Hydrauliczna zmiana biegów. Transmisja hydromechaniczna

Tradycyjne urządzenie samochodu obejmuje jako obowiązkowy element jego projektowania takie elementy, jak sprzęgło i skrzynia biegów. Jednak zmieniający się styl i obraz współczesnego życia, z nastawieniem na zapewnienie większego komfortu, prowadzi do zmiany tych tradycyjnych węzłów maszyny. Często są zastępowane przez transmisję hydromechaniczną.

Transmisja? Co to jest i dlaczego?

W przypadku samochodu transmisja będzie wszystkim, co zapewni przepływ momentu obrotowego do kół z silnika, w tym przekładni i sprzęgła. W klasycznym pojeździe transportowym tak właśnie było. Jednak, jak zauważono powyżej, we współczesnych samochodach osobowych zastępuje je ACKP. W tym przypadku sterowanie maszyną jest znacznie uproszczone - nie trzeba używać sprzęgła i ręcznie przełączać skrzyni biegów. Pedał sprzęgła jest po prostu nieobecny, a zmiana biegów odbywa się automatycznie.

Wynika to z hydromechanicznej skrzyni biegów. Aby zrozumieć, co to jest, najlepiej jest przypomnieć dwa główne punkty, które pojawiają się podczas jazdy:

• potrzeba odłączenia od przekładni silnika podczas zmiany biegów;
• zmiana wartości momentu obrotowego przenoszonego z silnika na koła, gdy zmieniają się warunki drogowe.

W konwencjonalnym samochodzie dzieje się to po naciśnięciu sprzęgła i przesunięciu gałki zmiany biegów. Jednak w samochodach z automatyczną skrzynią biegów w wielu przypadkach wykonuje to działanie hydrauliczne.

O urządzeniu hydromechanical box

Mówiąc o urządzeniu stosowanym w składzie hydromechanicznej skrzyni biegów samochodu osobowego, należy zwrócić uwagę na jej główne elementy:

1. konwerter momentu;
2. mechanizmy kontrolne;

Pro przemiennik momentu obrotowego

Podstawą hydromechanicznej automatycznej maszyny jest hydrotransformator. W rzeczywistości w automatycznej przekładni hydrokinetycznej spełnia rolę podobną do zwykłego samochodu - przekazuje moment z silnika do skrzyni.

Jak można zauważyć na rysunku, urządzenie konwertera momentu obrotowego jest dość proste i obejmuje trzy koła o specjalnym kształcie:

• pompa, realizująca komunikację między silnikiem a hydrotransformatorem;
• turbina komunikująca się z wałem (pierwotnej) skrzyni biegów;
• reaktor zaprojektowany w celu zwiększenia momentu obrotowego.

Wszystkie te turbiny są zamknięte specjalną obudową i są trzy czwarte zanurzone w oleju, który wypełnia wewnętrzną objętość. Napęd hydromechaniczny działa w ten sposób - koło pompujące, które otrzymuje moment obrotowy z silnika, obraca się, kieruje przepływ oleju do koła turbiny, który obraca je i przenosi siłę na wał przekładni.

Olej krąży wzdłuż złożonej trajektorii - od zewnętrznej części pierścienia pompującego do zewnętrznej części turbiny, a następnie przez środek urządzenia z powrotem do pompy. Konsekwencją tego ruchu jest hydromechaniczna transmisja momentu obrotowego do skrzyni biegów z silnika.

Taki hydromechaniczny napęd ma pewną cechę - ze względu na obecność trzeciego koła reaktora możliwe jest zwiększenie transmitowanego momentu. Jest to spowodowane jego położeniem w środku przemiennika momentu obrotowego.

Kiedy pojawia się hydromechaniczna transmisja momentu obrotowego, przepływ oleju z koła turbiny jest kierowany do środka urządzenia, a następnie wraca do stacji pomp. Jednak koło reaktora znajduje się na swojej drodze, a przepływ, wywierając na niego nacisk, powoduje reakcję z jego strony, która działając na turbinę, wzmacnia moment przekazywany z wirnika.

Ten dodatkowy efekt, który pojawia się, gdy występuje hydromechaniczna transmisja mocy z silnika, powoduje jego wzrost. Wielkość wzmocnienia zależy od różnicy prędkości pomiędzy kołami przekładni hydrokinetycznej, im większy, tym większe znaczenie. Jest to szczególnie przydatne podczas jazdy, gdy moc hydromechaniczna jest przekazywana z silnika na bieg jałowy do stałej przekładni.

Bardzo przydatnym faktem jest to, że napęd hydrauliczny automatycznie ustawia pożądany stosunek przełożenia między kołami a silnikiem, ze względu na zmianę wielkości ciśnienia cieczy podczas jej przenoszenia między tarczą ciśnieniową a turbinową.

Jednak zakres takiej zmiany jest dość mały i nie ma możliwości, aby za pomocą napędu hydromechanicznego zerwac związek między skrzynią biegów a silnikiem, dlatego konwerter momentu obrotowego działa w szeregu z planetarną skrzynką, co pozwala wyeliminować zauważone wady.

Pro planetary box

W automatycznej przekładni hydromechanicznej najczęściej używana jest przekładnia planetarna, której urządzenie jest wyraźnie widoczne na poniższym rysunku.

W najprostszej wersji moment obrotowy wchodzi do koła słonecznego 6, za pomocą którego przekładnie satelitarne 3 są w stałej przekładni, swobodnie obracają się na swoich osiach. Zainstalowano 4 podłączone do wału 5, satelity 3 są stale sprzężone z kołem 2, na wewnętrznej powierzchni którego znajdują się zęby.

Gdy koło koronowe 2 jest hamowane, moment przechodzący przez wspornik 4 wchodzi do napędzanego wału, a gdy koło zębate jest hamowane, satelity przekazują do niego moment, a napędzany wał pozostaje nieruchomy.
  Automatyczna przekładnia wykorzystuje sprzęgła cierne i hamulce taśmowe. Sterowane są za pomocą systemu hydromechanicznego, który składa się z różnych kanałów, sprężyn i pompy, aby wytworzyć ciśnienie oleju.

Zalety i wady hydromechanicznego pudełka

Zgodnie z powyższym opisem konstrukcję hydromechanicznej skrzyni biegów można przedstawić jako szeregowe połączenie przekładni hydrokinetycznej, skrzyni biegów (zwykle planetarnej) ze sprzęgłami, a także hydraulicznego układu sterowania.
  Zalety takiej automatycznej skrzyni biegów to:

1. ręczne wykluczanie zmian;
2. zapewnienie przenoszenia mocy bez zakłóceń i szarpnięć, szczególnie na początku ruchu.

Ta automatyczna skrzynia biegów ma jednak swoje wady. Jednym z nich jest utrata momentu obrotowego spowodowana faktem, że w skrzyni zautomatyzowanej znajduje się przemiennik momentu obrotowego.

Według pomiarów skuteczność tej automatycznej skrzyni biegów nie przekracza osiemdziesięciu sześciu procent, podczas gdy w konwencjonalnej ręcznej skrzyni biegów wynosi ona dziewięćdziesiąt osiem procent.

Jest to jednak najprostsza wersja hydromechanicznej przekładni automatycznej, opracowywane i instalowane są nowe, znacznie bardziej zaawansowane wersje takiego pudła w samochodach osobowych.

Hydromechaniczna skrzynia pozwala kierowcy na uwolnienie się od przełączania, gdy samochód się porusza, co jest szczególnie ważne dla początkujących kierowców, w celu zwiększenia bezpieczeństwa ruchu i zapewnienia dodatkowego komfortu.

Klasa

Młodzi kierowcy często znajdują informacje na temat hydromechanicznej skrzyni samochodu w Internecie. Jednak nie w pełni rozumieją zasadę swojej pracy. W tym artykule opiszemy, jak działa transmisja hydromechaniczna i dlaczego jest wygodniejsza niż konwencjonalna przekładnia manualna.

Hydromechaniczna konstrukcja skrzyni biegów

Hydromechaniczna skrzynia biegów ma ważną funkcję - zapewnia automatyczne sprzęgło. Kierowca nie musi ciągle naciskać pedału sprzęgła. Pomimo braku pedału sprzęgła, Hydromechanics nadal składa się z manualnej skrzyni biegów i przemiennika momentu obrotowego. Transmisja ręczna może mieć inną zasadę działania:

- dwuwałowy;

- trójwałkowy;

- wiele;

- planetarny.

Ogólna zasada działania przekładni hydrokinetycznej jest najczęściej stosowana w głównych drogach: autobusach i ciężarówkach. Hydromechanika wałowa działa w oparciu o sprzęgła - sprzęgła wielopłytkowe pracujące w oleju. Ta zasada działania pozwala uniknąć zerwania mocy i momentu obrotowego podczas zmiany biegów.

Ponadto przekładnia hydrokinetyczna zawiera napęd, wałki pośrednie i napędzane, wielotarczowe sprzęgło cierne (sprzęgło cierne) i sprzęgło zębate. Wszystkie te ruchome mechanizmy są sterowane przez przednią i tylną pompę hydrauliczną. Przy pomocy regulatora odśrodkowego nastąpi automatyczna zmiana biegów.

Zasada działania hydromechanicznej skrzyni biegów

Zasada działania hydraulicznej przekładni została opisana w poniższej tabeli.

Przekładnia planetarna

Jest to rodzaj hydromechanicznej skrzyni biegów. Składa się z mechanizmów planetarnych. Główne koło słoneczne jest zamontowane na wale napędowym. Przekładnia słoneczna jest połączona z biegami satelitarnymi, które są swobodnie rozmieszczone na ich osiach. Satelity są już podłączone do napędzanego wału przez bagażnik.

Transmisja hydromechaniczna to połączenie, w którym wraz z przekładnią hydrokinetyczną wykorzystywana jest przekładnia prędkościowa. Zazwyczaj taka skrzynia biegów jest skrócona GMP lub GMKP.

Konwerter momentu obrotowego, podobnie jak sprzęgło płynu, został wynaleziony przez niemieckiego profesora Hermanna Fettingera na początku ubiegłego wieku. Przed użyciem w samochodach, te hydrodynamiczne skrzynie zostały wykorzystane w przemyśle stoczniowym.

Na samochodach GMP po raz pierwszy pojawił się w Stanach Zjednoczonych - w 1940 roku w pudełku Hydramatyczny  został zainstalowany na samochodach Oldsmobile. Obecnie w USA prawie 90 %   samochody, a także wszystkie autobusy miejskie i znaczna część ciężarówek.
  W Europie masowe korzystanie z hydromechanicznych skrzyń biegów rozpoczęło się dopiero na początku lat siedemdziesiątych ubiegłego wieku, kiedy te przekładnie były używane w samochodach Mercedes-Benz, Opel, BMW.

Zmiana trybu działania przemiennika momentu obrotowego następuje automatycznie. Jeśli zwiększysz obciążenie wyjściowe przemiennika momentu obrotowego, wówczas nastąpi spadek prędkości kątowej turbiny, co prowadzi do zwiększenia współczynnika transformacji.

Niestety, przemiennik momentu obrotowego ma mały zakres przełożeń, nie zapewnia ruchu wstecznego, nie dzieli silnika od przekładni (wymaga złożonego układu opróżniania części przepływowych płynu roboczego). Dlatego za transformatorem hydraulicznym jest zainstalowana specjalna skrzynia biegów, która kompensuje te wady. Ta transmisja hydromechaniczna jest bezstopniowa i pozwala uzyskać dowolne przełożenie w danym zakresie.

Przekładnie hydromechaniczne używają głównie mechanicznych przekładni planetarnych, które są łatwo zautomatyzowane, ale czasami również używają automatycznych skrzyń biegów.

Urządzenie i działanie przemiennika momentu obrotowego, a także jego różnica w stosunku do sprzęgła hydraulicznego, zostały opisane bardziej szczegółowo.

W niektórych przypadkach przekładnia hydrokinetyczna jest instalowana oprócz standardowego sprzęgła ciernego i skrzyni biegów, natomiast zmiana biegów odbywa się ręcznie.
  W takiej konstrukcji wystarczające jest sprzęgło jednopłytkowe, ponieważ służy ono jedynie do odłączania wałka wejściowego przekładni od koła turbiny transformatora podczas zmiany biegów, a przekładnia hydrokinetyczna zapewnia płynny wzrost momentu obrotowego.
  Zaletą takiego przeniesienia jest względna prostota projektu i sterowania w porównaniu z automatycznym przesyłem. Najczęściej jednak przekładnia hydrokinetyczna stosowana jest w połączeniu z przekładnią dwu- lub trzybiegową bez standardowego sprzęgła ciernego.
Skrzynie biegów są wałami lub częściej planetarnymi. Sterowanie zmianą jest automatyczne lub półautomatyczne.

Dwupoziomowa skrzynia biegów

Przekładnia hydrokinetyczna w połączeniu z dwustopniową przekładnią wału służy do hydromechanicznej transmisji magistrali LiAZ-677M ( ryż 1).
  Jest to skrzynia biegów z umieszczonymi w niej wałami: pierwotna 3 wtórne 11   i półprodukt 15 . Wał główny jest połączony z turbiną przemiennika momentu obrotowego, a wał pomocniczy z przekładnią kardana. Pierwszy (dolny) bieg ma przełożenie skrzyni biegów 1,79 a drugi bieg jest bezpośredni, tj. jego przełożenie wynosi jeden.

Cechą tej skrzyni biegów jest to, że w celu włączenia kół zębatych wraz ze sprzęgłem zębatym stosuje się sprzęgła wielotarczowe (sprzęgła cierne) pracujące w oleju.
  Koła napędowe sprzęgła są stalowe, a płytki sprzęgła podrzędnego są metalowo-ceramiczne. Są montowane na wewnętrznych lub zewnętrznych gniazdach i mają możliwość niewielkiego ruchu w kierunku osiowym. W położeniu rozłączonym pakiet płyt utrzymuje sprężyny, tarcze są ściskane od uderzenia oleju dostarczanego do cylindra sprzęgła ciernego.

Po włączeniu pierwszego biegu włącza się sprzęgło. 5 który blokuje koło zębate 4   z wałkiem głównym 3 . Sprzęgło 8   jednocześnie przesuwa się w lewo i blokuje koło zębate 7   z drugim wałem 11 .
  Moment obrotowy przenoszony jest przez koło zębate 4 wału wejściowego, koła zębate 16   i 14   wał pośredni i przekładnia 7   na drugim wale 11 . Po włączeniu drugiego biegu włącza się sprzęgło cierne. 6 który blokuje wał wejściowy 3   z drugim wałem 11 . Sprzęgło 8   ustawić na neutralny.

Do sprzęgła biegu wstecznego 8   przesuwa się do właściwej pozycji i blokuje bieg 10   z drugim wałem 11 następnie sprzęgło jest włączone 5 . Moment obrotowy przenoszony jest za pomocą kół zębatych 4, 16, 13, 12, 10   na drugim wale 11   skrzynie biegów.

Gdy sprzęgło cierne jest włączone 2   przemiennik momentu obrotowego blokuje się, gdy turbina i koła pompy są ze sobą sztywno połączone i przełącza się w tryb sprzęgła hydraulicznego.

Trójstopniowa przekładnia planetarna

W przekładniach hydromechanicznych najczęściej używane są przekładnie planetarne. Mają zwartość, obniżony poziom hałasu w pracy i długą żywotność. Zmiana biegów w nich odbywa się niemal bez przerwania przepływu mocy.

Głównym ogniwem przekładni planetarnej jest zestaw przekładni planetarnej ( ryż 2) składające się z przekładni epicyklicznej (korony) 1 sprzęt słoneczny 2 pojechałem 3 i satelity 4 .
  Osie satelitów są zamontowane na nośniku i obracają się wraz z nim, tj. Są ruchome. W zależności od tego, który element szeregu planetarnego prowadzi, a który jest hamowany, następuje zmiana przełożenia przekładni planetarnej.

Dwubiegowe skrzynie biegów mają jedno koło planetarne. Multistage może mieć dwa lub więcej rzędów planetarnych, które są ze sobą połączone.
  Hamowanie elementów przekładni planetarnej podczas zmiany biegów jest wytwarzane przez sprzęgła cierne (sprzęgła cierne) lub hamulce taśmowe.

Projekt hydromechanicznej skrzyni biegów samochodu osobowego, w której przekładnia hydrokinetyczna jest połączona z trójstopniową przekładnią planetarną   ryż 3.

Konwerter momentu obrotowego 1   składa się z trzech kół z ostrzami. Val 2   Koło turbiny jest wałkiem napędowym przekładni. Wał wyjściowy 12   Skrzynia biegów jest umieszczona współosiowo z wałem napędowym. Skrzynia biegów zawiera dwa identyczne rzędy planetarne. 7   i 8 , trzy sprzęgła wielotarczowe 5, 6, 9   i dwa hamulce taśmowe 4, 10 .

Zmiana biegów odbywa się poprzez włączenie mechanizmów tarcia i hamulca w różnych kombinacjach ( ryż 4).
W neutralnym  zastosowano hamulec 10 (ryż 3) i sprzężone sprzęgło 13   wolny bieg. Wał wyjściowy 12   nie obraca się.

Na pierwszym biegu  sprzęgło cierne w komplecie 6   i mechanizm hamulca 10 a także sprzęgło 13   wolny bieg. Przekładnia planetarna w wersji planetarnej 8   obraca się z prędkością kątową wału napędowego 2 , a przekładnia słoneczna jest hamowana, nośnik obraca kółko zębate przekładni planetarnej 7 w którym hamowane jest również koło słoneczne. Driven jest nośnikiem tej serii, wykonanym w tym samym czasie z wałem napędzanym 12 . Sprzęgło jednokierunkowe 13   jest wliczony w cenę.

Na drugim biegu  sprzęgło cierne w komplecie 5   i mechanizm hamulca 10 . Przekładnia planetarna w wersji planetarnej 8   obraca się swobodnie i szereg planetarny 7   - z prędkością kątową wału napędowego 2 .
  Ponieważ koło słoneczne jest hamowane, nośnik i napędzany wał obracają się 12 . Sprzęgło jednokierunkowe 13   jest wliczony w cenę.

Na trzecim biegu  sprzęgła cierne w komplecie 5   i 6 a także mechanizm hamulca 10 . Epicyclic gear and planetary carrier 8   prowadząc Przy tej samej prędkości kątowej wirują koła planetarne i nośnik planetarny 7 tj. wałki napędowe i napędzane obracają się z tą samą częstotliwością.

Na biegu wstecznym  sprzęgło włączone 6   i mechanizm hamulca 4 . Planetarny przewoźnik 8   hamowane i epicykliczny napęd kół zębatych.
Przekładnia słoneczna obraca się w przeciwnym kierunku, a koło słoneczne przekładni planetarnej obraca się w tym samym kierunku 7 . Od epicyklicznego koła zębatego szeregu planetarnego 7   spowolniony, popychacz jest nośnikiem powiązanym z napędzanym wałem 12 .
  Sprzęgło jednokierunkowe 13   zablokowany.

Transmisja hydrodynamiczna

Obecnie istnieją dwa rodzaje przekładni hydrodynamicznych: sprzęgło hydrauliczne i przekładnia hydrokinetyczna.

Sprzęgło hydrauliczne  - najprostszy element napędu hydraulicznego. Jego charakterystyczną cechą jest to, że moment obrotowy na wale napędowym sprzęgła hydraulicznego jest zawsze równy momentowi obrotowemu na wale wyjściowym. Konstrukcja złącza hydraulicznego jest bardzo prosta. Składa się z pompy i wirników turbiny o podobnej konstrukcji, umieszczonych w skrzyni korbowej wypełnionej olejem (rys. 1a i 1b).

Gdy koło pompy obraca się, olej, pod wpływem siły odśrodkowej, zaczyna poruszać się wzdłuż łopatek kierujących na obrzeże, uzyskując w ten sposób energię kinetyczną. Z koła pompującego wchodzi do koła turbiny, gdzie, w kontakcie z łopatkami turbiny, przekazuje część swojej energii, wprowadzając ją do obrotu.

Podczas szybkiego obrotu koła pompy, olej wykonuje złożony ruch, składający się z ruchów przenośnych i względnych. Pierwszy występuje z powodu obrotu oleju za pomocą koła pompującego. Drugi jest określony przez ruch oleju wzdłuż wirnika na obrzeże. Ruch względny jest spowodowany działaniem sił odśrodkowych powstających w oleju w wyniku obrotu wraz z kołem pompującym (ryc. 2). W rezultacie, przy wyjściu z koła pompy, bezwzględna prędkość przepływu oleju jest określona przez sumę wektorów prędkości ruchów przenośnych i względnych (ryc. 3). Część energii przepływu oleju, określona przez jego przenośną prędkość, jest podawana przez łopatki wirnika turbiny.

Konwerter momentu obrotowego. Zasada działania przemiennika momentu obrotowego (transformatora) jest taka sama, jak sprzęgło płynu. Te same względne i figuratywne ruchy ropy naftowej. Jednak w celu zwiększenia momentu obrotowego na wale wyjściowym transformatora wprowadza się dodatkowy element - koło reaktora (reaktor, czasami stojan). Reaktor jest zainstalowany pomiędzy wylotem z turbiny a wlotem do koła pompy (ryc. 4) i jest przeznaczony do kierowania przepływu oleju wychodzącego z koła turbiny tak, aby jego prędkość pokrywała się z kierunkiem obrotu koła pompy. W tym przypadku niewykorzystana energia oleju z koła turbinowego jest wykorzystywana do dalszego zwiększania prędkości wirnika, co odpowiednio zwiększa energię kinetyczną oleju. Konsekwencją tego jest wzrost momentu obrotowego na wale koła turbiny, w porównaniu z momentem dostarczanym do koła pompy z silnika. Należy zauważyć, że stosunek momentów na pompie i kołach turbiny jest określony przez stosunek prędkości kątowych tych elementów. Maksymalny wzrost momentu obrotowego występuje, gdy turbina jest całkowicie zatrzymana. Ten tryb działania transformatora jest wywoływany przestań. Współczesne transformatory mają współczynnik transformacji momentu w trybie zatrzymania 2,0-2,5. Termin "współczynnik przekształcenia" oznacza stosunek momentu wytworzonego przez koło turbiny do momentu na kole pompy.

Następnie, w procesie zwiększania częstotliwości obrotu koła turbiny, zmniejsza się wydajność reaktora, a moment obrotowy na wale koła turbiny zmniejsza się. Jest to zrozumiałe, ponieważ im wyższa prędkość obrotowa wirnika turbiny, tym mniejszy jest wpływ przenośnego natężenia przepływu oleju na łopatki tego koła. W momencie, gdy prędkość obrotowa turbiny wynosi około 85% prędkości obrotowej wirnika, koło reaktora, z powodu wolnego koła, traci kontakt z obudową przekładni i zaczyna swobodnie obracać się wraz z przepływem bez wpływania na nią. W rezultacie transformator przełącza się w tryb pracy sprzęgła fluidalnego, którego stosunek transformacji jest równy 1.

Transformator ma kilka korzystnych właściwości. Jego instalacja prowadzi do płynnej zmiany momentu obrotowego, ładowania przekładni, co zwiększa trwałość jednostek transmisyjnych i zmniejsza koszt naprawy. Płynna zmiana momentu obrotowego jest najkorzystniejsza podczas jazdy na słabo obciążonych glebach i śliskich drogach (lód, śnieg), ponieważ w tym przypadku zmniejsza się prawdopodobieństwo uszkodzenia podłoża i poślizg kół napędowych. Ponadto transformator jest doskonałym tłumikiem drgań skrętnych silnika, które są gaszone olejem i nie są przekazywane do mechanicznej części przekładni.

Charakter jakiejkolwiek transmisji hydrodynamicznej jest taki, że poślizg zawsze ma w niej miejsce, tj. prędkość kątowa wirnika turbiny nigdy nie jest równa prędkości kątowej wirnika. Oczywiście prowadzi to do zmniejszenia zużycia paliwa przez samochód. Dlatego, aby poprawić charakterystykę paliwową samochodu w automatycznych skrzyniach biegów, planowane jest zablokowanie transformatora.

Metody blokowania transformatorów. Sprzęgło blokujące umożliwia obejście przekładni hydrokinetycznej i bezpośrednie podłączenie silnika do wału wejściowego skrzyni biegów. W ten sposób eliminuje się poślizg pomiędzy kołem pompującym a kołem turbiny, co prowadzi do zwiększenia wydajności paliwa pojazdu.

Typową budowę sprzęgła blokującego transformator pokazano na rys.5. Piasta tarczy ciśnieniowej (rysunek 6) jest połączona z piastą koła turbiny za pomocą splajnów. Między tarczą dociskową a piastą znajdują się sprężyny, które działają jak tłumik drgań skrętnych (rys. 6). W procesie blokowania tłok oscyluje wokół piasty, deformując sprężyny pochłaniające drgania skrętne wzbudzane przez silnik. Energia mechaniczna przechodzi przez przepustnicę i uderza w wał wyjściowy transformatora.

Aby poprawić działanie sprzęgła blokującego, okładzina cierna jest przymocowana do wewnętrznej powierzchni obudowy transformatora lub płyty dociskowej (rysunek 7).

Sprzęgła blokujące wszystkich transformatorów mają ten sam typ konstrukcji płyty dociskowej, a te same obwody hydrauliczne są zazwyczaj używane do ich sterowania. Rysunki i uproszczona ilustracja jednej z opcji sterowania sprzężeniem transformatora. W stanie wyłączenia olej przepływa między skrzynią korbową a tarczą dociskową. Chroni to sprzęgło przed spontanicznym przełączaniem. Olej przed wejściem do transformatora przechodzi między dyskiem i obudową, a następnie z transformatora wchodzi do układu chłodzenia.

Aby zablokować transformator, zawór sterujący przełącza obwód i ciśnienie jest podawane na tłok po drugiej stronie. Olej znajdujący się wcześniej między tłokiem a obudową transformatora jest odprowadzany przez wał turbiny, co zapewnia płynne sprzężenie sprzęgające. Koło turbiny jest teraz podłączone do wału silnika, a transformator jest zablokowany.

Czasami sterowanie blokowaniem transformatora odbywa się za pośrednictwem przekładni. Czterobiegowa automatyczna skrzynia biegów AOD (Ford) ma pomocniczy wał wejściowy, który jest bezpośrednio połączony z silnikiem poprzez sprężynę (Rys. 10). Na trzecim i czwartym biegu wałek ten jest połączony ze przekładnią planetarną za pośrednictwem sprzęgła blokującego przesterowanie. Na trzecim biegu, 60% mocy silnika jest przenoszone mechanicznie, a 40% przez transformator. Na czwartym biegu wszystkie 100% mocy silnika jest przenoszone mechanicznie przez ten wał. W pierwszym, drugim i biegu wstecznym cały przepływ mocy przechodzi przez przemiennik momentu obrotowego.

Co może zawieść w transformatorze? Przede wszystkim wolne sprzęgło kołowe reaktora. Dostępne są dwie opcje:

• z powodu zużycia rolki sprzęgła zaczynają się ślizgać, w tym przypadku sprzęgło nie może całkowicie przenieść się do skrzyni korbowej w momencie postrzeganym przez reaktor;
• rolki mogą się zaciąć i nie będzie trybu swobodnego w sprzęgle, co nie pozwoli transformatorowi na przejście do trybu pracy sprzęgła hydraulicznego.

Czasami zawiedzie sprzęgło blokujące. Najczęściej jest to spowodowane znacznym zużyciem okładziny ciernej.

We wszystkich przypadkach wymienionych powyżej naprawa transformatora jest możliwa tylko w wyspecjalizowanych centrach serwisowych.

Rzadko, ale czasami w transformatorze ostrza pompy, turbiny lub koła reaktora są uszkodzone. W takim przypadku wymiana transformatora jest nieunikniona.

Historia tworzenia hydromechanicznej skrzyni biegów może być wykorzystana do zilustrowania tytanicznych wysiłków producentów samochodów, którzy próbowali uczynić komfort samochodu wyposażonego w automatyczną skrzynię biegów jedną z głównych zalet.

W pierwszej połowie ubiegłego stulecia, nawet po uzyskaniu samochodu z miękkiej gumy pneumatycznej, mniej lub bardziej racjonalnego układu i rozkładu masowego samochodu, jazda, zwłaszcza w środowisku miejskim, naprawdę "wyczerpała duszę". Pasażerowie, którzy czują się najlepiej, to szarpnięcia i szarpnięcia samochodu z powodu ostrej zmiany momentu obrotowego na kołach.

Kilkanaście różnych urządzeń zostało wysłanych na półki, dzięki czemu moment zmiany biegów stał się mniej bolesny, aż w latach 50. ubiegłego wieku pojawił się konwerter momentu obrotowego, który leży u podstaw zasady hydraulicznej przekładni. Prawdziwie nowa konstrukcja skrzyni biegów zaczęła być masowo wykorzystywana w latach 60. na drogich i ciężkich limuzynach i samochodach typu executive.

Oprócz dyskomfortu dla pasażerów, nagła zmiana momentu obrotowego niszczy elementy i części przekładni. W ciężkich samochodach ciężarowych można zwiększyć liczbę przełożeń, aby złagodzić przeciążenia przekładni. Ale w przypadku samochodów osobowych, transmisja hydromechaniczna była prawdziwym sposobem poprawy warunków zarządzania.

Wraz z wprowadzeniem hydromechanicznej przekładni samochód otrzymał niezaprzeczalne zalety:

• można było zejść z miejsca tak płynnie, że nie można było złapać wizualnie momentu rozpoczęcia ruchu;
• podczas jazdy i manewrowania przy niskich prędkościach porównywalnych do prędkości pieszego, maszyna jest sterowana łatwo i dokładnie, co jest prawie niemożliwe przy ręcznej skrzyni biegów ze względu na bardzo długi pierwszy bieg;
• wahania uderzeń i obciążenia skrętne praktycznie nie mają negatywnego wpływu na elementy przekładni.
• dla kierowcy komfort jazdy zwiększył się co najmniej dwukrotnie.

Dla twojej informacji! Kwestia zapewnienia odpowiedniego poziomu płynności i komfortu ruchu legendarnej radzieckiej "Mewa" GAZ-13 została rozwiązana przez projektantów dopiero po zainstalowaniu automatycznej, automatycznej skrzyni biegów, częściowo skopiowanej z amerykańskiego odpowiednika Borg-Warnera, na samochód.

Wraz z automatami hydromechanicznymi, automatyczne skrzynie biegów z wariatorami i robotyczną "mechaniką" mocno zakorzenione w segmencie samochodów osobowych, prawie tak dobre, jak dwa pierwsze, ale o wiele bardziej ekonomiczne i tańsze. Ale do tej pory hydromechaniczna przekładnia pozostaje podstawą najbardziej niezawodnego i wyrafinowanego "automatycznego".

Strukturalnie, automatyczna skrzynia biegów oparta na transmisji hydromechanicznej bardzo różni się od ręcznej skrzyni biegów, jest bardziej skomplikowana i znacznie droższa, przez co jest bardziej podatna na zakłócenia w obsłudze i użytkowaniu.

Hydromechaniczna automatyczna skrzynia biegów urządzenia

Zasada działania przekładni hydrokinetycznej opiera się na zdolności konwertera momentu obrotowego do działania jako niemechaniczny konwerter-regulator momentu obrotowego silnika.

Pierwszą i główną cechą hydromechanicznej maszyny automatycznej jest brak mechanizmu włączania sprzęgła. Prawie wszyscy kierowcy kochają jazdę bez użycia pedału sprzęgła. Jeśli weźmiemy pod uwagę, że podczas jazdy po mieście kierowca z ręcznym pudłem musi wciskać pedał co najmniej sto razy w ciągu godziny, pozbycie się takiego ładunku nie pozostało niezauważone. Dlatego w przypadku nowoczesnego samochodu miejskiego automatyczna skrzynia biegów staje się de facto uznanym standardem, szczególnie w przypadku silników wysokoprężnych.

W urządzeniu hydromechanicznym znajdują się trzy główne węzły - przemiennik momentu obrotowego, jednostka sterująca i planetarny mechanizm zmiany biegów.

Serce hydraulicznej przekładni

Skrzyniowy konwerter momentu obrotowego działa zgodnie ze schematem: "pompa - turbina hydrauliczna" i dostarcza, za pomocą dynamicznego ciśnienia oleju, do łopatek turbiny, przenoszenie momentu obrotowego na wał przekładni. Zadanie pompy lub pompy nie różni się zbytnio od pompy odśrodkowej: pod działaniem sił odśrodkowych, aby przepływ oleju był bardziej dynamiczny. Koło obrócone przez koło zamachowe wału korbowego wyrzuca pod pewnym kątem potężny strumień oleju do obwodowej części zewnętrznej części wieńca turbiny - na łopaty wirnika turbiny. Pod ciśnieniem turbiny olejowej zamienia energię oleju w ruch obrotowy.

W konstrukcji przekładni hydrokinetycznej przekładnia zapewnia kolejne koło z ostrzami. Bardzo ważny element jest zainstalowany pomiędzy dwoma głównymi kołami - specjalnym urządzeniem prostującym, zwanym reaktorem lub statorem. Wykonany jest w postaci pierścienia z wyprofilowanymi ostrzami, które kierują przepływ płynu wychodzącego z turbiny hydraulicznej do wlotu wirnika.

Uwaga! Jak widać na wykresie, strumień cieczy wyrzucany przez pompę na łopatki turbiny przenosi do niej trochę energii, a następnie, włączając prowadnicę reaktora, tworzy dodatkowy moment obrotowy, który powoduje wzrost momentu obrotowego.

Na początku, gdy samochód dopiero zaczyna się poruszać, a pedał hamulca nie został jeszcze zwolniony, reaktor jest całkowicie zablokowany. Zwolniamy pedał, a turbina części hydromechanicznej skrzyni biegów zacznie działać. Po osiągnięciu prędkości obrotowej turbiny   80% prędkości kołareaktor jest wyjmowany z sprzęgła wyprzedzającego. Ze względu na krótkotrwały i płynny wzrost momentu obrotowego, prędkość obrotowa koła turbiny i wszystkich połączonych z nią elementów przekładni również odbywa się płynnie. Za pomocą reaktora moment obrotowy na wale wyjściowym przemiennika momentu obrotowego w momencie rozpoczynania lub przyspieszania samochodu wzrasta do około dwóch i pół razy.

System sterowania zmianą biegów

Niewielki zakres możliwych zmian momentu obrotowego i prędkości zmusił projektantów do dodania przemiennika momentu obrotowego z mechaniczną skrzynią biegów. W hydromechanicznej automatycznej skrzyni biegów do samochodów osobowych stosuje się kilka planetarnych skrzyń biegów, które są włączone w pracę za pomocą sprzęgieł ciernych. Sprzęgło cierne aktywuje się poprzez ściśnięcie pakietu okładzin ciernych za pomocą specjalnego tłoka hydraulicznego.

Pompa zasilająca układ hydrauliczny napędu jest zwykle instalowana w pobliżu przetwornicy momentu obrotowego. Elektromagnetyczne solenoidy sterowane elektronicznie służą do sterowania zaworami hydraulicznymi i zaworami suwakowymi w nowoczesnych samochodach. Aby zrekompensować kontakt uderzeniowy, stosuje się sprzęgła wybiegające z wyprzedzeniem, co zwiększa płynność przy włączaniu przekładni skrzyni biegów.

Dla twojej informacji! W najnowocześniejszych automatach hydromechanicznych realizowana jest funkcja automatycznego wyłączania przekładni hydrokinetycznej podczas jazdy z prędkością większą niż 20-25 km / h. Może to znacznie zmniejszyć straty związane z przeniesieniem momentu obrotowego, zwłaszcza przy wysokich obrotach, gdy straty hydrauliczne rosną szybciej niż mechaniczne.

Perspektywy zastosowania przekładni hydromechanicznej

Bardzo poważnym argumentem maszyn z hydromechanicznym "bajglem" jest stosunkowo dobrze opracowany i doskonały projekt urządzenia. To świetne źródło, starannie dobrane płyny hydrauliczne i stopy do wałów i kół zębatych. Przy należytej staranności i starannej eksploatacji przekładnia hydrokinetyczna działa znacznie dłużej niż nowoprzyjętym konkurentom w postaci przekładni DSG o zmiennej prędkości, zrobotyzowanych lub preselekcyjnych.

Wielu ekspertów uważa, że ​​znaczna część samochodów osobowych pozostanie za hydrauliczną skrzynią biegów - pojazdami terenowymi i terenowymi.

Pośrednim potwierdzeniem tego, że skrzynia biegów na podstawie schematu hydromechanicznego przez długi czas będzie intensywnie wykorzystywana w szerokiej gamie modeli samochodów, są najnowsze osiągnięcia ustawodawców mody motoryzacyjnej - niemieccy producenci samochodów. ZF, znana niemiecka firma, praktycznie dla wszystkich najlepszych modeli BMW, AUDI i MERCEDES, rozpoczęła już próbną eksploatację hydromechanicznej automatycznej skrzyni biegów z siedmioma stopniami i charakterystyką przełączania rekordów. Ponadto koncern MERCEDES-BENZ wypuścił swoją wersję przekładni hydromechanicznej z 7-biegowymi silnikami o nazwie 7G-Tronic.

Powód tej popularności jest dość prosty i oczywisty. Poza tym, oprócz niezawodności, hydromechaniczny box pozwala na pewną pracę z silnikami o dużej mocy i objętości roboczej ponad trzech litrów. Hydromechaniczna skrzynia odejdzie w niepamięć nie wcześniej niż silnik spalinowy.

Film pokazuje strukturę hydromechanicznego automatu: