Transmisie automată hidromecanică Transmisie hidromecanică

Odată cu apariția transmisiilor robotizate cu două ambreiaje, a început să pară zilele transmisie automată hidromecanică numerotate - „roboții” mai simpli, mai ieftini și mai eficienți trebuiau să înlocuiască mașină clasică... Dar timpul a trecut și mașinile nu au dispărut nicăieri - dimpotrivă, pentru anul trecut au devenit mult mai perfecti.

Text: Oleg Karelov.

Fundatia mașină hidromecanică(totuși, ușor zdruncinat în ultima vreme, despre care puțin mai jos) este un convertor de cuplu. Similar cu ambreiajul unei transmisii manuale, rolul convertorului de cuplu este de a transfera cuplul de la motor la cutia de viteze cu posibilitatea de a aluneca, astfel încât mașina să se poată deplasa lin. Totuși, aici se termină asemănarea cu un ambreiaj de frecare - în interiorul convertorului de cuplu este proiectat complet diferit.

Carcasa convertorului se rotește cu rotorul. Turbina nu este conectată la carcasă (cu excepția perioadei de blocare GT) - este conectată la arborele cutiei. În acest caz, reactorul este fixat ambreiaj de depășire- îl împiedică să se rotească sub presiunea debitului, atunci când diferența de viteză de rotație a roților pompei și turbinei este mare, dar îi permite să se rotească cu ele în aceeași direcție atunci când mașina se deplasează cu viteza constanta iar alunecarea GT este minimă. Deci, este posibil să crească eficiența cutiei.

Principiul funcționării sale poate fi ușor ilustrat de următorul exemplu. Imaginați-vă două ventilatoare instalate unul față de celălalt. Dacă includem una dintre ele, atunci flux de aer antrenează și al doilea ventilator. Aceeași idee este implementată și în convertorul de cuplu. Are o roată rotativă, rotită de motor și creează un debit de ulei, și o roată de turbină, conectată la arborele cutiei și primind presiunea de curgere. Singura diferență cu ventilatoarele este că rotorul ia ulei nu din partea din spate, ci din partea centrală din față, adică este o pompă centrifugă. Uleiul aruncat înainte de acesta de-a lungul conturului exterior cade pe lamele roții turbinei, este redirecționat spre centru și revine înapoi. Adică, circulația fluidului are loc într-un volum practic închis între cele două roți, ceea ce permite apropierea acestora, reducând disiparea debitului și sporind eficiența transmisiei cuplului.

Dar cele mai interesante proprietăți ale convertorului de cuplu sunt asociate cu prezența celei de-a treia roți - reactorul. Acesta servește pentru a influența fluxul care revine la rotor și, în consecință, este situat în mijlocul convertorului de cuplu. Este fixat nemișcat și, prin urmare, fluxul care cade pe lamele sale creează o direcție partea din spate forța de reacție, care rotește suplimentar roata turbinei. Se pare că convertorul de cuplu mărește cuplul de ieșire! Si ce mai multa diferentaîn viteza de rotație a turbinei și a roții rotorului, cu atât este mai mare această forță de reacție a fluxului și cu cât momentul crește - cu cât limita poate fi multiplicată de trei ori. De ce aveți nevoie pentru a porni cu încredere dintr-un loc când motorul este la ralanti și arborele de transmisie este staționar.

Aceste proprietăți ale convertorului de cuplu - de a crește cuplul și de a permite alunecarea îndelungată - în general vorbind, fac posibilă trecerea fără o cutie de viteze. De exemplu, un BMW 750i din 1986 modelul anului a pornit cu calm de la a treia treaptă și a ajuns la 250 km / h pe ea! Dar, desigur, doar câțiva selectați pot face acest lucru și chiar și cu prețul înrăutățirii dinamicii și consumului de combustibil. Este dificil pentru toți ceilalți să facă fără un mecanism de comutare.

Într-un automat hidromecanic, angrenajele planetare sunt utilizate pentru a modifica raportul de transmisie. Acest lucru îl diferențiază fundamental de o transmisie manuală cu arbori paraleli. Care sunt avantajele acestui design? Cu un angrenaj planetar, este mai ușor să organizați o schimbare automată a vitezei - pentru aceasta trebuie doar să închideți treptele individuale între ele. Transmisia în sine este mult mai compactă - teoretic, acest ansamblu de doar cinci trepte permite cinci viteze: 4 înainte și 1 invers. Și, deși în practică, din cauza constrângerilor de proiectare, este necesar să se aplice cantitate mare setul de unelte planetare, cu toate acestea, această unitate rămâne încă foarte mică.

Cum lucrează? Există trei elemente în angrenajul planetar: primul este angrenajul central al soarelui; al doilea - sateliți care se rotesc în jurul său - unelte, ale căror axe sunt conectate rigid între ele; iar al treilea este un epiciclic mare Angrenajînchizând sateliți. În consecință, procesul de comutare aici se realizează prin stabilirea unei conexiuni rigide între două elemente de la acest triplet sau prin blocarea acestora la carcasă. De exemplu, conexiunea rigidă a angrenajului solar și a axelor sateliților oferă o transmisie directă - epiciclul nu mai poate fura în raport cu ele și întregul unelte planetare se rotește în ansamblu. Dacă frânăm axele sateliților pe carcasă, atunci soarele și uneltele epiciclice vor începe să se rotească în parte diferită- primim treapta de mers înapoi... Etc.

Toate aceste frânări și blocări sunt efectuate cu ajutorul ambreiajelor și benzilor de frână și sunt controlate de un sistem hidraulic complex, care include multe canale, supape, acumulatori hidraulici și, desigur, o pompă care creează presiunea uleiului. Această instalație hidraulică a implementat inițial toată logica de control și se bazează doar pe doi parametri: sarcina motorului și turația vehiculului.

Odată cu proliferarea electronice la sfârșitul anilor 1980, mașina a devenit mai precisă în evaluarea condițiilor de conducere. De exemplu, nu se va mai încărca cu comutări prea timpurii. motor rece, iar la schimbarea vitezelor, va ține cont de temperatură ulei propriu, adică va face o corecție pentru vâscozitatea sa. Acest lucru este deosebit de important pentru a asigura o deplasare lină. Faptul este că așa-numita suprapunere a treptelor de viteză permite evitarea defecțiunilor de tracțiune: pornirea vitezei următoare, chiar înainte de oprirea treptelor actuale. Un astfel de proces necesită precizie: o suprapunere prea mică duce la o defecțiune a tracțiunii și o suprapunere prea mare va frâna complet mașina. Desigur, electronica de aici vă permite să rezistați momentelor de comutare necesare mult mai precis. De asemenea, crește resursa de transmisie, ajustând funcționarea în funcție de gradul de uzură. Dar cel mai important, ajută la îmbunătățirea eficienței.

Inițial, o mașină automată hidromecanică este departe de a fi cea mai mare metodă eficientă transmiterea cuplului. Principalele pierderi din acesta sunt asociate cu convertorul de cuplu - chiar și într-o stare constantă de mișcare, roțile pompei și turbinei alunecă una față de alta. Energia este, de asemenea, cheltuită pentru a ține ambreiajele și benzile de frână - pompa de ulei menține o presiune de zeci de atmosfere. Ca urmare, eficiența mașinii nu depășește 85%, în timp ce eficiența cutie mecanică aproape de 98%!

Pentru a îmbunătăți acest indicator, au început să folosească un convertor de cuplu blocat overdrive Când se atinge o anumită viteză, un ambreiaj încorporat, similar cu un ambreiaj convențional, conectează rigid turbina și rotorul. Apropo, acest moment poate fi urmărit cu ușurință de tahometru - turația motorului scade ușor, ca și cum ar fi fost cuplată o altă treaptă de viteză. În acest mod, eficiența crește deja la 94%.

Odată cu dezvoltarea control electronic convertorul de cuplu a fost blocat în toate treptele de viteză - ambreiajul este eliberat numai în momentul pornirii și schimbării vitezelor. În același timp, însă, netezimea comutării suferă uneori. După cum arată experiența măsurătorilor noastre, multe mașini moderne sunt inferioare în acest sens față de modelele vechi. Acest lucru se remarcă în special la modelele ZF cu 6 trepte - în graficul lor de accelerație longitudinală puteți vedea clar cum o defecțiune de tracțiune în momentul comutării este urmată de o a doua lovitură, cauzată de blocarea convertorului de cuplu.

Unii au mers chiar mai departe. Inginerii Mercedes au abandonat complet convertizorul de cuplu - în schimb, au început să folosească un ambreiaj. Adevărat, nu uscat, ca în transmisiile manuale, dar umed, rezistând unei alunecări mai lungi. Se închide în momentul pornirii și, în consecință, toate schimbările de viteză apar atunci când există o conexiune rigidă între cutie și motor. Acest lucru ridică semnificativ cerințele pentru sincronizarea proceselor de pornire-oprire a vitezei, dar eficiența crește la 97%, adică este comparată cu indicatorii casetelor mecanice robotizate. Conexiunea rigidă permanentă la arborele motorului înseamnă, de asemenea, răspunsuri mai liniare la pedala de gaz, care este necesară în mod puternic modele sportive AMG.

Ultima tendință, care nu mai poate fi trecută cu vederea, este creșterea numărului de programe. La mijlocul ultimului deceniu, când au apărut „roboți” cu 7 trepte cu două ambreiaje, automatul hidromecanic a rămas în mod clar în urmă - modelele cu 6 trepte abia începeau să apară. Dar apoi au urmat rapid cutii cu șapte, opt trepte, cu cutii cu 10 trepte pe drum. Desigur, astfel de unități complexe nu mai diferă în ceea ce privește fiabilitatea și resursele - piesele trebuie reduse foarte mult ca dimensiune, dar în ceea ce privește eficiența și dinamica de accelerație, ele depășesc transmisie mecanică... Cedând celor din urmă în ceea ce privește eficiența, mașinile cu mai multe viteze vă permit să mențineți cu mai multă precizie motorul în intervalul optim de viteză, ceea ce determină în cele din urmă proprietățile dinamice ale mașinii.

Multistage vă permite să accelerați procesul de schimbare a vitezelor fără a sacrifica netezimea, deoarece diferența de turație a motorului devine mai mică. Cu toate acestea, înainte ca transmisiile automate să nu aibă probleme cu performanța: de exemplu, cutia de viteze ZF cu 4 trepte instalată pe BMW-urile de la sfârșitul anilor 1980 a schimbat vitezele în 0,3 secunde - printre mașinile pe care le-am testat, doar „robotul” Porsche 911 deținea o astfel de performanță .! Transmisiile preselective convenționale rulează aproximativ de două ori mai lent.

Astfel, o mașină modernă nu are practic puncte slabe... După ce și-a păstrat principalele calități - netezimea comutării și abilitatea perioadă lungă de timp pentru a lucra în modul de alunecare atunci când conduceți la viteze mici, a devenit mult mai eficient și mai inteligent. Este adevărat, până acum toate aceste realizări sunt disponibile numai la mașini scumpe- mașinile automate complexe, cu mai multe etape, desigur, costă foarte mult și, prin urmare, segmentul modele ieftineîncă trece treptat la cutii robotizate- în contextul luptei pentru eficiență, mașinile automate vechi cu 4, 5 trepte pierd teren. Dar aceasta este doar o înfrângere locală - nu există nicio îndoială cu privire la viitorul cutiilor hidromecanice.

26.11.2011

Elemente structurale integrale dispozitiv clasic ale mașinii servesc drept ambreiaj cu cutie de viteze. Dar stilul de viață în schimbare dictează crearea unui confort optim pentru șoferi. Acest lucru duce la o schimbare a componentelor standard ale mașinii. Acestea sunt din ce în ce mai înlocuite de o transmisie hidromecanică combinată, care include atât mecanică, cât și transmisie hidraulică... La dispozitivele de acest tip, raportul de transmisie, cuplul se schimbă treptat și lin.

Rolul transmisiei în mașină

Pentru vehicul o transmisie este orice lucru care generează o sursă de cuplu de la motor la roți, de exemplu, o cutie de viteze cu ambreiaj, ca în mașini clasice... Astăzi, în mașini, acestea sunt înlocuite cu AKKP, atunci când controlul este facilitat, ambreiajul nu este furnizat, iar modificările se fac automat.

Implementarea acestor procese este asigurată de o transmisie hidromecanică. Pentru a înțelege procesul, trebuie să știți despre două puncte principale care apar atunci când conduceți o mașină:

• La schimbarea vitezelor, transmisia este deconectată de la motor;
• După schimbare starea drumului valoarea cuplului este modificată.

Aceasta se întâmplă după apăsarea ambreiajului și schimbarea vitezei cutiei de viteze (în mașini convenționale). La vehiculele cu transmisie automată, în majoritatea cazurilor, aceste procese sunt efectuate printr-o transmisie hidromecanică.

Mecanismul cutiei hidromecanice

Dispozitivul de transmisie automată utilizat la autoturisme include:

1. Componente de control;
2. Cutie de viteze mecanică.

V mașină modernă include un convertor de cuplu, care îndeplinește funcții de ambreiaj într-o mașină cu cutie de viteze (cuplu de alimentare). Datorită convertorului de cuplu, vehiculul pornește lin. Scădea sarcini dinamiceîn transmisie duce la o creștere a durabilității motorului, precum și la restul mecanismelor de transmisie. Mai puține schimbări de viteză reduc oboseala șoferului.

Utilizarea unui convertor de cuplu mărește semnificativ capacitatea vehiculului de traversare pe nisip și zăpadă. Creează o forță de tracțiune constantă cu viteză de rotație foarte mică pe roțile motoare, ceea ce le mărește aderența la suprafață. suprafața drumului... Se pare că folosind transmisii automate recomandat vehiculelor de teren. Convertorul de cuplu are un dispozitiv destul de simplu și combină trei roți:

• Motorul cu convertorul de cuplu conectează stația de pompare;
• Oferă comunicare cu ax primar turbină;
• Mărește cuplul reactorului.

Turbinele sunt imersate în 3/4 în ulei și protejate de o carcasă specială. Procesul de lucru al acționării hidromecanice se bazează pe faptul că cuplul este direcționat de la motor la rotor, un flux de ulei este furnizat roții turbinei. Învârte roata, iar forța este transferată pe arborele cutiei de viteze. Întregul proces de circulație a uleiului urmează o traiectorie specială: de la in afara inelul pompei este direcționat către inelul turbinei și apoi înapoi prin centrul mecanismului merge la inelul pompei.

Convertorul de cuplu schimbă automat cuplul în funcție de sarcină, apoi este transmis la cutia mecanică, iar treptele sunt schimbate dispozitive de frecare... Acționarea hidraulică determină un raport de transmisie suficient prin schimbarea presiunii fluidului pentru a circula între discul de presiune și turbină. Convertorul de cuplu își desfășoară activitatea direct de la cutie planetară.

Cutie planetară

Într-o transmisie automată hidromecanică, este adesea folosit un mecanism planetar. În designul său cel mai simplu, cuplul este aplicat pe angrenajul solar. Angrenajele prin satelit care se rotesc liber sunt angajate în mod constant cu acesta. Au un suport conectat la arbore.

Dacă roata dințată este în poziția blocată, atunci cuplul este direcționat prin intermediul suportului către arborele condus. Dacă angrenajul nu este frânat, atunci sateliții îi aplică cuplu. În acest caz, arborele antrenat este staționar.

Avantajele și dezavantajele unei transmisii automate

Avantaje ale transmisiei automate:

1. Lipsa schimbării manuale a treptelor;
2. Realizarea unei surse uniforme de alimentare.

Mașini comutare automată viteza este deosebit de lină. Când șoferul nu trebuie să comute manual, este mai ușor să conduci vehiculul.
Dezavantajele sunt considerate a fi un design mai complex de transmisii și masa lor mare. Dezavantajele includ eficiența mai mică, ceea ce reduce consumul de combustibil al vehiculului.
aceasta cea mai simplă opțiune transmisie hidromecanică, iar astăzi sunt instalate modele mai avansate pe mașini.

În ciuda popularității crescânde a mașinilor cu transmisie automată Angrenaj, mecanica clasică este încă ținut în mare stimă de mulți șoferi. Este mai fiabil decât transmisia automată. Dar în timpul funcționării, șoferul este constrâns să lucreze cu pedala de ambreiaj. Acest lucru provoacă unele inconveniente, în special în trafic. Așa a apărut transmisia hidromecanică. Vom lua în considerare principiul funcționării sale și dispozitivul în articolul nostru de astăzi.

Caracteristică

Șoferii care nu doresc să lucreze cu ambreiajul preferă această transmisie specială. Cutie hidromecanică uneltele îndeplinesc mai multe funcții simultan. Combină aderența și cutie clasică... Schimbarea vitezelor aici se face automat sau semi-automat. Transmisia hidromecanică a încărcătorului este aranjată în același mod. Șoferul nu acționează pedala ambreiajului în timp ce conduce. Tot ce este necesar este un accelerator și o frână.

Despre construcții

Dispozitivul unei transmisii hidromecanice presupune prezența unui transformator hidraulic. Acest element, în funcție de caracteristici de proiectare, poate fi cu două, trei și multi-arbori. Acum producătorii folosesc o transmisie hidromecanică automată planetară.

Cum funcționează o cutie de viteze cu arbore?

Pe camioaneși autobuze mari, este folosită cel mai adesea o transmisie cu mai mulți arbori. Pentru a schimba vitezele, aici se folosesc ambreiaje cu mai multe plăci. Au nevoie de lubrifiere pentru a funcționa. Uleiul hidromecanic de transmisie diferă semnificativ prin consistență de „mecanică”. În ultimul caz, este mai gros. Pentru a include primul și viteza inversă la hidromecanică, acestea sunt utilizate. Acest design permite transmiterea cea mai lină a cuplului de la volant la roți.

Planetar

Acum este cea mai comună transmisie hidromecanică.

A început să fie folosită datorită ei Dimensiune compactăși greutate redusă. Alt avantaj transmisie planetară- aceasta este o durată de viață lungă și fără zgomot în timpul funcționării. Dar o astfel de cutie are și dezavantaje. Datorită caracteristicilor de proiectare, o astfel de transmisie este mai scumpă de fabricat. De asemenea, are un coeficient scăzut acțiune utilă.

Cum funcționează o cutie de viteze planetară

Algoritmul său de funcționare este extrem de simplu. Schimbarea treptelor de viteză pe o transmisie hidromecanică planetară se efectuează folosind o bandă specială de frână pentru a netezi șocurile la trecerea la una redusă. Forța de transmisie a cuplului este redusă în timpul funcționării „frânei”. Dar, în același timp, schimbarea vitezelor este mai lină decât cea a omologilor arborelui.

Transmisia planetară se bazează pe un transformator hidraulic. Acest element este situat între motor și cutia de viteze. GDF constă din mai multe componente:

• Roată dințată.
• Pompa.
• Turbină.

Acest element este denumit popular „gogoașă” datorită formei sale caracteristice.

Când motorul funcționează, rotorul pompei se rotește cu volanta. Lubrifiantul pătrunde în pompă și mai departe sub influență forța centrifugăîncepe să rotească turbina. Uleiul din ultimul element intră în reactor, care îndeplinește funcția de netezire a șocurilor și a șocurilor și, de asemenea, transmite cuplul. Circulația uleiului se efectuează într-un cerc închis. Puterea vehiculului este crescută prin rotația roții turbinei. Cuplul maxim este transmis atunci când mașina se deplasează dintr-un punct mort. În acest caz, reactorul este în staționar- ambreiajul îl ține. Când mașina crește viteza, turbinele și pompa cresc. Manșonul este încastrat și reactorul se rotește cu o viteză crescătoare. Când viteza ultimului element este la maxim, convertorul de cuplu va intra în starea de funcționare a ambreiajului. Deci se va roti cu aceeași viteză ca volanta.

Caracteristici de proiectare ale cutiei de viteze planetare

Cutia de viteze planetară hidromecanică este formată dintr-un arbore de antrenare cu o roată dințată articulată. Există, de asemenea, sateliți care se rotesc pe axe separate. Aceste elemente sunt implicate în dintii interni cutii și inel. Transmisia cuplului se realizează prin acțiunea Frânează angrenajul inelar. Pe măsură ce mașina accelerează, turațiile lor cresc. Este implicat arborele antrenat, care primește transmisia cuplului de la comandant.

Cum setează GTF raportul de transmisie corect? Această acțiune este efectuată automat. Când viteza de rotație a roții mașinii crește, crește presiunea uleiului, care merge de la pompă la turbină. Astfel, cuplul pe acesta din urmă este mărit. În consecință, rotațiile roților și viteza vehiculului cresc, de asemenea.

Despre eficiență

În ceea ce privește eficiența, este un ordin de mărime mai mic decât în ​​cutii de viteze cu arbore.


Valoarea sa maximă variază de la 0,82 la 0,95. Dar la o turație medie a motorului, acest raport nu depășește 0,75. Această cifră crește pe măsură ce crește sarcina convertizorului de cuplu.

Întreținerea și repararea transmisiei hidromecanice

Când operați această transmisie, este necesar să monitorizați nivelul uleiului. Acest lichid aici funcționează. Uleiul este cel care folosește turbinele pentru a transmite cuplul. Pe cutiile de viteze mecanice, lubrifiază pur și simplu angrenajele de frecare. Producătorii recomandă schimbarea uleiului pe cutii hidromecanice la fiecare 60 de mii de kilometri. Trebuie remarcat faptul că designul unei astfel de cutii de viteze are propriul filtru. De asemenea, se modifică la atingerea acestui termen. Funcționarea la un nivel scăzut de ulei poate duce la alunecarea și supraîncălzirea transmisiei.

Când vine vorba de reparații, cea mai frecventă defecțiune este transformatorul hidraulic. Simptom de disfuncționalitate - incapacitatea de a angaja unul dintre angrenaje, timpul de „răspuns” crescut viteza dorită... De asemenea, în acest caz, plasa de admisie a uleiului este demontată și curățată și supapa de tip bobină este schimbată. Dacă există scurgeri, este necesar să verificați starea elemente de etanșare... În timpul funcționării, se formează așchii de metal pe filtru. Înfundă mecanismul, iar presiunea uleiului scade. La sarcini crescute resursa acestui element de curățare este redusă. În acest caz, se recomandă schimbarea la fiecare 40 de mii de kilometri.

Cum să extindeți resursa

Pentru a crește durata de viață a cutiei hidromecanice, este necesar să se monitorizeze nivelul uleiului. Dacă cantitatea sa este insuficientă, cutia se supraîncălzește. Temperatura de lucru nu trebuie să depășească 90 de grade. Mașini moderne echipat cu acesta luminat lampa de control, nu o ignora. În viitor, acest lucru poate provoca o defecțiune a convertorului de cuplu.

De asemenea, nu schimbați vitezele fără să apăsați pedala de frână. Cutia va lua toată lovitura, mai ales dacă comutați de la prima la spate fără a frâna mai întâi. Pe drum, dacă este coborâre lungă, nu este recomandat să porniți „neutru”. De asemenea, reduce semnificativ durata de viață a transformatorului hidraulic și a cuplajelor de lucru. În rest, este necesar să respectați procedura de schimbare a uleiului și a filtrelor. Durata de viață a acestui punct de control este de aproximativ 350 de mii de kilometri.

Concluzie

Deci, am aflat ce este o transmisie hidromecanică. După cum puteți vedea, cu o întreținere adecvată, va fi la fel de fiabil ca unul mecanic. În acest caz, șoferul nu trebuie să strângă în mod constant ambreiajul.

Dispozitivul tradițional al mașinii include componente precum ambreiajul și cutia de viteze ca element indispensabil al designului său. Cu toate acestea, stilul în schimbare și modul de viață modern, cu o tendință de a oferi tot mai mult confort, duce la o schimbare a acestor componente tradiționale ale mașinii. Ele sunt adesea înlocuite de transmisie hidromecanică.

Transmisie? Și ce este asta și de ce?

Pentru o mașină, o transmisie va fi tot ceea ce asigură cuplul roților de la motor, inclusiv cutia de viteze și ambreiajul. În vehiculul clasic, exact așa a fost. Dar, după cum sa menționat mai sus, în autoturismele moderne, acestea sunt înlocuite cu ACKP. În acest caz, controlul mașinii este mult simplificat - nu este nevoie să folosiți ambreiajul și să schimbați manual cutia de viteze. Pedala ambreiajului lipsește pur și simplu, iar schimbările sunt automate.

Acest lucru se datorează transmiterii hidromecanice. Pentru a înțelege ce este, este mai bine să ne amintim două puncte principale care apar în timpul conducerii:

• necesitatea deconectării transmisiei de la motor la schimbarea vitezelor;
• modificări ale valorii cuplului transmis de la motor la roți atunci când condițiile de drum se schimbă.

La o mașină convențională, acest lucru se întâmplă atunci când ambreiajul este apăsat și maneta schimbătorului de viteze este schimbată. Cu toate acestea, la mașinile cu transmisie automată, o transmisie hidromecanică efectuează o acțiune similară în multe cazuri.

Despre dispozitivul cutiei hidromecanice

Vorbind despre dispozitivul utilizat în compoziție autoturism transmisie hidromecanică, trebuie remarcat principalele sale componente:

1. convertor de cuplu;
2. mecanisme de control;

Despre convertorul de cuplu

Baza unui dispozitiv automat hidromecanic este un convertor de cuplu. De fapt, într-o transmisie automată hidromecanică, acesta îndeplinește un rol similar cu ambreiajul din mașină obișnuită- transmite cuplul de la motor la cutie.

După cum puteți vedea din figură, dispozitivul convertizor de cuplu este destul de simplu și include trei roți de o formă specială:

• stație de pompare, care comunică între motor și convertorul de cuplu;
• turbină, realizând comunicarea cu arborele (primar) al cutiei de viteze;
• reactor, proiectat pentru a spori cuplul.

Toate aceste turbine sunt închise cu o carcasă specială și sunt trei sferturi cufundate în ulei care umple volumul intern. Transmisia hidromecanică funcționează în acest fel - roata pompei, care primește cuplul de la motor, rotind, direcționează fluxul de ulei către roata turbinei, pe care o învârte și transferă forța la arborele cutiei de viteze.

Uleiul circulă de-a lungul unei căi complexe - de la partea exterioară a inelului pompei la partea exterioară a inelului turbinei și apoi prin centrul dispozitivului înapoi la inelul de pompare. Consecința acestei mișcări este transmisia hidromecanică a cuplului la cutia de viteze de la motor.

Astfel de antrenare hidromecanică are particularitatea - datorită prezenței celei de-a treia roți a reactorului, este posibil să crească moment transmis... Acest lucru se datorează poziției sale în centrul convertorului de cuplu.

Când se efectuează transmisia hidromecanică a cuplului, fluxul de ulei din roata turbinei este direcționat către centrul dispozitivului și apoi se întoarce înapoi la stația de pompare. Cu toate acestea, o roată a reactorului se află în traseul său, iar debitul, exercitând presiune asupra acestuia, provoacă un răspuns din partea sa, care, acționând asupra turbinei, îmbunătățește momentul transmis de la rotor.

Acest efect suplimentar, care apare atunci când există o transmisie hidromecanică a puterii de la motor, duce la faptul că este crescut. Mărimea câștigului depinde de diferența de viteză între roțile convertizorului de cuplu, cu cât este mai mare, cu atât va fi mai semnificativă. Acest lucru este util mai ales la începutul unei mișcări atunci când transmisia de putere hidromecanică este efectuată de la pornirea motorului În gol, către o transmisie staționară.

Foarte fapt util este asta acționare hidraulică setează automat raportul de transmisie necesar între roți și motor, datorită schimbării cantității de presiune a fluidului în timpul transferului său între discurile de presiune și turbine.

Cu toate acestea, raza de acțiune a unei astfel de modificări este destul de mică și, în același timp, nu există nicio posibilitate, folosind o acționare hidromecanică, să întrerupă conexiunea dintre transmisie și motor, prin urmare convertorul de cuplu funcționează în serie cu cutia de viteze planetară. , ceea ce face posibilă eliminarea dezavantajelor observate.

Despre cutia planetară

Într-o transmisie automată hidromecanică, cel mai des este utilizat un mecanism planetar, al cărui dispozitiv este clar din figura de mai jos.

În cea mai simplă versiune, cuplul este furnizat transmisiei solare 6, cu care angrenajele satelit 3 sunt angajate constant, acestea se rotesc liber pe axele lor. Un purtător 4 este instalat pe ele, conectat la un arbore 5, sateliții 3 sunt în mod constant conectați cu angrenajul 2, pe suprafața interioară a căreia sunt dinți.

Când angrenajul inelar 2 este frânat, momentul prin intermediul suportului 4 intră în arborele antrenat și, atunci când angrenajul este eliberat, sateliții îi transmit momentul, iar arborele antrenat rămâne staționar.
Transmisia automată utilizează ambreiaje de frecare și frâne cu bandă și sunt controlate de un sistem hidromecanic, care constă din diverse canale, arcuri și o pompă pentru a crea presiunea uleiului.

Avantajele și dezavantajele unei cutii hidromecanice

În conformitate cu descrierea de mai sus, proiectarea unei cutii de viteze hidromecanice poate fi reprezentată ca o conexiune în serie a unui convertor de cuplu, a unei cutii de viteze (de obicei planetare) cu ambreiaje și sistem hidraulic management.
Avantajele unei astfel de transmisii automate sunt:

1. excepție comutare manuală Angrenaj;
2. asigurarea transferului de putere fără întrerupere și smucituri, mai ales la începerea mișcării.

Totuși, această transmisie automată are și dezavantajele sale. Una dintre ele este pierderea cuplului cauzată de faptul că transmisia automată include un convertor de cuplu.

Conform măsurătorilor efectuate, eficiența unei astfel de transmisii automate nu depășește optzeci și șase la sută, în timp ce la o transmisie manuală convențională este de nouăzeci și opt la sută.

Cu toate acestea, aceasta este cea mai simplă versiune a unei transmisii automate hidromecanice; noi versiuni mult mai avansate ale unei astfel de cutii sunt dezvoltate și instalate pe autoturisme.

Cutia hidromecanică permite șoferului să se elibereze de comutarea lor atunci când mașina se deplasează, ceea ce este deosebit de important pentru șoferii începători, pentru a spori siguranța în trafic și pentru a oferi un confort suplimentar.

Transmisia hidromecanică este una combinată, în care, împreună cu un convertor de cuplu, este utilizată o transmisie în trepte. De obicei, o astfel de cutie de viteze este prescurtată ca GMF sau GMKP.

Convertorul de cuplu, ca și cuplajul fluid, a fost inventat de profesorul german Hermann Fettinger la începutul secolului trecut. Înainte de a găsi utilizarea în automobile, acestea transmisie hidrodinamică folosit în construcția de nave.

Pe mașinile GMP au apărut pentru prima dată în SUA - în 1940 cutia Hidramatic a fost instalat pe mașini Oldsmobile... În prezent, în Statele Unite, cutiile de viteze giromecanice sunt echipate cu aproape 90 % autoturisme, precum și toate autobuzele urbane și o parte semnificativă a camioanelor.
În Europa, utilizarea masivă a transmisiilor hidromecanice a început abia la începutul anilor șaptezeci ai secolului trecut, când aceste transmisii au fost utilizate în mașini. Mercedes-Benz, Opel, BMW.

Modificarea modurilor de funcționare a convertorului de cuplu are loc automat. Dacă sarcina la ieșirea convertorului de cuplu este crescută, atunci viteza unghiulară a turbinei scade, ceea ce duce la o creștere a raportului de transformare.

Din păcate, convertorul de cuplu are o gamă mică. rapoarte de transmisie, nu asigură mișcare inversă, nu separă motorul de transmisie (un sistem complex de golire a căilor de curgere de la fluid de lucru). Prin urmare, în spatele hidrotransformatorului este instalată o cutie de viteze specială, care compensează dezavantajele indicate. O astfel de transmisie hidromecanică este infinit variabilă și vă permite să obțineți orice raport de transmisie într-un interval dat.

În transmisiile hidromecanice, se folosesc în principal cutii de viteze mecanice planetare, care sunt ușor de automatizat, dar uneori se folosesc și cutii de viteze cu turație cu arbore cu comandă automată.

Dispozitivul și funcționarea convertorului de cuplu, precum și diferența acestuia față de cuplajul fluidului, sunt discutate mai detaliat.

În unele cazuri, convertorul de cuplu este instalat pe lângă standard ambreiaj de frecareși cutie de trepte schimbătorului de viteze, în timp ce schimbarea treptelor are loc manual.
Într-un astfel de design, un ambreiaj cu o singură placă este suficient, deoarece servește doar pentru a deconecta arborele de intrare al cutiei de viteze de la roata turbinei transformatorului atunci când schimbă vitezele, iar convertorul de cuplu asigură o creștere lină a cuplului.
Avantajul unei astfel de transmisii este simplitatea relativă a proiectării și controlului în comparație cu transmisie automată... Cu toate acestea, cel mai adesea convertorul de cuplu este utilizat în combinație cu două sau cutie de viteze în trei trepte angrenaje fără ambreiaj de frecare standard.
Cutiile de viteze sunt realizate prin arbore sau, mai des, planetare. Controlul schimbătorului de viteze este automat sau semi-automat.

Transmisie în două trepte a arborelui

Convertorul de cuplu în combinație cu o cutie de viteze cu două trepte este utilizat în transmisia hidromecanică a LiAZ-677M ( orez. 1).
Este o cutie de viteze cu arbori situați în interiorul său: primar 3 , secundar 11 și intermediar 15 ... Arborele de intrare este conectat la turbina convertorului de cuplu și axa de iesire- cu transmisie cardanică transmisii. Prima transmisie (inferioară) are un raport de transmisie 1,79 , iar a doua transmisie este directă, adică raportul său de transmisie este egal cu unul.

O caracteristică a unei astfel de cutii de viteze este aceea că, pentru a cupla treptele de viteză, împreună cu ambreiaj dintat se folosesc ambreiaje multiple (ambreiaje) care funcționează în ulei.
Discurile principale ale ambreiajelor sunt din oțel, iar cele antrenate sunt sinterizate. Acestea sunt instalate pe spline interne sau externe și au capacitatea de a se deplasa ușor în direcția axială. În poziția deconectată, pachetul de discuri este ținut de arcuri; discurile sunt comprimate prin acțiunea uleiului furnizat cilindrului de cuplare a ambreiajului.

Când este cuplată prima treaptă de viteză, ambreiajul este declanșat 5 care blochează roata dințată 4 cu arbore de intrare 3 ... Ambreiaj 8 în același timp se deplasează spre stânga și blochează roata dințată 7 cu ax secundar 11 .
Cuplul este transmis prin roata dințată 4 a arborelui de intrare, roțile dințate 16 și 14 ax intermediarși roată dințată 7 pe arborele secundar 11 ... Când a doua treaptă de viteză este cuplată, ambreiajul este declanșat 6 care blochează arbore de intrare 3 cu un arbore secundar 11 ... Ambreiaj 8 este setat la neutru.

Ambreiaj invers 8 se deplasează în poziția corectă și blochează roata dințată 10 cu un arbore secundar 11 , apoi ambreiajul pornește 5 ... Cuplul este transmis prin roțile dințate 4, 16, 13, 12, 10 pe arborele secundar 11 cutii de viteze.

Când ambreiajul este pornit 2 convertorul de cuplu se blochează atunci când roțile turbinei și rotorului sunt conectate rigid între ele și intră în modul de cuplare a fluidului.

Cutie de viteze planetară în trei trepte

În transmisiile hidromecanice cea mai mare utilizare a găsit cutii de viteze planetare. Dispun de compactitate, zgomot redus de funcționare și durată lungă de viață. Schimbarea vitezelor în ele are loc practic fără a întrerupe fluxul de energie.

Legătura principală a cutiei de viteze planetare este setul de viteze planetare ( orez. 2), constând dintr-un angrenaj epiciclic (coroană) 1 , echipament solar 2 , a condus 3 și sateliți 4 .
Axele sateliților sunt montate pe suport și se rotesc cu acesta, adică sunt mobile. În funcție de ce element al angrenajului planetar este cel care conduce și care este inhibat, raportul de transmisie al angrenajului planetar se schimbă.

Cutiile de viteze în două trepte au un set de angrenaje planetare. Multistage poate avea două sau mai multe unelte planetare conectate între ele.
Frânarea elementelor seturilor de angrenaje planetare la schimbarea vitezelor se efectuează ambreiaje de frecare(ambreiaje de frecare) sau frâne cu bandă.

Proiecta transmisie hidromecanică este prezentat un autoturism în care un convertor de cuplu este combinat cu o cutie de viteze planetară cu trei trepte orez. 3.

Convertor de cuplu 1 este format din trei roți cu lame. Arbore 2 roata turbinei este arborele motor al cutiei de viteze. Arborele antrenat 12 cutia de viteze este amplasată coaxial cu arborele de acționare. Cutia de viteze include două seturi de angrenaje planetare identice 7 și 8 , trei ambreiaje cu mai multe plăci 5, 6, 9 și două frâne cu bandă 4, 10 .

Schimbarea vitezelor se efectuează prin cuplarea ambreiajelor și a frânelor în diverse combinații ( orez. 4).
V poziție neutră pornit mecanism de frânare 10 (orez. 3) și ambreiajul este blocat 13 roata libera... Arborele antrenat 12 nu se rotește.

În prima treaptă ambreiaj inclus 6 și mecanismul de frânare 10 și a inclus și un ambreiaj 13 roata libera. Angrenaj epiciclic al setului de angrenaje planetare 8 se învârte cu viteză unghiulară schimbatorul de viteze 2 , iar angrenajul solar este inhibat, purtătorul rotește angrenajul epiciclic al setului de angrenaje planetare 7 în care este frânat și echipamentul solar. Cel antrenat este purtătorul acestui rând, realizat dintr-o singură bucată cu arborele antrenat 12 ... Ambreiaj roata libera 13 inclus.

În treapta a doua ambreiaj inclus 5 și mecanismul de frânare 10 ... Angrenaj epiciclic al setului de angrenaje planetare 8 se rotește liber, iar angrenajul planetar 7 - cu viteza unghiulară a arborelui motor 2 .
Deoarece transmisia solară este decelerată, suportul și arborele antrenat se rotesc 12 ... Ambreiaj roata libera 13 inclus.

În treapta a treia ambreiaje incluse 5 și 6 precum și mecanismul de frânare 10 ... Angrenaj epiciclic și purtător de planete 8 conducere. Roțile dințate epiciclice și suportul planetar se rotesc cu aceeași viteză unghiulară 7 , adică arborii de antrenare și de acționare se rotesc cu aceeași frecvență.

La transfer verso ambreiaj angajat 6 și mecanismul de frânare 4 ... Purtător planetar 8 este inhibată, iar roata dințată epiciclică este în mișcare.
Roata dințată a soarelui se învârte direcție inversă, angrenajul solar al setului de angrenaje planetare se rotește în aceeași direcție 7 ... Din moment ce setul de angrenaje epiciclice al angrenajului planetar 7 frânat, antrenat este suportul conectat la arborele antrenat 12 .
Ambreiaj roata libera 13 blocat.