением рассмотрим шестиступенчатую коробку передач 09G японского концерна AISIN.

АКП состоит из гидротрансформатора, механической планетарной коробки передач с многодисковыми фрикционами и многодисковыми тормозными механизмами, гидравлической системы, систем охлаждения и смазки, электрической системы.

Рис. Разрез автоматической шестиступенчатой коробки передач 09G:
К– многодисковые муфты; В – многодисковые тормоза; S – солнечные шестерни; Р – сателлиты; РТ – водило; F – обгонная муфта; 1 – вал турбинного колеса; 2 – ведомая шестерня промежуточной передачи; 3 – жидкостный насос

Планетарные ряды объединены по схеме, разработанной Лепеллетье (Lepelletier). Крутящий момент двигателя подводится к одинарному планетарному ряду. Далее он направляется на сдвоенный планетарный ряд Равиньо (Ravigneaux).

Рис. Двухредукторная планетарная система Лепеллетье:
а – обычный планетарный редуктор; б – планетарный редуктор Равиньо; 1 – вал турбинного колеса; Р1 – сателлит коронной шестерни Н1; Р2 – сателлит солнечной шестерни 2; Р3 – сателлит коронной шестерни 1; S1 – солнечная шестерня 1; S2 — солнечная шестерня 2; S3 — солнечная шестерня 3; Н1 – коронная шестерня 1; Н2 – коронная шестерня 2

Управление одинарным планетарным рядом производится посредством многодисковых муфт K1 и K3 и многодискового тормоза B1. Число сателлитов в планетарных рядах выбирается в зависимости от передаваемого крутящего момента.

Сдвоенный планетарный ряд управляется посредством многодисковой муфты K2, многодискового тормоза B2 и обгонной муфты F. В системе управления муфтами предусмотрены устройства динамической компенсации рабочего давления, которые делают работу муфт независящей от частоты вращения. Муфты K1, K2 и K3 служат для подвода крутящего момента к планетарным рядам, а с помощью тормозов B1 и B2, а также обгонной муфты обеспечивается передача реактивных моментов на картер коробки передач.

Давление в рабочих цилиндрах муфт и тормозов изменяется посредством регулирующих клапанов.

Обгонная муфта F представляет собою механизм, который работает параллельно с тормозом.

Читайте также: