Hydromechaniczna automatyczna skrzynia biegów Przekładnia hydromechaniczna

Wraz z pojawieniem się automatycznych skrzyń biegów z dwoma sprzęgłami zaczęło się wydawać, że to dni hydromechaniczna automatyczna skrzynia biegów ponumerowane - miały zastąpić prostsze, tańsze i wydajniejsze "roboty" klasyczna maszyna... Ale czas minął, a maszyny nigdzie nie zniknęły - wręcz przeciwnie, bo ostatnie lata stały się znacznie doskonalsze.

Tekst: Oleg Karełow.

Fundacja maszyna hydromechaniczna(jednak ostatnio lekko wstrząśnięty, o którym trochę poniżej) to konwerter momentu obrotowego. Podobnie jak sprzęgło w manualnej skrzyni biegów, rolą przemiennika momentu obrotowego jest przeniesienie momentu obrotowego z silnika na skrzynię biegów z możliwością poślizgu, dzięki czemu samochód może się płynnie poruszać. Na tym jednak kończy się podobieństwo do sprzęgła ciernego – wnętrze przekładni hydrokinetycznej jest zaprojektowane zupełnie inaczej.

Obudowa konwertera obraca się wraz z wirnikiem. Turbina nie jest połączona z obudową (poza okresem blokady GT) - jest połączona z wałem skrzynkowym. W takim przypadku reaktor jest mocowany przez sprzęgło jednokierunkowe- zapobiega obracaniu się pod ciśnieniem przepływu, gdy różnica prędkości obrotowych kół pompy i turbiny jest duża, ale pozwala obracać się z nimi w tym samym kierunku, gdy samochód jedzie z stała prędkość a poślizg GT jest minimalny. Dzięki temu możliwe jest podniesienie wydajności skrzynki.

Zasadę jego działania można łatwo zilustrować poniższym przykładem. Wyobraź sobie dwóch fanów naprzeciw siebie. Jeśli uwzględnimy jeden z nich, to przepływ powietrza napędza również drugi wentylator. Ten sam pomysł został zaimplementowany w konwerterze momentu obrotowego. Posiada wirnik obracany przez silnik i wytwarzający przepływ oleju oraz koło turbiny, połączone z wałem skrzynkowym i przyjmujące ciśnienie przepływu. Jedyna różnica w przypadku wentylatorów polega na tym, że wirnik pobiera olej nie z tyłu, ale z przedniej części środkowej, czyli jest to pompa odśrodkowa. Olej wyrzucany przez nią do przodu wzdłuż zewnętrznego konturu spada na łopatki wirnika turbiny, zostaje przekierowany do środka i wraca z powrotem. Oznacza to, że cyrkulacja cieczy odbywa się w praktycznie zamkniętej objętości pomiędzy dwoma kołami, co pozwala na ich zbliżenie do siebie, zmniejszając rozpraszanie przepływu i zwiększając efektywność przenoszenia momentu obrotowego.

Ale najciekawsze właściwości konwertera momentu obrotowego wiążą się z obecnością trzeciego koła - reaktora. Służy do wpływania na przepływ powrotny do wirnika i odpowiednio znajduje się w środku przemiennika momentu obrotowego. Jest nieruchomo nieruchomy, dlatego przepływ spadający na jego łopatki tworzy kierunkowy Odwrotna strona siła reakcji, która dodatkowo obraca koło turbiny. Okazuje się, że konwerter momentu obrotowego zwiększa wyjściowy moment obrotowy! I co więcej różnicy przy prędkości obrotowej wirnika turbiny i wirnika im większa jest ta siła reakcji przepływu, a im bardziej moment rośnie - w granicy można go pomnożyć trzykrotnie. To, czego potrzebujesz do pewnego startu z miejsca, w którym silnik pracuje na biegu jałowym, a wał napędowy jest nieruchomy.

Te właściwości przekładni hydrokinetycznej – zwiększenie momentu obrotowego i umożliwienie długiego poślizgu – pozwalają ogólnie zrezygnować ze skrzyni biegów. Na przykład BMW 750i z 1986 r rok modelowy spokojnie ruszył z trzeciego biegu i osiągnął na nim 250 km/h! Ale oczywiście tylko nieliczni potrafią to zrobić, i to kosztem pogorszenia dynamiki i zużycia paliwa. Każdym innym trudno jest obejść się bez mechanizmu przełączającego.

W hydromechanicznym automacie do zmiany przełożenia wykorzystywane są przekładnie planetarne. To zasadniczo odróżnia ją od ręcznej skrzyni biegów z równoległymi wałami. Jakie są zalety tego projektu? Z przekładnią planetarną łatwiej jest zorganizować automatyczną zmianę prędkości - do tego wystarczy tylko zwierać ze sobą poszczególne biegi. Sama skrzynia biegów jest znacznie bardziej kompaktowa - teoretycznie ten montaż tylko pięciu biegów pozwala na pięć biegów: 4 do przodu i 1 do tyłu. I choć w praktyce, ze względu na ograniczenia projektowe, konieczne jest zastosowanie duża ilość zestaw przekładni planetarnych, jednak ta jednostka nadal pozostaje bardzo mała.

Jak on pracuje? Przekładnia planetarna składa się z trzech elementów: pierwszy to centralne koło słoneczne; drugi - obracające się wokół niego satelity - koła zębate, których osie są ze sobą sztywno połączone; a trzeci to duży epicykl bieg załączanie satelitów. Odpowiednio, proces przełączania jest tutaj realizowany przez ustanowienie sztywnego połączenia między dwoma elementami z tej trójki lub przez zablokowanie ich w obudowie. Na przykład sztywne połączenie koła słonecznego i osi satelitów daje bezpośrednią transmisję - epicykl nie może już kraść względem nich, a całość przekładnia planetarna obraca się jako całość. Jeśli przyhamujemy osie satelitów na obudowie skrzyni, to słońce i przekładnie planetarne zaczną się obracać inna strona- dostajemy wsteczny bieg... Itp.

Całe to hamowanie i blokowanie odbywa się za pomocą sprzęgieł i taśm hamulcowych, a steruje nimi złożony układ hydrauliczny, na który składa się wiele kanałów, zaworów, akumulatorów hydraulicznych i oczywiście pompa wytwarzająca ciśnienie oleju. Ta hydraulika pierwotnie realizowała całą logikę sterowania i opierała się tylko na dwóch parametrach: obciążeniu silnika i prędkości pojazdu.

Wraz z rozpowszechnieniem się elektroniki pod koniec lat 80. maszyna stała się dokładniejsza w ocenie warunków jazdy. Na przykład nie będzie się już ładować zbyt wczesnymi przełączeniami. zimny silnik, a przy zmianie biegów uwzględni temperaturę własny olej to znaczy, że dokona korekty na swoją lepkość. Jest to szczególnie ważne, aby zapewnić płynną zmianę biegów. Faktem jest, że tak zwane nakładanie się biegów pozwala uniknąć awarii trakcji: włączenie następnej prędkości, nawet przed wyłączeniem bieżącego biegu. Taki proces wymaga precyzji: zbyt małe nakładanie prowadzi do awarii trakcji, a zbyt duże nakładanie się całkowicie hamuje samochód. Oczywiście elektronika tutaj pozwala znacznie dokładniej wytrzymać niezbędne momenty przełączania. Zwiększa również zasób transmisji, dostosowując działanie w zależności od stopnia zużycia. Ale co najważniejsze, pomaga poprawić wydajność.

Początkowo automat hydromechaniczny jest daleki od większości skuteczna metoda przenoszenie momentu obrotowego. Główne straty w nim związane są z przemiennikiem momentu obrotowego - nawet w ustalonym stanie ruchu koła pompy i turbiny ślizgają się względem siebie. Energia zużywana jest również na trzymanie sprzęgieł i taśm hamulcowych - pompa olejowa utrzymuje ciśnienie dziesiątek atmosfer. Dzięki temu sprawność maszyny nie przekracza 85%, a sprawność skrzynia mechaniczna blisko 98%!

Aby poprawić ten wskaźnik, zaczęli stosować blokadę sprzęgła hydrokinetycznego - przez zajeździć Po osiągnięciu określonej prędkości wbudowane sprzęgło, podobne do konwencjonalnego sprzęgła, sztywno łączy turbinę z wirnikiem. Nawiasem mówiąc, ten moment bez problemu wyśledzi obrotomierz - obroty silnika lekko spadają, jakby włączono inny bieg. W tym trybie sprawność wzrasta już do 94%.

Z rozwojem sterowanie elektroniczne przekładnia hydrokinetyczna została zablokowana na wszystkich biegach - sprzęgło jest zwalniane dopiero w momencie startu i zmiany biegów. Jednocześnie jednak czasami cierpi na płynność przełączania. Jak pokazuje doświadczenie z naszych pomiarów, wiele nowoczesnych maszyn jest pod tym względem gorszych od starych modeli. Jest to szczególnie widoczne w 6-biegowych modelach ZF – na ich wykresie przyspieszenia wzdłużnego widać wyraźnie, jak po jednej awarii trakcji w momencie przełączania następuje drugie szarpnięcie, spowodowane zablokowaniem sprzęgła hydrokinetycznego.

Niektórzy poszli jeszcze dalej. Inżynierowie Mercedesa całkowicie zrezygnowali z konwertera momentu obrotowego - zamiast tego zaczęli używać sprzęgła. Co prawda nie suche, jak w manualnych skrzyniach biegów, ale mokre, wytrzymujące dłuższy poślizg. Zamyka się w momencie startu, a zatem wszystkie zmiany biegów następują, gdy istnieje sztywne połączenie między skrzynią a silnikiem. To znacznie podnosi wymagania dotyczące synchronizacji procesów prędkości on-off, ale wydajność wzrasta do 97%, czyli jest porównywana ze wskaźnikami zrobotyzowanych skrzynek mechanicznych. Trwałe sztywne połączenie z wałem silnika oznacza również bardziej liniową reakcję na pedał gazu, co jest wymagane w przypadku dużej mocy modele sportowe AMG.

Ostatnią tendencją, której nie można już przeoczyć, jest wzrost liczby programów. W połowie ostatniej dekady, kiedy pojawiły się 7-biegowe "roboty" z dwoma sprzęgłami, hydromechaniczny automat wyraźnie pozostawał w tyle - modele 6-biegowe dopiero zaczynały się pojawiać. Ale potem szybko pojawiły się skrzynie siedmio-, ośmiobiegowe, a w drodze były skrzynie 10-biegowe. Oczywiście tak złożone jednostki nie różnią się już niezawodnością i zasobami - części muszą być znacznie zmniejszone, ale pod względem wydajności i dynamiki przyspieszenia pokonują przekładnia mechaniczna... Ustępując temu drugiemu pod względem wydajności, automaty wielobiegowe pozwalają dokładniej utrzymać silnik w optymalnym zakresie prędkości, co ostatecznie determinuje właściwości dynamiczne samochodu.

Multistage pozwala przyspieszyć proces zmiany biegów bez utraty płynności, ponieważ różnica w prędkości obrotowej silnika staje się mniejsza. Jednak zanim automatyczne skrzynie biegów nie miały problemów z osiągami: na przykład 4-biegowa skrzynia ZF montowana w BMW z końca lat 80. zmieniała biegi w 0,3 sekundy - wśród testowanych przez nas samochodów tylko „robot” Porsche 911 posiadał takie osiągi ...! Konwencjonalne transmisje preselektywne działają około dwa razy wolniej.

Tak więc nowoczesna maszyna praktycznie nie ma słabe punkty... Zachowując swoje główne cechy - płynność przełączania i zdolność długi czas aby pracować w trybie poślizgu podczas jazdy przy niskich prędkościach, stał się znacznie bardziej wydajny i inteligentny. To prawda, do tej pory wszystkie te osiągnięcia dostępne są tylko na drogie samochody- skomplikowane, wielostopniowe automaty oczywiście dużo kosztują, a co za tym idzie segment niedrogie modele wciąż stopniowo przesuwa się do zrobotyzowane pudełka- w kontekście walki o wydajność tracą grunty stare 4-, 5-biegowe automaty. Ale to tylko lokalna porażka - nie ma wątpliwości co do przyszłości skrzynek hydromechanicznych.

26.11.2011

Integralne elementy konstrukcyjne klasyczne urządzenie samochodu służy jako sprzęgło ze skrzynią biegów. Jednak zmieniający się styl życia dyktuje stworzenie optymalnego komfortu dla kierowców. Prowadzi to do zmiany standardowych elementów samochodu. Coraz częściej są one zastępowane kombinowaną przekładnią hydromechaniczną, która obejmuje zarówno mechaniczną, jak i przekładnia hydrauliczna... W tego typu urządzeniach przełożenie, moment obrotowy zmieniają się stopniowo i płynnie.

Rola przekładni w samochodzie

Do pojazd skrzynia biegów to wszystko, co generuje moment obrotowy z silnika na koła, na przykład skrzynia biegów ze sprzęgłem, jak w klasyczne auta... Dziś w samochodach zastępuje je AKKP, gdy sterowanie jest ułatwione, sprzęgło nie jest dostarczane, a zmiany dokonywane są automatycznie.

Realizację tych procesów zapewnia przekładnia hydromechaniczna. Aby zrozumieć ten proces, musisz wiedzieć o dwóch głównych punktach, które pojawiają się podczas prowadzenia samochodu:

• Podczas zmiany biegów skrzynia biegów jest odłączona od silnika;
• Po zmianie warunki drogowe zmienia się wartość momentu obrotowego.

Dzieje się to po wciśnięciu sprzęgła i zmianie prędkości skrzyni biegów (w samochody konwencjonalne). W pojazdach z automatyczną skrzynią biegów w większości przypadków procesy te wykonuje hydromechaniczna skrzynia biegów.

Hydromechaniczny mechanizm skrzynkowy

W skład automatycznej skrzyni biegów stosowanej w samochodach osobowych wchodzą:

1. elementy sterujące;
2. Przekładnia mechaniczna.

V nowoczesna maszyna zawiera konwerter momentu obrotowego, który pełni funkcję sprzęgła w samochodzie ze skrzynią biegów (dostarcza moment obrotowy). Dzięki przekładni hydrokinetycznej pojazd rusza płynnie. Zmniejszać obciążenia dynamiczne w skrzyni biegów prowadzi do zwiększenia trwałości silnika, a także pozostałych mechanizmów skrzyni biegów. Rzadsza zmiana biegów zmniejsza zmęczenie kierowcy.

Zastosowanie przekładni hydrokinetycznej znacznie zwiększa zdolność pojazdu do jazdy terenowej na piasku i śniegu. Wytwarza stałą siłę trakcyjną przy bardzo niskiej prędkości obrotowej na kołach napędowych, co zwiększa ich przyczepność do podłoża. nawierzchnia drogi... Okazuje się, że za pomocą automatyczne skrzynie biegów polecany do samochodów terenowych. Konwerter momentu obrotowego ma dość proste urządzenie i łączy w sobie trzy koła:

• Silnik z przekładnią hydrokinetyczną łączy pompownię;
• Zapewnia komunikację z wał główny turbina;
• Zwiększa moment obrotowy reaktora.

Turbiny są w 3/4 zanurzone w oleju i zabezpieczone specjalną obudową. Proces pracy napędu hydromechanicznego opiera się na tym, że moment obrotowy jest kierowany z silnika na wirnik, strumień oleju podawany jest na koło turbiny. Obraca kołem, a siła przenoszona jest na wałek skrzyni biegów. Cały proces obiegu oleju przebiega według specjalnej trajektorii: od na zewnątrz pierścień pompy kierowany jest do pierścienia turbiny, a następnie z powrotem przez środek mechanizmu trafia do pierścienia pompy.

Konwerter momentu obrotowego automatycznie zmienia moment obrotowy w zależności od obciążenia, następnie jest przekazywany do skrzyni mechanicznej, a biegi są zmieniane urządzenia cierne... Napęd hydrauliczny określa wystarczające przełożenie, zmieniając ciśnienie płynu, aby zapewnić jego obieg między tarczą ciśnieniową a turbiną. Konwerter momentu obrotowego wykonuje swoją pracę bezpośrednio z planetarna skrzynia.

Planetarne pudełko

W hydromechanicznej automatycznej skrzyni biegów często stosuje się mechanizm planetarny. W najprostszej konstrukcji moment obrotowy jest przyłożony do koła słonecznego. Swobodnie obracające się koła satelitarne są z nim stale połączone. Posiadają nośnik połączony z wałem.

Jeśli koło koronowe znajduje się w pozycji zablokowanej, moment obrotowy jest kierowany przez jarzmo na wał napędzany. Jeśli bieg zostanie zwolniony, satelity przykładają do niego moment obrotowy. W takim przypadku wał napędzany jest nieruchomy.

Zalety i wady automatycznej skrzyni biegów

Zalety automatycznej skrzyni biegów:

1. Brak ręcznej zmiany biegów;
2. Realizacja równomiernego zasilania.

Samochody automatyczne przełączanie prędkości są szczególnie płynne. Gdy kierowca nie musi przełączać się ręcznie, łatwiej jest prowadzić pojazd.
Za wady uważa się bardziej złożoną konstrukcję przekładni i ich dużą masę. Wady to niższa sprawność, co zmniejsza efektywność paliwową pojazdu.
to najprostsza opcja przekładnia hydromechaniczna, a dziś w samochodach instalowane są bardziej zaawansowane modele.

Pomimo rosnącej popularności samochodów z automatyczna skrzynia bieg, mechanika klasyczna nadal cieszy się dużym uznaniem wielu kierowców. Jest bardziej niezawodny niż automatyczna skrzynia biegów. Ale podczas pracy kierowca jest stale zmuszony do pracy z pedałem sprzęgła. Powoduje to pewne niedogodności, zwłaszcza w ruchu. Tak pojawiła się przekładnia hydromechaniczna. Zasadę jego działania i urządzenie rozważymy w naszym dzisiejszym artykule.

Charakterystyka

Kierowcy, którzy nie chcą pracować ze sprzęgłem, preferują tę konkretną skrzynię biegów. Skrzynka hydromechaniczna sprzęt spełnia kilka funkcji jednocześnie. Łączy w sobie przyczepność i klasyczne pudełko... Zmiana biegów odbywa się tutaj automatycznie lub półautomatycznie. Przekładnia hydromechaniczna ładowarki jest ułożona w ten sam sposób. Kierowca nie naciska pedału sprzęgła podczas jazdy. Wszystko, czego potrzeba, to akcelerator i hamulec.

O budowie

Urządzenie przekładni hydromechanicznej zakłada obecność transformatora hydraulicznego. Ten element, w zależności od cechy konstrukcyjne, może być dwu-, trzy- i wielowałowe. Teraz producenci stosują planetarną automatyczną hydromechaniczną skrzynię biegów.

Jak działa przekładnia wału?

Na samochody ciężarowe i duże autobusy najczęściej stosuje się przekładnię wielowałową. Do zmiany biegów stosuje się tu sprzęgła wielopłytkowe. Do pracy potrzebują smarowania. Olej do przekładni hydromechanicznych różni się znacznie konsystencją od „mechaniki”. W tym drugim przypadku jest grubszy. Aby uwzględnić pierwszy i prędkość wsteczna na hydromechanice są używane Ta konstrukcja umożliwia najbardziej płynne przenoszenie momentu obrotowego z koła zamachowego na koła.

Planetarny

Teraz jest to bardziej powszechna przekładnia hydromechaniczna.

Zaczęła być wykorzystywana dzięki niej kompaktowy rozmiar i niewielka waga. Kolejna zaleta przekładnia planetarna- jest to długa żywotność i brak hałasu podczas pracy. Ale takie pudełko ma też wady. Ze względu na cechy konstrukcyjne taka przekładnia jest droższa w produkcji. Ma również niski współczynnik przydatne działanie.

Jak działa przekładnia planetarna

Jego algorytm działania jest niezwykle prosty. Zmiana biegów w planetarnej hydromechanicznej skrzyni biegów odbywa się za pomocą specjalnej taśmy hamulcowej, aby wygładzić wstrząsy podczas przełączania na zredukowany. To właśnie podczas działania „hamulca” zmniejsza się siła przenoszenia momentu obrotowego. Ale jednocześnie zmiana biegów jest płynniejsza niż w przypadku odpowiedników wału.

Przekładnia planetarna oparta jest na transformatorze hydraulicznym. Ten element znajduje się między silnikiem a skrzynią biegów. GDF składa się z kilku elementów:

• Koło zębate.
• Pompa.
• Turbina.

Ten element jest popularnie nazywany „pączkiem” ze względu na swój charakterystyczny kształt.

Gdy silnik pracuje, wirnik pompy obraca się wraz z kołem zamachowym. Smar wnika do pompy i dalej pod wpływem siła odśrodkowa zaczyna obracać turbinę. Olej z ostatniego elementu wchodzi do reaktora, który pełni funkcję wygładzania wstrząsów i wstrząsów, a także przekazuje moment obrotowy. Obieg oleju odbywa się w zamkniętym kręgu. Moc pojazdu zwiększa się poprzez obrót koła turbiny. Maksymalny moment obrotowy jest przenoszony, gdy maszyna porusza się z postoju. W tym przypadku reaktor jest w stacjonarny- sprzęgło to trzyma. Gdy samochód nabiera prędkości, prędkość turbiny i pompy wzrasta. Tuleja jest zaklinowana i reaktor obraca się z coraz większą prędkością. Gdy prędkość ostatniego elementu osiągnie maksimum, przekładnia hydrokinetyczna wejdzie w stan pracy sprzęgła. Więc będzie się obracał z taką samą prędkością jak koło zamachowe.

Cechy konstrukcyjne przekładni planetarnej

Hydromechaniczna przekładnia planetarna składa się z wału napędowego z przekładnią przegubową. Są też satelity obracające się na osobnych osiach. Te elementy są zaangażowane w zęby wewnętrzne pudełka i koło zębate. Przeniesienie momentu obrotowego odbywa się poprzez działanie Hamuje koło koronowe. W miarę przyspieszania samochodu ich obroty rosną. Zaangażowany jest wał napędzany, który otrzymuje przeniesienie momentu obrotowego od mistrza.

Jak GTF ustawia prawidłowe przełożenie? Ta akcja jest wykonywana automatycznie. Wraz ze wzrostem prędkości koła samochodu wzrasta ciśnienie oleju, który przepływa z pompy do turbiny. W ten sposób zwiększa się moment obrotowy na tym ostatnim. W związku z tym wzrastają również obroty kół i prędkość pojazdu.

O wydajności

Sprawność jest o rząd wielkości mniejsza niż w przekładniach wałowych.


Jego maksymalna wartość waha się od 0,82 do 0,95. Ale przy średniej prędkości silnika stosunek ten nie przekracza 0,75. Liczba ta rośnie wraz ze wzrostem obciążenia przemiennika momentu obrotowego.

Konserwacja i naprawa przekładni hydromechanicznej

Podczas obsługi tej przekładni konieczne jest monitorowanie poziomu oleju. Ten płyn tutaj działa. To olej wykorzystuje turbiny do przenoszenia momentu obrotowego. W przekładniach mechanicznych po prostu smaruje koła zębate trące. Producenci zalecają wymianę oleju w skrzyniach hydromechanicznych co 60 tysięcy kilometrów. Należy zauważyć, że konstrukcja takiej skrzyni biegów ma własny filtr. Zmienia się również po osiągnięciu tego terminu. Praca przy niskim poziomie oleju może prowadzić do poślizgu i przegrzania przekładni.

W przypadku napraw najczęstszą awarią jest transformator hydrauliczny. Objaw awarii - niemożność włączenia jednego z biegów, zwiększony czas „odpowiedzi” pożądana prędkość... Również w tym przypadku zdemontowana i oczyszczona jest siatka wlotu oleju oraz wymieniany jest zawór suwakowy. W przypadku wycieków należy sprawdzić stan elementy uszczelniające... Podczas pracy na filtrze tworzą się metalowe wióry. Zapycha mechanizm i spada ciśnienie oleju. Na zwiększone obciążenia zasoby tego elementu czyszczącego są zmniejszone. W takim przypadku zaleca się zmianę co 40 tysięcy kilometrów.

Jak rozszerzyć zasób

Aby wydłużyć żywotność skrzynki hydromechanicznej, konieczne jest monitorowanie poziomu oleju. Jeśli jego ilość jest niewystarczająca, skrzynka się przegrzewa. Temperatura pracy nie powinna przekraczać 90 stopni. Nowoczesne samochody wyposażony w to świeci lampka kontrolna, nie ignoruj ​​jej. W przyszłości może to spowodować awarię przemiennika momentu obrotowego.

Nie zmieniaj biegów bez wciśnięcia pedału hamulca. Skrzynia przyjmie cały cios, zwłaszcza jeśli przesiądziesz się z pierwszego na tył bez uprzedniego hamowania. W podróży, jeśli jest długie zejście, nie zaleca się włączania „neutralnego”. Znacząco skraca również żywotność transformatora hydraulicznego i sprzęgieł roboczych. Co do reszty, konieczne jest przestrzeganie procedury wymiany oleju i filtrów. Żywotność tego punktu kontrolnego wynosi około 350 tysięcy kilometrów.

Wniosek

Tak więc dowiedzieliśmy się, czym jest przekładnia hydromechaniczna. Jak widać, przy odpowiedniej konserwacji będzie tak samo niezawodny jak mechaniczny. W takim przypadku kierowca nie musi stale ściskać sprzęgła.

Tradycyjne urządzenie samochodu zawiera takie elementy jak sprzęgło i skrzynia biegów jako nieodzowny element jego konstrukcji. Jednak zmieniający się styl i sposób współczesnego życia, z tendencją do zapewniania coraz większego komfortu, prowadzi do zmian w tych tradycyjnych komponentach maszyn. Często zastępuje je przekładnia hydromechaniczna.

Przenoszenie? A co to jest i dlaczego?

W przypadku samochodu skrzynią biegów będzie wszystko, co dostarcza moment obrotowy do kół z silnika, w tym skrzynia biegów i sprzęgło. W klasycznym pojeździe tak właśnie było. Ale, jak wspomniano powyżej, w nowoczesnych samochodach osobowych są one zastępowane przez ACKP. W tym przypadku sterowanie maszyną jest znacznie uproszczone - nie trzeba używać sprzęgła i ręcznie przełączać skrzyni biegów. Po prostu brakuje pedału sprzęgła, a zmiany są automatyczne.

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

• konieczność odłączenia skrzyni biegów od silnika podczas zmiany biegów;
• zmiany wartości momentu obrotowego przenoszonego z silnika na koła przy zmianie warunków drogowych.

W konwencjonalnym samochodzie dzieje się tak po naciśnięciu sprzęgła i przesunięciu dźwigni zmiany biegów. Jednak w samochodach z automatyczną skrzynią biegów hydromechaniczna skrzynia biegów w wielu przypadkach wykonuje podobne działanie.

O urządzeniu skrzynki hydromechanicznej

Skoro mowa o urządzeniu użytym w kompozycji Samochód osobowy przekładnia hydromechaniczna, należy zwrócić uwagę na jej główne elementy:

1. przekładni hydrokinetycznej;
2. mechanizmy kontrolne;

O przemienniku momentu obrotowego

Podstawą hydromechanicznego urządzenia automatycznego jest przemiennik momentu obrotowego. W rzeczywistości w hydromechanicznej automatycznej skrzyni biegów spełnia rolę podobną do sprzęgła w zwykły samochód- przenosi moment obrotowy z silnika na skrzynię.

Jak widać na rysunku, konwerter momentu obrotowego jest dość prosty i zawiera trzy koła o specjalnym kształcie:

• pompownia, która komunikuje się między silnikiem a przemiennikiem momentu obrotowego;
• turbina, realizująca komunikację z wałem (głównym) skrzyni biegów;
• reaktor, zaprojektowany w celu zwiększenia momentu obrotowego.

Wszystkie te turbiny są zamknięte specjalną obudową i są w trzech czwartych zanurzone w oleju wypełniającym wewnętrzną objętość. W ten sposób działa napęd hydromechaniczny – koło pompy, które odbiera moment obrotowy z silnika, obracając się, kieruje przepływ oleju na koło turbiny, które rozkręca się i przenosi siłę na wał skrzyni biegów.

Olej krąży po skomplikowanej ścieżce – od zewnętrznej części pierścienia pompującego do zewnętrznej części pierścienia turbiny, a następnie przez środek urządzenia z powrotem do pierścienia pompującego. Konsekwencją tego ruchu jest hydromechaniczne przeniesienie momentu obrotowego do skrzyni biegów z silnika.

Taki napęd hydromechaniczny ma osobliwość - ze względu na obecność trzeciego, koła reaktora, możliwe jest zwiększenie transmitowany moment... Wynika to z jego umiejscowienia w środku przekładni hydrokinetycznej.

W przypadku hydromechanicznego przeniesienia momentu obrotowego strumień oleju z wirnika turbiny kierowany jest do środka urządzenia, a następnie wraca z powrotem do pompowni. Jednak na jego torze znajduje się koło reaktora, a przepływ wywierając na nie nacisk, powoduje reakcję z jego strony, która działając na turbinę zwiększa moment przenoszony z wirnika.

Ten dodatkowy efekt, który występuje przy hydromechanicznym przekazywaniu mocy z silnika, prowadzi do jego zwiększenia. Wielkość wzmocnienia zależy od różnicy prędkości między kołami przekładni hydrokinetycznej, im większa, tym bardziej będzie znacząca. Jest to szczególnie przydatne na początku ruchu, gdy hydromechaniczne przenoszenie mocy odbywa się z pracującego silnika Na biegu jałowym, do transmisji stacjonarnej.

Wysoko przydatny fakt czy to napęd hydrauliczny automatycznie ustawia wymagane przełożenie między kołami a silnikiem, ze względu na zmianę wielkości ciśnienia płynu podczas jego przenoszenia między tarczami ciśnieniowymi i turbinowymi.

Zakres takiej zmiany jest jednak dość mały, a jednocześnie nie ma możliwości zerwania połączenia między przekładnią a silnikiem przy użyciu napędu hydromechanicznego, dlatego konwerter momentu obrotowego pracuje szeregowo z przekładnią planetarną, co umożliwia wyeliminowanie zauważonych wad.

O skrzyni planetarnej

W hydromechanicznej automatycznej skrzyni biegów najczęściej stosuje się mechanizm planetarny, którego urządzenie jest widoczne na poniższym rysunku.

W najprostszej wersji moment obrotowy jest dostarczany do koła słonecznego 6, z którym koła satelitarne 3 są stale sprzęgnięte, obracają się swobodnie na swoich osiach. Zainstalowany jest na nich nośnik 4, połączony z wałem 5, satelity 3 są stale zazębione z kołem zębatym 2, na wewnętrznej powierzchni którego znajdują się zęby.

Gdy koło koronowe 2 jest hamowane, moment przechodzący przez nośnik 4 wchodzi do wału napędzanego, a po zwolnieniu koła zębatego satelity przekazują mu moment, a wał napędzany pozostaje nieruchomy.
W automatycznej skrzyni biegów zastosowano sprzęgła cierne i hamulce taśmowe, które są sterowane przez układ hydromechaniczny, który składa się z różnych kanałów, sprężyn i pompy wytwarzającej ciśnienie oleju.

Zalety i wady skrzynki hydromechanicznej

Zgodnie z powyższym opisem, konstrukcję hydromechanicznej skrzyni biegów można przedstawić jako połączenie szeregowe przemiennika momentu obrotowego, skrzyni biegów (zwykle planetarnej) ze sprzęgłami i system hydrauliczny kierownictwo.
Zaletami takiej automatycznej skrzyni biegów są:

1. wyjątek ręczne przełączanie bieg;
2. zapewnienie przeniesienia mocy bez przerw i szarpnięć, zwłaszcza podczas uruchamiania ruchu.

Jednak ta automatyczna skrzynia biegów ma również swoje wady. Jednym z nich jest utrata momentu obrotowego spowodowana faktem, że automatyczna skrzynia biegów zawiera zmiennik momentu obrotowego.

Według przeprowadzonych pomiarów sprawność takiej automatycznej skrzyni biegów nie przekracza osiemdziesięciu sześciu procent, podczas gdy w konwencjonalnej manualnej skrzyni biegów jest to dziewięćdziesiąt osiem procent.

Jest to jednak najprostsza wersja hydromechanicznej automatycznej skrzyni biegów, opracowywane są i instalowane w samochodach osobowych nowe, znacznie bardziej zaawansowane wersje takiej skrzyni.

Skrzynka hydromechaniczna pozwala kierowcy uwolnić się od ich przełączania, gdy samochód jest w ruchu, co jest szczególnie ważne dla początkujących kierowców, aby zwiększyć bezpieczeństwo ruchu i jednocześnie zapewnić dodatkowy komfort.

Przekładnia hydromechaniczna jest przekładnią kombinowaną, w której wraz z przekładnią hydrokinetyczną zastosowano przekładnię stopniową. Zwykle taka skrzynia biegów jest określana skrótem GMF lub GMKP.

Konwerter momentu obrotowego, podobnie jak sprzęgło hydrokinetyczne, został wynaleziony przez niemieckiego profesora Hermanna Fettingera na początku ubiegłego wieku. Zanim znalazły zastosowanie w samochodach, te przekładnia hydrodynamiczna stosowane w przemyśle stoczniowym.

Na samochodach GMP po raz pierwszy pojawiły się w USA - w 1940 r. Pudełko Hydramatyczny został zainstalowany na samochodach Oldsmobile... Obecnie w Stanach Zjednoczonych przekładnie żyromechaniczne wyposażone są w prawie 90 % samochody osobowe, a także wszelkie autobusy miejskie oraz znaczna część samochodów ciężarowych.
W Europie masowe stosowanie przekładni hydromechanicznych rozpoczęło się dopiero na początku lat siedemdziesiątych ubiegłego wieku, kiedy przekładnie te były stosowane w samochodach. Mercedes-Benz, Opel, BMW.

Zmiana trybów pracy przekładni hydrokinetycznej następuje automatycznie. W przypadku zwiększenia obciążenia na wylocie przekładni hydrokinetycznej zmniejsza się prędkość kątowa turbiny, co prowadzi do wzrostu przełożenia transformacji.

Niestety konwerter momentu obrotowego ma mały zasięg. przełożenia, nie zapewnia ruchu wstecznego, nie odłącza silnika od skrzyni biegów (złożony system opróżniania dróg przepływu z Działający płyn). Dlatego za hydrotransformatorem zainstalowana jest specjalna skrzynia biegów, która kompensuje wskazane wady. Taka przekładnia hydromechaniczna jest bezstopniowa i pozwala uzyskać dowolne przełożenie w danym zakresie.

W przekładniach hydromechanicznych stosuje się głównie mechaniczne przekładnie planetarne, które są łatwe do zautomatyzowania, ale czasami stosuje się również przekładnie z prędkością wału z automatycznym sterowaniem.

Bardziej szczegółowo omówiono urządzenie i działanie przemiennika momentu obrotowego, a także jego różnicę w stosunku do sprzęgła hydrokinetycznego.

W niektórych przypadkach konwerter momentu obrotowego jest instalowany jako dodatek do standardu sprzęgło cierne oraz skrzynka schodkowa biegi, natomiast zmiana biegów odbywa się ręcznie.
W takiej konstrukcji wystarczy sprzęgło jednopłytkowe, ponieważ służy tylko do odłączania wału wejściowego skrzyni biegów od koła turbiny transformatora podczas zmiany biegów, a przemiennik momentu obrotowego zapewnia płynny wzrost momentu obrotowego.
Zaletą takiej transmisji jest względna prostota konstrukcji i sterowania w porównaniu do automatyczna transmisja... Jednak najczęściej konwerter momentu obrotowego jest używany w połączeniu z dwu- lub przekładnia trzystopniowa koła zębate bez standardowego sprzęgła ciernego.
Skrzynie biegów wykonane są z wałka lub częściej planetarnego. Sterowanie zmianą biegów jest automatyczne lub półautomatyczne.

Dwustopniowa przekładnia wału

Konwerter momentu obrotowego w połączeniu z dwustopniową skrzynią biegów wału jest stosowany w hydromechanicznej skrzyni biegów LiAZ-677M ( Ryż. 1).
Jest to skrzynia biegów z umieszczonymi wewnątrz wałami: pierwotnym 3 , wtórny 11 i średniozaawansowany 15 ... Wał wejściowy jest połączony z turbiną przemiennika momentu obrotowego i wał wyjściowy- z transmisja kardana transmisje. Pierwszy (niższy) bieg ma przełożenie 1,79 , a drugi bieg jest bezpośredni, to znaczy, że jego przełożenie jest równe jeden.

Cechą takiej skrzyni biegów jest to, że w celu włączenia biegów wraz z sprzęgło zębate stosowane są sprzęgła wielotarczowe (sprzęgła) pracujące w oleju.
Wiodące tarcze sprzęgieł są stalowe, a napędzane spiekane. Są instalowane na wypustach wewnętrznych lub zewnętrznych i mają możliwość niewielkiego przesuwania się w kierunku osiowym. W położeniu rozłączonym pakiet tarcz jest utrzymywany przez sprężyny, tarcze są ściskane przez działanie oleju dostarczanego do cylindra załączającego sprzęgło.

Po włączeniu pierwszego biegu sprzęgło zostaje uruchomione 5 który blokuje koło zębate 4 z wałem wejściowym 3 ... Sprzęgło 8 jednocześnie przesuwa się w lewo i blokuje koło zębate 7 z wał wtórny 11 .
Moment obrotowy jest przenoszony przez koło zębate 4 wału wejściowego, koła zębate 16 oraz 14 wał pośredni i koło zębate 7 na wale wtórnym 11 ... Gdy drugi bieg jest włączony, sprzęgło zostaje uruchomione 6 które blokuje wał wejściowy 3 z wałem wtórnym 11 ... Sprzęgło 8 jest ustawiony na neutralny.

Sprzęgło cofania 8 przesuwa się do właściwej pozycji i blokuje koło zębate 10 z wałem wtórnym 11 , wtedy sprzęgło włącza się 5 ... Moment obrotowy jest przenoszony przez koła zębate 4, 16, 13, 12, 10 na wale wtórnym 11 skrzynie biegów.

Gdy sprzęgło jest włączone 2 konwerter momentu obrotowego jest zablokowany, gdy turbina i koła wirnikowe są ze sobą sztywno połączone i przechodzi w tryb sprzęgła hydrokinetycznego.

Trójstopniowa przekładnia planetarna

W przekładniach hydromechanicznych największe zastosowanie znaleziono przekładnie planetarne. Charakteryzują się zwartością, niskim poziomem hałasu i długą żywotnością. Zmiana biegów w nich odbywa się praktycznie bez przerywania przepływu mocy.

Głównym ogniwem przekładni planetarnej jest zestaw przekładni planetarnych ( Ryż. 2), składający się z przekładni planetarnej (koronowej) 1 , koło słoneczne 2 , stado 3 i satelity 4 .
Osie satelitów są zamontowane na nośniku i obracają się z nim, to znaczy są ruchome. W zależności od tego, który element przekładni planetarnej jest wiodącym, a który jest zablokowany, przełożenia przekładni planetarnej zmieniają się.

Skrzynie dwustopniowe posiadają jeden zestaw przekładni planetarnych. Wielostopniowy może mieć dwie lub więcej przekładni planetarnych, które są ze sobą połączone.
Hamowanie elementów przekładni planetarnych podczas zmiany biegów sprzęgła cierne(sprzęgła cierne) lub hamulce taśmowe.

Projekt przekładnia hydromechaniczna samochód osobowy, w którym przekładnia hydrokinetyczna jest połączona z trzybiegową przekładnią planetarną Ryż. 3.

Przekładni hydrokinetycznej 1 składa się z trzech kółek z ostrzami. Wał 2 koło turbiny jest wałem napędowym skrzyni biegów. Napędzany wał 12 skrzynia biegów znajduje się współosiowo z wałem napędowym. Skrzynia biegów zawiera dwa identyczne zestawy przekładni planetarnych 7 oraz 8 , trzy sprzęgła wielopłytkowe 5, 6, 9 i dwa hamulce taśmowe 4, 10 .

Zmiana biegów odbywa się poprzez załączanie sprzęgieł i hamulców w różnych kombinacjach ( Ryż. 4).
V neutralna pozycja włączony mechanizm hamulcowy 10 (Ryż. 3) i sprzęgło jest zablokowane 13 wybiegiem... Napędzany wał 12 nie obraca się.

Na pierwszym biegu sprzęgło w zestawie 6 i mechanizm hamulcowy 10 a także zawiera sprzęgło 13 wolnobiegiem. Przekładnia planetarna przekładni planetarnej 8 obraca się z prędkość kątowa wał napędowy 2 , a koło słoneczne jest zablokowane, nośnik obraca przekładnię planetarną zestawu przekładni planetarnej; 7 w którym hamowane jest również koło słoneczne. Napędzany jest nośnikiem tego rzędu, wykonanym w jednym kawałku z napędzanym wałem 12 ... Sprzęgło wolnobiegowe 13 w zestawie.

Na drugim biegu sprzęgło w zestawie 5 i mechanizm hamulcowy 10 ... Przekładnia planetarna przekładni planetarnej 8 obraca się swobodnie, a przekładnia planetarna 7 - z prędkością kątową wału napędowego 2 .
Ponieważ koło słoneczne jest wyhamowywane, nośnik i wał napędzany obracają się 12 ... Sprzęgło wolnobiegowe 13 w zestawie.

Na trzecim biegu w komplecie sprzęgła 5 oraz 6 jak również mechanizm hamulcowy 10 ... Przekładnia planetarna i nośnik planetarny 8 prowadzący. Epicykliczne koła zębate i nośnik planetarny obracają się z tą samą prędkością kątową 7 , to znaczy wał napędowy i napędzany obracają się z tą samą częstotliwością.

Przy transferze odwrócić sprzęgło włączone 6 i mechanizm hamulcowy 4 ... Planetarny przewoźnik 8 zahamowany, a przekładnia planetarna jedzie.
Koło zębate słońca obraca się w odwrotny kierunek, koło słoneczne przekładni planetarnej obraca się w tym samym kierunku 7 ... Ponieważ przekładnia planetarna zestawu przekładni planetarnej 7 hamowany, napędzany jest nośnik połączony z wałem napędzanym 12 .
Sprzęgło wolnobiegowe 13 zablokowany.