Hydraulische Gangschaltung Hydromechanische Übertragung

Das traditionelle Gerät des Autos enthält als obligatorisches Element seiner Konstruktion solche Komponenten wie Kupplung und Getriebe. Der wechselnde Stil und das Bild des modernen Lebens, mit dem Ziel, mehr Komfort zu bieten, führt jedoch zu einer Änderung dieser traditionellen Knoten der Maschine. Sie werden oft durch hydromechanische Getriebe ersetzt.

Übertragung? Was ist das und warum?

Für ein Auto ist das Getriebe alles, was den Drehmomentfluss vom Motor zu den Rädern gewährleistet, einschließlich des Getriebes und der Kupplung. Bei einem klassischen Transportfahrzeug war dies genau der Fall. Wie bereits erwähnt, werden sie in modernen Personenkraftwagen durch ACKP ersetzt. In diesem Fall wird die Steuerung der Maschine stark vereinfacht - es ist nicht erforderlich, die Kupplung zu verwenden und das Getriebe manuell zu wechseln. Das Kupplungspedal fehlt einfach und das Schalten erfolgt automatisch.

Dies liegt an dem hydromechanischen Getriebe. Um zu verstehen, was es ist, ist es am besten, sich an zwei Hauptpunkte zu erinnern, die während des Fahrens auftreten:

• die Notwendigkeit, beim Schalten von Gängen vom Motorgetriebe zu trennen;
• Ändern des vom Motor auf die Räder übertragenen Drehmomentwerts, wenn sich die Straßenbedingungen ändern.

In einem herkömmlichen Fahrzeug geschieht dies, wenn Sie auf die Kupplung drücken und den Schaltknauf betätigen. In Fahrzeugen mit Automatikgetriebe führt ein hydromechanisches Getriebe diese Aktion jedoch in vielen Fällen aus.

Über das Gerät hydromechanische Box

Wenn man von dem Gerät spricht, das in der Zusammensetzung des hydromechanischen PKW-Getriebes verwendet wird, ist es notwendig, die Hauptkomponenten zu beachten:

1. drehmomentwandler;
2. kontrollmechanismen;

Pro Drehmomentwandler

Die Basis des hydromechanischen Automaten ist der Hydrotransformator. Bei einem hydromechanischen Automatikgetriebe spielt es eine ähnliche Rolle wie bei einem normalen Auto - es überträgt den Moment vom Motor auf die Box.

Wie aus der Figur ersichtlich, ist die Vorrichtung des Drehmomentwandlers recht einfach und umfasst drei Räder einer speziellen Form:

• pumpe, die die Kommunikation zwischen dem Motor und dem Hydrotransformator durchführt;
• eine Turbine, die mit der Welle des (Primär-) Getriebes kommuniziert;
• reaktor zur Erhöhung des Drehmoments.

Alle diese Turbinen sind mit einem speziellen Gehäuse geschlossen und zu drei Vierteln in Öl getaucht, wodurch das Innenvolumen ausgefüllt wird. Der hydromechanische Antrieb funktioniert auf diese Weise - das Pumpenrad, das das Drehmoment vom Motor aufnimmt, rotiert, lenkt den Ölstrom zum Turbinenrad, schleudert es und überträgt die Kraft auf die Getriebewelle.

Das Öl zirkuliert entlang einer komplexen Flugbahn - vom äußeren Teil des Pumpenrings zum äußeren Teil der Turbine und dann durch die Mitte des Geräts zurück zum Pumpenrad. Die Folge dieser Bewegung ist die hydromechanische Übertragung des Drehmoments vom Motor auf das Getriebe.

Ein solcher hydromechanischer Antrieb hat eine Besonderheit: Durch das Vorhandensein eines dritten Reaktorrades kann das übertragene Moment erhöht werden. Dies liegt an seiner Position in der Mitte des Drehmomentwandlers.

Bei einer hydromechanischen Übertragung des Drehmoments wird der Ölstrom vom Turbinenrad in die Mitte der Vorrichtung geleitet und kehrt dann zur Pumpstation zurück. Ein Reaktorrad befindet sich jedoch auf seinem Weg, und die Strömung, die auf sie Druck ausübt, bewirkt eine Reaktion von ihr, die auf die Turbine einwirkt und das vom Flügelrad übertragene Moment verstärkt.

Dieser zusätzliche Effekt, der auftritt, wenn eine hydromechanische Kraftübertragung vom Motor auftritt, bewirkt, dass er zunimmt. Die Größe der Verstärkung hängt von der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Rädern des Drehmomentwandlers ab. Je größer sie ist, desto bedeutungsvoller wird sie sein. Dies ist besonders nützlich beim Fahren, wenn hydromechanische Leistung vom Leerlauf des Motors auf das Festgetriebe übertragen wird.

Eine sehr nützliche Tatsache ist, dass der hydraulische Antrieb automatisch das gewünschte Übersetzungsverhältnis zwischen den Rädern und dem Motor einstellt, und zwar aufgrund der Änderung der Größe des Drucks der Flüssigkeit während ihrer Übertragung zwischen den Druck- und Turbinenscheiben.

Der Bereich einer solchen Änderung ist jedoch ziemlich klein, und es besteht keine Möglichkeit, die Verbindung zwischen dem Getriebe und dem Motor mit einem hydromechanischen Antrieb zu unterbrechen, so dass der Drehmomentwandler in Reihe mit dem Planetenkasten arbeitet, wodurch die genannten Nachteile beseitigt werden können.

Pro Planetenbox

In hydromechanischen Automatikgetrieben wird am häufigsten ein Planetengetriebe verwendet, dessen Vorrichtung aus der nachstehenden Abbildung ersichtlich ist.

In der einfachsten Version tritt das Drehmoment in das Sonnenrad 6 ein, mit dem sich die Satellitenräder 3 in einem konstanten Getriebe befinden, sie drehen sich frei um ihre Achsen. Sie installierten den Antrieb 4, der mit der Welle 5 verbunden ist, wobei die Satelliten 3 ständig mit dem Zahnrad 2 in Eingriff stehen, auf dessen Innenfläche Zähne vorhanden sind.

Wenn das Hohlrad 2 gebremst wird, dringt das Moment durch den Träger 4 in die Abtriebswelle ein, und wenn das Zahnrad gesperrt ist, übertragen die Satelliten das Moment darauf, und die Abtriebswelle bleibt stationär.
  Das Automatikgetriebe verwendet Reibungskupplungen und Riemenbremsen. Die Steuerung erfolgt über ein hydromechanisches System, das aus verschiedenen Kanälen, Federn und einer Pumpe zur Erzeugung von Öldruck besteht.

Die Vor- und Nachteile der hydromechanischen Box

Gemäß der obigen Beschreibung kann der Aufbau eines hydromechanischen Getriebes als Reihenschaltung eines Drehmomentwandlers, eines Getriebes (normalerweise eines Planetengetriebes) mit Kupplungen sowie einer hydraulischen Steuerung dargestellt werden.
  Die Vorteile eines solchen Automatikgetriebes sind:

1. manueller Schichtausschluss;
2. sicherstellung der Kraftübertragung ohne Unterbrechung und Stöße, insbesondere zu Beginn der Bewegung.

Dieses Automatikgetriebe hat jedoch seine Nachteile. Eine davon ist der Verlust an Drehmoment, der dadurch verursacht wird, dass ein Drehmomentwandler in der automatisierten Box enthalten ist.

Den Messungen zufolge überschreitet die Wirksamkeit dieses Automatikgetriebes nicht sechsundachtzig Prozent, während es bei einem herkömmlichen Schaltgetriebe achtundneunzig Prozent ist.

Dies ist jedoch die einfachste Version eines hydromechanischen Automatikgetriebes: Neue, wesentlich fortschrittlichere Versionen eines solchen Kastens werden entwickelt und in Personenwagen eingebaut.

Durch die hydromechanische Box kann der Fahrer während der Fahrt vom Schalten befreit werden. Dies ist besonders für Fahranfänger wichtig, um die Verkehrssicherheit zu erhöhen und zusätzlichen Komfort zu bieten.

Klasse

Junge Autofahrer finden häufig Informationen über das hydromechanische Getriebe eines Autos im Internet. Sie verstehen jedoch das Prinzip ihrer Arbeit nicht vollständig. In diesem Artikel beschreiben wir, wie ein hydromechanisches Getriebe funktioniert und warum es bequemer ist als ein herkömmliches Schaltgetriebe.

Hydromechanische Getriebekonstruktion

Hydromechanische Getriebe haben eine wichtige Funktion - es bietet eine automatische Kupplung. Der Fahrer muss nicht ständig das Kupplungspedal betätigen. Trotz des Fehlens eines Kupplungspedals besteht Hydromechanics immer noch aus einem Handschaltgetriebe und einem Drehmomentwandler. Das manuelle Senden kann ein anderes Funktionsprinzip haben:

- zwei Wellen;

- drei Wellen;

- mehrere;

- planetarisch.

Das gesamte Funktionsprinzip eines hydromechanischen Getriebes wird am häufigsten im Straßentransport verwendet: Busse und Lastwagen. Die Wellenhydromechanik arbeitet auf der Basis von Kupplungen - Lamellenkupplungen, die in Öl arbeiten. Durch dieses Funktionsprinzip können Sie vermeiden, dass Leistung und Drehmoment während eines Gangwechsels unterbrochen werden.

Das hydromechanische Getriebe umfasst auch die Antriebs-, Zwischen- und Abtriebswelle, eine Lamellenreibungskupplung (Reibungskupplung) und eine Zahnkupplung. Alle diese Bewegungsmechanismen werden von einer vorderen und hinteren Hydraulikpumpe gesteuert. Mit Hilfe eines Fliehkraftreglers erfolgt ein automatischer Gangwechsel.

Das Funktionsprinzip des hydromechanischen Getriebes

Das Funktionsprinzip des hydromechanischen Getriebes ist in der nachstehenden Tabelle beschrieben.

Planetengetriebe

Es ist eine Art hydromechanisches Getriebe. Es besteht aus Planetenmechanismen. Das Hauptsonnenrad ist auf der Antriebswelle montiert. Das Sonnenrad ist mit den Satellitenzahnrädern verbunden, die sich frei auf ihren Achsen befinden. Satelliten sind bereits durch den Träger mit der angetriebenen Welle verbunden.

Hydromechanisches Getriebe ist eine Kombination, bei der zusammen mit dem Drehmomentwandler ein Drehzahlgetriebe verwendet wird. Normalerweise wird ein solches Getriebe als GMP oder GMKP abgekürzt.

Der Drehmomentwandler wurde wie die Flüssigkeitskupplung Anfang des letzten Jahrhunderts vom deutschen Professor Hermann Fettinger erfunden. Vor dem Einsatz in Automobilen wurden diese hydrodynamischen Getriebe im Schiffbau eingesetzt.

Auf Autos erschien GMP erstmals in den USA - 1940 die Box Hydramatisch  wurde auf Autos installiert Oldsmobile. Derzeit in den USA fast 90 %   Autos sowie alle Stadtbusse und einen bedeutenden Teil der Lastwagen.
  In Europa begann der massive Einsatz hydromechanischer Getriebe erst in den frühen siebziger Jahren des vorigen Jahrhunderts, als diese Getriebe in Automobilen eingesetzt wurden Mercedes-Benz, Opel, BMW.

Die Änderung der Betriebsart des Drehmomentwandlers erfolgt automatisch. Erhöhen Sie die Belastung der Leistung des Drehmomentwandlers, so nimmt die Winkelgeschwindigkeit der Turbine ab, was zu einer Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses führt.

Leider hat der Drehmomentwandler einen kleinen Bereich von Übersetzungsverhältnissen, sorgt nicht für die Rückwärtsbewegung, teilt den Motor nicht vom Getriebe (erfordert ein komplexes System zum Entleeren der Strömungsteile des Arbeitsfluids). Daher wird hinter dem Hydrauliktransformator ein spezielles Getriebe eingebaut, das diese Nachteile ausgleicht. Dieses hydromechanische Getriebe ist stufenlos regelbar und ermöglicht es Ihnen, jedes Übersetzungsverhältnis in einem bestimmten Bereich zu erhalten.

Hydromechanische Getriebe verwenden hauptsächlich mechanische Planetengetriebe, die sich leicht automatisieren lassen, manchmal aber auch automatische Lenkgetriebe.

Die Vorrichtung und Funktionsweise des Drehmomentwandlers sowie die Differenz zur hydraulischen Kupplung werden näher beschrieben.

In einigen Fällen wird der Drehmomentwandler zusätzlich zur Standard-Reibungskupplung und zum Ganggetriebe installiert, während das Schalten manuell erfolgt.
  Bei einer solchen Konstruktion ist eine Einscheibenkupplung ausreichend, da diese nur dazu dient, die Getriebeeingangswelle beim Gangwechsel vom Turbinenrad des Transformators zu trennen, und der Drehmomentwandler sorgt für einen gleichmäßigen Drehmomentanstieg.
  Der Vorteil einer solchen Übertragung ist die relativ einfache Konstruktion und Steuerung im Vergleich zur automatisierten Übertragung. Meistens wird der Drehmomentwandler jedoch in Kombination mit einem Zwei- oder Dreiganggetriebe ohne Standard-Reibungskupplung eingesetzt.
Getriebe sind Welle oder öfter planetarisch. Die Schaltsteuerung ist automatisch oder halbautomatisch.

Zweistufiges Wellengetriebe

Der Drehmomentwandler in Kombination mit einem zweistufigen Wellengetriebe wird im hydromechanischen Getriebe des LiAZ-677M-Busses ( reis 1).
  Es ist ein Getriebe mit darin befindlichen Wellen: Primär 3 sekundär 11   und intermediär 15 . Die Primärwelle ist mit der Turbine des Drehmomentwandlers verbunden und die Sekundärwelle - mit dem Kardangetriebe. Der erste Gang (nach unten) hat eine Getriebeübersetzung 1,79 und der zweite Gang ist direkt, d. h. sein Übersetzungsverhältnis ist eins.

Ein Merkmal dieses Getriebes besteht darin, dass, um Zahnräder zusammen mit einer Zahnkupplung zu ermöglichen, Lamellenkupplungen (Reibungskupplungen) verwendet werden, die in Öl arbeiten.
  Kupplungsantriebsräder sind aus Stahl und Slave-Kupplungsscheiben aus Metallkeramik. Sie sind auf inneren oder äußeren Schlitzen montiert und haben die Möglichkeit einer leichten Bewegung in axialer Richtung. In der getrennten Position hält das Lamellenpaket die Federn. Die Lamellen werden durch den Aufprall des dem Reibungskupplungszylinder zugeführten Öls komprimiert.

Wenn der erste Gang eingelegt ist, wird die Kupplung aktiviert. 5 das blockiert das Zahnrad 4   mit Primärwelle 3 . Kupplung 8   Gleichzeitig bewegt es sich nach links und blockiert das Zahnrad 7   mit einer Sekundärwelle 11 .
  Drehmoment wird durch das Zahnrad 4 der Eingangswelle, Zahnräder übertragen 16   und 14   Zwischenwelle und Getriebe 7   auf der sekundärwelle 11 . Wenn der zweite Gang eingelegt ist, wird die Reibungskupplung aktiviert. 6 das blockiert die Eingangswelle 3   mit einer Sekundärwelle 11 . Kupplung 8   auf neutral stellen.

Für Rückwärtsgangkupplung 8   bewegt sich in die richtige Position und sperrt den Gang 10   mit einer Sekundärwelle 11 dann ist die kupplung geschlossen 5 . Das Drehmoment wird über Zahnräder übertragen 4, 16, 13, 12, 10   auf der sekundärwelle 11   Getriebe

Wenn die Reibungskupplung eingerückt ist 2   Der Drehmomentwandler blockiert, wenn die Turbinen- und Pumpenräder fest miteinander verbunden sind, und wechselt in den hydraulischen Kupplungsmodus.

Dreistufiges Planetengetriebe

In hydromechanischen Getrieben werden Planetengetriebe am häufigsten verwendet. Sie sind kompakt, haben einen niedrigen Geräuschpegel bei der Arbeit und eine lange Lebensdauer. Das Schalten der Gänge erfolgt fast ohne Unterbrechung des Kraftflusses.

Das Hauptglied des Planetengetriebes ist das Planetengetriebe ( reis 2) bestehend aus einem Umlaufkranz 1 Sonnenrad 2 fuhr 3   und Satelliten 4 .
Die Achsen der Satelliten sind auf dem Träger montiert und drehen sich mit diesem, d. H. Sie sind beweglich. Je nachdem, welches Element der Planetenserie führend ist und welches gesperrt ist, ändern sich die Übersetzungsverhältnisse der Planetenserie.

Zwei-Gang-Getriebe haben ein Planetengetriebe. Mehrstufen können zwei oder mehr Planetenreihen haben, die miteinander verbunden sind.
  Das Abbremsen von Elementen der Planetenräder beim Schalten wird durch Reibungskupplungen (Reibungskupplungen) oder Riemenbremsen bewirkt.

Das Design des hydromechanischen Getriebes eines Personenkraftwagens, bei dem der Drehmomentwandler mit einem dreistufigen Planetengetriebe kombiniert ist, wird vorgestellt   Reis 3.

Drehmomentwandler 1   besteht aus drei rädern mit klingen. Val 2   Das Turbinenrad ist die Antriebswelle des Getriebes. Abtriebswelle 12   Das Getriebe befindet sich koaxial zur Antriebswelle. Das Getriebe umfasst zwei identische Planetenreihen. 7   und 8 , drei Lamellenkupplungen 5, 6, 9   und zwei Riemenbremsen 4, 10 .

Die Gangschaltung erfolgt durch die Einbeziehung von Reibungs- und Bremsmechanismen in verschiedenen Kombinationen ( reis 4).
In neutral  Bremse betätigt 10 (reis 3) und verriegelte Kupplung 13   Freilauf Abtriebswelle 12   dreht sich nicht

Im ersten Gang  Reibungskupplung enthalten 6   und Bremsmechanismus 10 und auch Kupplung enthalten 13   Freilauf Planetengetriebe Planetengetriebe 8   dreht sich mit der Winkelgeschwindigkeit der Antriebswelle 2 und das Sonnenrad ist gebremst, der Träger dreht das Planetenrad des Planetenradsatzes 7 bei dem auch das Sonnenrad gesperrt ist. Angetrieben ist ein Träger dieser Serie, der gleichzeitig mit der angetriebenen Welle hergestellt wird 12 . Freilaufkupplung 13   ist enthalten.

Im zweiten Gang  Reibungskupplung enthalten 5   und Bremsmechanismus 10 . Planetengetriebe Planetengetriebe 8   dreht sich frei und Planetenserie 7   - mit der Winkelgeschwindigkeit der Antriebswelle 2 .
  Da das Sonnenrad gebremst wird, drehen sich der Träger und die Abtriebswelle 12 . Freilaufkupplung 13   ist enthalten.

Im dritten Gang  Reibungskupplungen enthalten 5   und 6 sowie der Bremsmechanismus 10 . Planetengetriebe und Planetenträger 8   führend Bei gleicher Winkelgeschwindigkeit drehen sich die Planetenräder und der Planetenträger 7 die Antriebs- und die Abtriebswelle drehen sich mit der gleichen Frequenz.

Im Rückwärtsgang  Kupplung eingerückt 6   und Bremsmechanismus 4 . Planetenträger 8   gebremst und der epizyklische Zahnradantrieb.
Das Sonnenrad dreht sich in die entgegengesetzte Richtung, das Sonnenrad des Planetengetriebes dreht sich in die gleiche Richtung 7 . Seit dem Umlaufrad der Planetenserie 7   verlangsamt ist der folger der mit der angetriebenen welle verbundene träger 12 .
  Freilaufkupplung 13   gesperrt

Hydrodynamische Übertragung

Gegenwärtig gibt es zwei Arten von hydrodynamischen Getrieben: eine hydraulische Kupplung und einen Drehmomentwandler.

Hydraulische Kupplung  - das einfachste Element des hydraulischen Antriebs. Das Besondere daran ist, dass das Drehmoment an der Antriebswelle der hydraulischen Kupplung immer gleich dem Drehmoment an der Abtriebswelle ist. Der Aufbau der Flüssigkeitskupplung ist sehr einfach. Sie besteht aus einer Pumpe und Turbinenrädern von annähernd gleichem Design, die sich in dem mit Öl gefüllten Kurbelgehäuse befinden (Fig. 1a und 1b).

Wenn sich das Pumpenrad dreht, beginnt sich das Öl unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft entlang der Leitschaufeln zum Umfang zu bewegen, wodurch kinetische Energie gewonnen wird. Vom Pumpenrad aus gelangt es in das Turbinenrad, wo es in Kontakt mit den Turbinenschaufeln einen Teil seiner Energie abgibt und in Rotation versetzt.

Während der schnellen Drehung des Pumpenrades macht das Öl eine komplexe Bewegung, bestehend aus tragbaren und relativen Bewegungen. Die erste tritt aufgrund der Rotation des Öls mit dem Pumprad auf. Die zweite wird durch die Bewegung des Öls entlang des Laufrads zur Peripherie bestimmt. Die Relativbewegung wird durch die Wirkung von Zentrifugalkräften verursacht, die im Öl durch Rotation zusammen mit dem Pumprad entstehen (Abb. 2). Infolgedessen wird beim Austritt aus dem Pumpenrad die absolute Geschwindigkeit des Ölstroms durch die Vektorsumme der Geschwindigkeiten der tragbaren und relativen Bewegungen bestimmt (3). Ein Teil der Energie des Ölstroms, der durch seine tragbare Geschwindigkeit bestimmt wird, wird durch die Schaufeln des Turbinenrads abgegeben.

Drehmomentwandler Das Funktionsprinzip des Drehmomentwandlers (Transformators) ist das gleiche wie bei der Flüssigkeitskupplung. Dieselben relativen und figurativen Bewegungen von Öl. Um das Drehmoment an der Abtriebswelle des Transformators zu erhöhen, wird ein zusätzliches Element eingeführt - das Reaktorrad (Reaktor, manchmal der Stator). Der Reaktor ist zwischen dem Austritt der Turbine und dem Eingang des Pumpenrades installiert (Fig. 4) und soll den aus dem Turbinenrad austretenden Ölstrom lenken, so daß seine Drehzahl mit der Drehrichtung des Pumpenrades zusammenfällt. In diesem Fall wird die ungenutzte Energie des Turbinenradöls dazu verwendet, die Drehzahl des Laufrads weiter zu erhöhen, wodurch die kinetische Energie des Öls entsprechend erhöht wird. Die Folge davon ist eine Erhöhung des Drehmoments an der Welle des Turbinenrads, verglichen mit dem Moment, das dem Pumpenrad vom Motor zugeführt wird. Es ist zu beachten, dass das Verhältnis der Momente an den Pumpen- und Turbinenrädern durch das Verhältnis der Winkelgeschwindigkeiten dieser Elemente bestimmt wird. Der maximale Drehmomentanstieg tritt auf, wenn die Turbine vollständig angehalten ist. Diese Betriebsart des Transformators wird aufgerufen aufhören. Moderne Transformatoren haben ein Momententransformationsverhältnis im Stoppmodus von 2,0 bis 2,5. Der Begriff "Übersetzungsverhältnis" bedeutet das Verhältnis des vom Turbinenrad entwickelten Moments zum Moment am Pumpenrad.

Bei dem Vorgang des Erhöhens der Rotationsfrequenz des Turbinenrads nimmt dann der Wirkungsgrad des Reaktors ab und das Drehmoment an der Welle des Turbinenrads nimmt ab. Dies ist verständlich, denn je höher die Drehzahl des Turbinenrads ist, desto geringer ist der Einfluss der ertragbaren Ölflussrate auf die Schaufeln dieses Rades. In dem Moment, in dem die Drehzahl der Turbine etwa 85% der Drehzahl des Flügelrads beträgt, verliert das Reaktorrad aufgrund des Freilaufs den Kontakt mit dem Getriebegehäuse und beginnt sich frei mit der Strömung mitzudrehen, ohne es zu beeinflussen. Infolgedessen schaltet der Transformator in den Fluidkopplungs-Betriebsmodus, dessen Übersetzungsverhältnis gleich 1 ist.

Der Transformator hat mehrere günstige Eigenschaften. Seine Installation führt zu einer gleichmäßigen Änderung des Drehmoments, wodurch das Getriebe belastet wird, was die Lebensdauer der Getriebeeinheiten erhöht und die Reparaturkosten reduziert. Eine sanfte Änderung des Drehmoments ist am günstigsten, wenn auf schwach tragenden Böden und auf rutschiger Straße (Eis, Schnee) gefahren wird, da in diesem Fall die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls des Bodens und des Rutschens der Antriebsräder verringert wird. Darüber hinaus ist der Transformator ein hervorragender Dämpfer für Torsionsschwingungen des Motors, die durch Öl gelöscht werden und nicht in den mechanischen Teil des Getriebes gelangen.

Die Natur eines hydrodynamischen Getriebes ist so, dass in ihm immer ein Schlupf stattfindet, d.h. Die Winkelgeschwindigkeit des Turbinenrades ist niemals gleich der Winkelgeschwindigkeit des Laufrads. Dies führt natürlich zu einer Verringerung des Kraftstoffverbrauchs des Autos. Um die Kraftstoffeffizienz der Fahrzeuge in Automatikgetrieben zu verbessern, ist es daher vorgesehen, den Transformator zu sperren.

Transformer-Blockierungsmethoden. Mit einer Sperrkupplung können Sie den Drehmomentwandler umgehen und den Motor direkt mit der Eingangswelle des Getriebes verbinden. Somit wird der Schlupf zwischen dem Pumprad und dem Turbinenrad beseitigt, was zu einer Erhöhung der Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs führt.

Eine typische Konstruktion einer Transformatorüberbrückungskupplung ist in 5 gezeigt. Die Nabe der Druckscheibe (Abbildung 6) ist durch Keile mit der Nabe des Turbinenrads verbunden. Zwischen der Druckscheibe und der Nabe befinden sich Federn, die als Torsionsschwingungsdämpfer wirken (Abb. 6). Beim Blockieren oszilliert der Kolben um die Nabe und verformt die Federn, die vom Motor angeregte Drehschwingungen absorbieren. Mechanische Energie fließt durch den Federdämpfer und trifft auf die Abtriebswelle des Transformators.

Um den Betrieb der Sperrkupplung zu verbessern, ist an der Innenfläche des Transformatorgehäuses oder der Druckplatte ein Reibbelag angebracht (Abbildung 7).

Verriegelungskupplungen aller Transformatoren haben die gleiche Art von Druckplatten, und zu ihrer Steuerung werden normalerweise dieselben Hydraulikkreise verwendet. Die Figuren und eine vereinfachte Darstellung einer der Möglichkeiten zur Steuerung der Transformatorkopplung. Im ausgeschalteten Zustand fließt Öl zwischen dem Kurbelgehäuse und der Druckplatte. Dies schützt die Kupplung vor spontanem Schalten. Bevor Öl in den Transformator gelangt, gelangt es zwischen der Scheibe und dem Gehäuse und gelangt vom Transformator in das Kühlsystem.

Um den Transformator zu verriegeln, schaltet das Steuerventil den Stromkreis und der Kolben wird auf der anderen Seite mit Druck beaufschlagt. Das Öl, das sich zuvor zwischen dem Kolben und dem Transformatorgehäuse befand, wird durch die Turbinenwelle abgelassen, wodurch ein reibungsloser Kupplungseingriff gewährleistet wird. Das Turbinenrad ist jetzt mit der Motorwelle verbunden und der Transformator ist blockiert.

Manchmal erfolgt die Steuerung der Blockierung des Transformators über das Getriebe. Das Viergang-Automatikgetriebe AOD (Ford) hat eine Hilfseingangswelle, die über einen Federdämpfer direkt mit dem Motor verbunden ist (Fig. 10). Im dritten und vierten Gang ist diese Welle über die Overdrive-Sperrkupplung mit dem Planetengetriebe verbunden. Im dritten Gang werden 60% der Motorleistung mechanisch und 40% durch einen Transformator übertragen. Im vierten Gang werden alle 100% der Motorleistung mechanisch über diese Welle übertragen. Im ersten, zweiten und Rückwärtsgang durchläuft der gesamte Kraftfluss den Drehmomentwandler.

Was kann in einem Transformator ausfallen? Zunächst die Freilaufkupplung des Reaktors. Hier gibt es zwei Möglichkeiten:

• aufgrund des Verschleißes beginnen die Kupplungsrollen zu rutschen, und in diesem Fall kann die Kupplung den vom Reaktor wahrgenommenen Moment nicht vollständig auf das Kurbelgehäuse übertragen;
• die Walzen klemmen möglicherweise und es gibt keinen Freilaufmodus in der Kupplung, wodurch der Transformator nicht in den Hydraulikkupplungsmodus wechseln kann.

Manchmal fällt die Sperrkupplung aus. Meistens ist dies auf erheblichen Verschleiß des Reibbelages zurückzuführen.

In allen oben genannten Fällen ist die Reparatur des Transformators nur in spezialisierten Servicecentern möglich.

Selten, aber manchmal werden bei einem Transformator die Schaufeln der Pumpen-, Turbinen- oder Reaktorräder beschädigt. In diesem Fall ist der Austausch des Transformators unumgänglich.

Die Geschichte der Herstellung eines hydromechanischen Getriebes kann verwendet werden, um die gigantischen Bemühungen von Automobilherstellern zu veranschaulichen, die versucht haben, den Komfort eines mit einem Automatikgetriebe ausgestatteten Autos zu einem der Hauptvorteile zu machen.

In der ersten Hälfte des letzten Jahrhunderts, selbst nachdem er ein Auto aus weichem Gummikautschuk erhalten hatte, waren mehr oder weniger rationelle Layouts und Massenverteilungen des Autos das Autofahren, vor allem in städtischen Umgebungen, wirklich "erschöpft die Seele". Was die Passagiere am besten fühlen, sind Ruckeln und Ruckeln eines Autos aufgrund einer starken Drehmomentänderung an den Rädern.

Mehr als ein Dutzend verschiedener Geräte wurden in die Regale geschickt, wodurch das Schaltmoment weniger schmerzhaft wurde, bis in den 50er Jahren des letzten Jahrhunderts ein Drehmomentwandler erschien, der dem Prinzip des hydromechanischen Getriebes zugrunde liegt. Ein wirklich neues Design des Getriebes wurde in den 60er Jahren massiv für teure und schwere Limousinen und Executive Cars eingesetzt.

Zusätzlich zu den Unannehmlichkeiten für die Passagiere zerstört eine abrupte Änderung des Drehmoments Komponenten und Teile des Getriebes. Bei schweren Kofferraumlastwagen kann eine erhöhte Anzahl von Gängen verwendet werden, um die Überlastung des Getriebes zu mildern. Für Pkw war die hydromechanische Übertragung jedoch eine echte Verbesserung der Verwaltungsbedingungen.

Mit der Einführung des hydromechanischen Getriebes erhielt das Auto unbestreitbare Vorteile:

• es war möglich, die Stelle so glatt zu verlassen, dass der Moment des Bewegungsbeginns nicht visuell erfasst werden konnte;
• beim Fahren und Rangieren mit niedrigen Geschwindigkeiten, die mit der Geschwindigkeit eines Fußgängers vergleichbar sind, wird die Maschine leicht und genau gesteuert, was bei einem Handschaltgetriebe aufgrund des sehr langen ersten Gangs fast unmöglich ist.
• stoßschwankungen und Torsionsbelastungen wirken sich auf die Übertragungselemente praktisch nicht aus.
• für den Fahrer hat sich der Fahrkomfort mindestens um das Doppelte erhöht.

Zu Ihrer Information! Die Frage nach der Gewährleistung eines angemessenen Niveaus an Laufruhe und Bewegungskomfort des legendären sowjetischen "Seagull" GAZ-13 wurde von den Designern erst gelöst, nachdem ein hydromechanisches Automatikgetriebe, das teilweise vom amerikanischen Gegenstück von Borg-Warner am Fahrzeug nachgebildet war, eingebaut worden war.

Neben hydromechanischen Automaten waren Automatikgetriebe mit Variatoren und eine im Pkw-Segment fest verankerte Robotik "Mechanik" fast so gut wie die ersten beiden, jedoch wesentlich wirtschaftlicher und billiger. Bislang ist das hydromechanische Getriebe jedoch die Basis für die zuverlässigste und ausgereifteste "Automatik".

Strukturell unterscheidet sich ein Automatikgetriebe, das auf einem hydromechanischen Getriebe basiert, sehr stark von einer manuellen Getriebevorrichtung, ist komplizierter und viel teurer, so dass es anfälliger für Störungen bei Service und Verwendung ist.

Das Gerät hydromechanisches Automatikgetriebe

Das Funktionsprinzip eines hydromechanischen Getriebes beruht auf der Fähigkeit des Drehmomentwandlers, als nichtmechanischer Wandlerregler des Motordrehmoments zu wirken.

Das erste und wichtigste Merkmal des hydromechanischen Automaten ist mangel an Kupplungs-Ein-Aus-Mechanismus. Fast alle Fahrer fahren gerne ohne Kupplungspedal. Wenn wir bedenken, dass der Fahrer mit einer manuellen Box in der Stadt das Pedal während einer Stunde mindestens einhundert Mal drücken muss, um eine solche Last loszuwerden, blieb dies nicht unbemerkt. Daher ist ein Automatikgetriebe für ein modernes Stadtauto insbesondere für Dieselmotoren ein faktisch anerkannter Standard.

In der hydromechanischen Gerätebox befinden sich drei Hauptknoten: drehmomentwandler, Steuereinheit und Planetengetriebemechanismus.

Das Herz des hydromechanischen Getriebes

Der Drehmomentwandler des Kastens arbeitet nach dem Schema "Pumpe - Hydraulische Turbine" und sorgt durch dynamischen Öldruck an den Turbinenschaufeln für die Drehmomentübertragung auf die Getriebewelle. Die Aufgabe der Pumpe oder des Pumpenrades unterscheidet sich nicht wesentlich von der in Kreiselpumpen verwendeten Aufgabe: Durch die Einwirkung von Zentrifugalkräften erhält der Ölstrom einen dynamischeren Druck. Das von der Kurbelwellen-Schwungscheibe geschleuderte Rad wirft in einem bestimmten Winkel einen starken Ölstrom zum Umfangsteil des äußeren Teils der Turbinenfelge - auf die Schaufeln des Turbinenrades. Unter dem Druck der Ölturbine wandelt sich die Energie des Öls in Rotation um.

Bei der Konstruktion des Drehmomentwandlers sieht das Getriebe ein anderes Rad mit Schaufeln vor. Ein sehr wichtiges Element wird zwischen den beiden Haupträdern installiert - eine spezielle Richtvorrichtung, die als Reaktor bezeichnet wird, oder ein Stator. Es besteht aus einem Ring mit profilierten Schaufeln, die den aus der hydraulischen Turbine austretenden Fluidstrom zum Einlass des Laufrads leiten.

Achtung! Wie aus dem Figurendiagramm ersichtlich ist, überträgt der Flüssigkeitsstrom, der von der Pumpe auf die Turbinenschaufeln ausgestoßen wird, etwas Energie, und dann erzeugt die Reaktorbühne ein zusätzliches Drehmoment, das zu einer Erhöhung des Drehmoments führt.

Zu Beginn, wenn sich das Auto gerade erst bewegt, und das Bremspedal noch nicht gelöst ist, ist der Reaktor vollständig blockiert. Wir lassen das Pedal los und die Turbine des hydromechanischen Getriebeteils beginnt zu arbeiten. Bei Erreichen der Drehzahl der Turbine   80% der Radgeschwindigkeitder Reaktor wird aus der Überholkupplung herausgenommen. Aufgrund der kurzzeitigen und gleichmäßigen Erhöhung des Drehmoments verläuft auch die Drehzahl des Turbinenrades und aller damit verbundenen Übertragungselemente reibungslos. Bei Verwendung der Drossel steigt das Drehmoment an der Abtriebswelle des Drehmomentwandlers zum Zeitpunkt des Startens oder Beschleunigens des Wagens auf etwa das Zweieinhalbfache an.

Schaltsteuerungssystem

Der kleine Bereich der möglichen Änderungen in Bezug auf Drehmoment und Drehzahl zwang die Konstrukteure, einen Drehmomentwandler mit manuellem Getriebe hinzuzufügen. In einem hydromechanischen Automatikgetriebe für Personenkraftwagen werden mehrere Planetengetriebe verwendet, die mit Hilfe von Reibungskupplungen in die Arbeit einbezogen werden. Die Reibungskupplung wird aktiviert, indem das Paket der Reibbeläge mit einem speziellen Hydraulikkolben zusammengedrückt wird.

Eine Pumpe, die die Antriebshydraulik speist, wird normalerweise in unmittelbarer Nähe des Drehmomentwandlers installiert. Elektronisch gesteuerte elektromagnetische Elektromagnete dienen zur Steuerung von Hydraulik- und Schieberventilen in modernen Autos. Zum Ausgleich von Stoßkontaktlasten werden Überholkupplungen verwendet, die beim Einlegen der Getriebegänge Geschmeidigkeit verleihen.

Zu Ihrer Information! In den meisten modernen hydromechanischen Automatikboxen wird die Funktion des automatischen Abschaltens des Drehmomentwandlers bei einer Geschwindigkeit von mehr als 20-25 km / h implementiert. Dadurch können die mit der Drehmomentübertragung verbundenen Verluste, insbesondere bei hohen Drehzahlen, erheblich verringert werden, wenn die hydraulischen Verluste schneller ansteigen als die mechanischen.

Perspektiven für den Einsatz eines hydromechanischen Getriebes

Ein sehr ernstes Argument bei Maschinen mit einem hydromechanischen "Bagel" ist ein relativ gut entwickeltes und perfektes Gerätedesign. Eine großartige Ressource, sorgfältig ausgewählte Hydraulikflüssigkeiten und Legierungen für Wellen und Zahnräder. Bei richtiger Pflege und sorgfältiger Verwendung hält das hydromechanische Getriebe in Form von drehzahlveränderlichen, robotergesteuerten oder vorselektiven DSG-Getrieben viel länger als die neuen Konkurrenten.

Viele Experten gehen davon aus, dass ein erheblicher Teil der Personenkraftwagen hinter dem hydromechanischen Getriebe bleiben wird - Off-Road- und Off-Road-Fahrzeuge.

Eine indirekte Bestätigung dafür, dass das Getriebe aufgrund des hydromechanischen Schemas seit langem intensiv in einer Vielzahl von Fahrzeugmodellen eingesetzt wird, sind die neuesten Entwicklungen des Gesetzgebers der Automobilmode - der deutschen Automobilhersteller. ZF, ein bekanntes deutsches Unternehmen, praktisch für alle Top-Modelle von BMW, AUDI und MERCEDES, hat bereits den Testbetrieb eines hydromechanischen Automatikgetriebes mit 7 Stufen und Rekord-Schaltcharakteristik gestartet. Darüber hinaus hat der Konzern MERCEDES-BENZ seine Version des hydromechanischen Getriebes mit 7 Gängen mit der Bezeichnung 7G-Tronic veröffentlicht.

Der Grund für diese Beliebtheit ist ziemlich einfach und offensichtlich. Neben der Zuverlässigkeit bietet die hydromechanische Box ein sicheres Arbeiten mit Motoren mit hoher Leistung und einem Arbeitsvolumen von mehr als drei Litern. Der hydromechanische Kasten wird nicht früher als der Verbrennungsmotor in Vergessenheit geraten.

Das Video zeigt den Aufbau der hydromechanischen Automatikbox: