Класснуть
Молодые автомобилисты часто встречают в сети интернет информацию о гидромеханической коробке передач автомобиля. Однако они до конца не понимают принцип ее работы. В этой статье мы расскажем, как работает гидромеханическая коробка передач, и почему она удобнее обычной механической коробки передач.
Конструкция гидромеханической коробки передач
Гидромеханическая коробка передач имеют немаловажную особенность – она обеспечивает автоматическое сцепление. Водителю не нужно постоянно нажимать педаль сцепления. Несмотря на отсутствие педали сцепления, Гидромеханика все-таки состоит из механической коробки передач и гидротрансформатора. Механическая КПП при этом может иметь разный принцип работы:
Чжан и Чжуо представили метод изменения скорости и дальности, чтобы достичь самого широкого диапазона скоростей и избежать повторения сдвига. Максимальный крутящий момент двигателя определяется максимальным давлением при условии, что двигатель выбран.
Трансмиссия? А это что такое и зачем?
И градиент скорости вращения отличается от сопротивления ускорения двигателя и транспортного средства, что приводит к тому, что гидроагрегат теряет способность ускорять движение транспортного средства после повышения давления до максимального давления. Поэтому, когда автомобиль ускоряется, должен быть установлен верхний предел насыщения. Таким образом, нижний предел насыщения при торможении транспортного средства должен быть больше, чем при ускорении транспортного средства. То есть пределы насыщения являются асимметричными.
– двухвальный;
– трехвальный;
– многовальный;
– планетарный.
Вальный принцип работы гидромеханической коробки передач чаще всего применяется в крупном автомобильном транспорте: автобусах и грузовиках. Вальная гидромеханика работает на основе фрикционов – многодисковых муфт, которые работают в масле. Такой принцип работы позволяет избежать разрыва мощности и крутящего момента при переключении передач.
Смещение диапазона относится к процессу перехода между двумя соседними диапазонами. В каждом диапазоне для управления скоростью двигателя применяется замкнутое управление. Идеальное время переключения получается в соответствии с частотой вращения двигателя и скоростью двигателя. Целевая скорость двигателя происходит в идеальной точке сдвига, где скорости движущихся и ведомых дисков целевого тормоза равны. Чтобы избежать повторения сдвига, необходимо установить минимальное отклонение частоты вращения двигателя.
Только когда отклонение частоты вращения двигателя больше, чем допустимо смещение диапазона. Должно быть удовлетворено условие повышения скорости водителя. В соответствии с условиями движения водитель выбирает более высокий диапазон через селектор диапазона, чтобы ограничить скорость автомобиля. Только тогда, когда разрешающая передача разрешена селектором диапазона, будет выполнен переход на более высокий диапазон.
Также гидромеханическая коробка передач включает в себя ведущий, промежуточный и ведомый валы, многодисковое фрикционное сцепление (фрикцион) и зубчатую муфту. Управляет всеми этими подвижными механизмами передний и задний гидронасос. С помощью центробежного регулятора будет происходить автоматическое переключение передач.
Планетарная механическая коробка передач
В режиме смещения диапазона тормоз диапазона тока отпускается, и тормоз диапазона цели включен. Последовательность переключения тормоза определяется логикой смещения диапазона, а время начала изменения диапазона определяется условиями сдвига диапазона.
Направление вращения двигателя постоянное во время сдвига диапазона. Но изменение направления крутящего момента двигателя приводит к обмену цепями высокого и низкого давления. Между тем, поток энергии гидравлической системы меняет направление. Скорость двигателя колеблется от внезапного изменения давления и объемного КПД гидравлического блока.
Принцип работы гидромеханической коробки передач
Принцип работы гидромеханической коробки передач описан в таблице ниже.
| Составляющие | Описание |
| Колеса с лопатками | Гидравлический механизм такой КПП состоит из трех колес: турбинного колеса, насосного колеса и колеса реактора. |
| Колесо насоса | Колесо насоса. работает с той же скоростью вращения, что и маховик двигателя |
| Турбинное колесо | При работе колеса насоса масло поступает на его наружную часть и под действие центробежной силы заставляет вращаться лопатки турбинного колеса. |
| Колеса реактора | После турбинного колеса масло поступает на колесо реактора, которое безударно и плавно транспортирует масло снова в насосное колесо. Благодаря циркуляции масла и перемещается крутящий момент от двигателя к колесам. |
Планетарная механическая коробка передач
Является разновидностью гидромеханической коробки передач. Она состоит из планетарных механизмов. Главная солнечная шестерня закреплена на ведущем вале. Солнечная шестерня сцеплена с шестернями-сателлитами, которые свободно располагаются на своих осях. Сателлиты уже соединяются с ведомым валом через водило.
Перспективы использования гидромеханической коробки передач
Это стратегии сдвига диапазона, которые отвечают за идеальное зацепление и разъединение тормозов, чтобы уменьшить время переключения и шок и свести к минимуму колебания входных и выходных скоростей. Стратегии смещения диапазона относятся к параметрам управления и их управляющим сигналам, включая изменение, время начала и время остановки. Стратегии смещения диапазона в этой работе включают следующее: время перекрытия между двумя тормозами. относится к времени запуска встречного тормоза для включения и относится к времени начала отпускания тормоза для отпускания.
История создания гидромеханической коробки передач может быть использована для иллюстрации титанических усилий автопроизводителей, постаравшихся сделать комфорт автомобиля, оснащенного автоматической КПП, одним из основных преимуществ.
Время перекрытия между тормозами - буфер масла во время отпускания тормоза. На это влияют время начала, время окончания, максимальная ширина импульса и изменение ширины импульса пропорционального сигнала предохранительного клапана. Регулировка смещения насоса. Это определяется временем начала, временем окончания и изменением тока перемещения.
Планетарная коробка передач
Вышеуказанное время начала и окончания - это временные приращения относительно времени начала изменения диапазона. Время и вариация контрольных переменных стратегий сдвига диапазона должны определяться рядом симуляций и экспериментов и связаны со следующими факторами: механическая схема передачи. Изменение тока смещения может быть выполнено только в диапазоне сдвига и может вызвать удар, если его время неверно. То есть, ток смещения может меняться после отключения отключающего тормоза. Время его запуска больше нуля, а время окончания связано с характеристиками срабатывания замкнутого гидравлического контура.
В первой половине прошлого века, даже после получения легковым автомобилем мягкой пневматической резины, более или менее рациональной компоновки и распределения массы машины, езда, особенно в городских условиях, по-настоящему «выматывала душу». Что лучше всего чувствуют пассажиры - это рывки и дерганье автомобиля из-за резкой смены крутящего момента на колесах.
На изменение тока смещения влияет объемный КПД замкнутого гидравлического контура. Параметры тормоза. На время перекрытия влияет диаметр гидравлического цилиндра и ход отходящих и встречных тормозов. Процесс изменения ширины импульса и максимальная ширина импульса пропорционального предохранительного клапана зависят от коэффициента крутящего момента фрикционной пластины, жесткости и начального смещения возвратной пружины в отходящем тормозе. Диаметр и длина гидравлического контура для управления тормозом также влияют на управляющие сигналы.
На полки истории был отправлен не один десяток всевозможных приспособлений, делающих момент переключения передачи менее болезненным, пока в 50-х годах прошлого века не появился гидротрансформатор, лежащий в основе принципа работы гидромеханической коробки передач. По-настоящему новая конструкция коробки передач начала массово применяться в 60-е на дорогих и тяжелых лимузинах и машинах представительского класса.
Моделирование стратегий управления
Если, тогда и; немного меньше. Минимальное давление масла в буферизации давления масла должно быть больше минимального давления масла для перемещения поршня тормоза. Результаты показаны на рисунке. Когда коэффициент сопротивления качению равен 02, отверстие дроссельной заслонки показано на рисунке 5. Управляющие сигналы и скорости показаны на рисунках 5, 5 и 5.
Старая добрая гидромеханическая коробка передач
Перед открытием дроссельной заслонки двигателя включается тормоз, а другой отключается. При уменьшении дроссельной заслонки и уменьшении целевой скорости двигателя ток смещения увеличивается обратно, пока фактическая частота вращения двигателя не станет ниже его целевой скорости. Во время движения скорость автомобиля начинает снижаться. Во время закрытия дроссельной заслонки двигателя скорость шага двигателя увеличивается, а ток перемещения сильно меняется.
Помимо дискомфорта для пассажиров, скачкообразное изменение вращающего момента разрушает узлы и детали трансмиссии. Для тяжелых магистральных грузовиков можно использовать повышенное число передач, позволяющих сглаживать перегрузки трансмиссии. Но для легковых автомобилей гидромеханическая коробка передач была реальным способом улучшить условия управления.
Двухступенчатая гидромеханическая коробка передач
Ввод модели двигателя в режиме реального времени - это крутящий момент нагрузки, а выход - частота вращения двигателя. На испытательном стенде динамического моделирования нагружающий компонент 2, имитирующий двигатель, находится под контролем режима постоянной скорости. Детектор скорости и момента 2 подает крутящий момент нагрузки на компьютер моделирования. Результат вычисления модели двигателя в реальном времени задается компоненту нагрузки.
Модель двигателя в режиме реального времени может быть описана как инерция моделируемой инерции двигателя, является статическим выходным крутящим моментом моделируемого двигателя, является крутящий момент нагрузки с обратной связью датчика крутящего момента, является выходной скоростью компонента нагрузки 2, является управляющее напряжение контроллера нагрузки 2, и является коэффициентом линейного преобразования управляющего напряжения компонента нагрузки.
С внедрением гидромеханической передачи автомобиль получил неоспоримые преимущества:
- появилась возможность трогаться с места настолько плавно, что момент начала движения можно было просто не уловить визуально;
- при движении и маневрировании на малых скоростях, сопоставимых со скоростью движения пешехода, управление машиной осуществляется легко и точно, что практически невозможно при механической КПП из-за ее очень длинной первой передачи;
- ударные колебания и крутящие нагрузки практически не оказывают негативного воздействия на элементы трансмиссии.
- для водителя комфорт управления машиной увеличился как минимум вдвое.
К сведению! Вопрос обеспечения надлежащего уровня плавности и комфорта движения легендарной советской «Чайки» ГАЗ-13 был решен конструкторами только после установки на автомобиль гидромеханической АКП, частично скопированной с американского аналога Borg-Warner.
На испытательном стенде динамического моделирования нагрузочный компонент 1, имитирующий автомобиль, находится под контролем режима постоянного крутящего момента. Чтобы гарантировать соответствие входных и выходных данных расчетам в моделировании, виртуальная ось должна вводиться в модель реального времени транспортного средства.
Как работает вальная КПП
Выходной крутящий момент модели реального времени транспортного средства - это крутильная жесткость виртуальной оси, является затухание виртуальной оси, является выходным крутящим моментом модели реального времени транспортного средства, является сигнал скорости обратной связи датчика скорости, является угловая скорость эквивалентной инерции транспортного средства, является управляющим напряжением контроллера нагрузки 1 и является коэффициентом линейного преобразования управляющего напряжения компонента нагрузки.
Наряду с гидромеханическими автоматами в легковом автомобильном сегменте прочно закрепились автоматические трансмиссии с вариаторами и роботизированная «механика», практически не уступающая в удобстве и комфорте первым двум, но значительно экономичнее и дешевле. Но до сих пор гидромеханическая коробка передач остается основой для самых надежных и совершенных «автоматов».
Цифры показывают, что процесс смещения диапазона является плавным, и колебания скорости не происходят. Он демонстрирует, что стратегия управления сдвигом диапазона, определяемая скоростью двигателя, является разумной. Когда нагрузка увеличивается, скорость на выходе резко изменяется в процессе смещения диапазона. В нем говорится, что стратегии управления сдвигом диапазона необходимы.
Основные показатели эффективности показаны на рисунках 9 и 9. Из-за регулировки характеристик двигателя и инерции транспортного средства двигатель может работать на максимальной скорости в течение длительного времени. Результаты испытаний показывают, что процесс смещения диапазона является плавным, и колебания скорости не происходят.
Конструктивно автоматическая трансмиссия на основе гидромеханической коробки передач очень сильно отличается от устройства механической КПП, сложнее ее и значительно дороже, поэтому она более уязвима к нарушениям в обслуживании и использовании.
Устройство гидромеханической автоматической коробки передач
Принцип работы гидромеханической коробки передач основан на способности гидротрансформатора выступать в качестве немеханического преобразователя-регулятора крутящего момента двигателя.
Модификатор силовой трансмиссии с переменным коэффициентом для оптимальной мощности
Авторы заявляют, что не существует конфликта интересов в отношении публикации этого документа. Международный журнал вращающихся машин. Целью этого проекта было продемонстрировать и смоделировать способность системы гидростатических переменных коэффициентов для получения постоянной электроэнергии при изменении скорости ветра. Экспериментальные результаты показывают, что система может поддерживать постоянное напряжение при 40% изменении входной скорости. Сопровождающее компьютерное моделирование системы было построено и экспериментально подтверждено, показывая дискретную ошибку не более 12%.
Первая и основная особенность гидромеханического автомата - это отсутствие механизма включения-выключения сцепления . Практически всем водителям нравится управление без использования педали сцепления. Если учесть, что при движении в городской черте водителю с ручной механической коробкой приходится выжимать педаль не менее ста раз в течение часа, избавление от подобной нагрузки не прошло незамеченным. Поэтому для современного городского автомобиля автоматическая коробка передач становится фактически признанным стандартом, для дизельных двигателей - особенно.
Как симуляция, так и экспериментальные результаты показывают, что выход электрической мощности можно регулировать далее, если устройство накопления энергии используется для поглощения пиков напряжения, вызванных резкими изменениями скорости ветра или направления ветра.
Генераторы ветровой энергии - это технология, которая способствует устойчивой энергетике и низкому воздействию на окружающую среду. Чтобы иметь возможность снизить затраты на энергию ветра в целом, ветроэнергетика должна инвестировать средства в развитие ветроэнергетических технологий, которые снижают общую стоимость произведенной энергии. Это можно сделать, если ветровые турбины работают эффективно в более широких диапазонах скорости ветра, сохраняя при этом оптимальные скорости вращения вала генератора, поэтому они могут генерировать больше электроэнергии независимо от скорости ветра.
В устройстве гидромеханической коробки выделяют три основных узла - гидротрансформатор, блок управления и планетарный механизм переключения передач.
Сердце гидромеханической коробки передач
Гидротрансформатор коробки работает по схеме: «насос - гидравлическая турбина» и обеспечивает посредством динамического давления масла на лопатки турбины передачу вращающего момента на вал коробки переключения передач. Задача насоса или насосного колеса мало чем отличается от аналогичного, используемого в центробежных насосах: под действием центробежных сил придать потоку масла больший динамический напор. Раскрученное маховиком коленвала колесо выбрасывает под определенным углом мощный масляный поток на периферийную часть наружной части обода турбины - на лопатки турбинного колеса. Под напором масла турбина преобразует энергию масла во вращение.
Двухступенчатая вальная коробка передач
Поэтому уменьшение отказа и поддержание этих основных компонентов снижает стоимость эксплуатации ветроэнергетической турбины, что, в свою очередь, снижает стоимость самой энергии. Целью этого проекта было проектирование, сборку и испытание небольшой экспериментальной экспериментальной системы с гибкостью для моделирования различных профилей скорости ветра. В то же время основная задача заключалась в интеграции алгоритмов управления для измерения и демонстрации переменной скорости гидростатической передачи.
В конструкции гидротрансформатора коробки передач предусмотрено еще одно колесо с лопатками. Между двумя основными колесами установлен очень важный элемент - специальный спрямляющий аппарат, именуемый реактором, или статором. Он выполнен в виде кольца с профилированными лопатками, направляющими поток жидкости, выходящий из гидравлической турбины, на вход насосного колеса.
Внимание! Как видно из рисунка-схемы, поток жидкости, выброшенной насосом на лопатки турбины, передает ей часть энергии и далее, разворачиваясь на направляющем аппарате реактора, создает дополнительный момент вращения, что и обуславливает увеличение вращающего момента.
Вначале, когда автомобиль только начинает движение, и педаль тормоза еще не отпущена, реактор полностью заблокирован. Отпускаем педаль, и турбина гидромеханической части коробки передач начинает работать. При достижении скорости вращения турбины в 80% от скорости насосного колеса реактор выводится из работы обгонной муфтой. Благодаря кратковременному и плавному увеличению момента вращения, скорость вращения турбинного колеса и связанных с ним всех элементов трансмиссии происходит тоже плавно. С применением реактора вращающий момент на выходном валу гидротрансформатора в момент старта или разгона автомобиля увеличивается примерно до двух с половиной раз.
Система управления переключением передач
Малый диапазон возможного изменения момента и скорости вращения вынудил проектировщиков дополнить гидротрансформатор механической коробкой переключения передач. В гидромеханической коробке-автомате для легкового транспорта используют несколько редукторов планетарной передачи, включаемых в работу с помощью фрикционных муфт. Включение фрикциона осуществляется сжатием пакета фрикционных накладок с помощью гидравлического поршня особой конструкции.
Насос, запитывающий гидравлику привода, обычно устанавливается в непосредственной близости от гидротрансформатора. Для управления гидравлическими клапанами и золотниками системы в современных авто применяют электромагнитные соленоиды, управляемые электроникой. Для компенсации ударных контактных нагрузок применяют обгонные муфты, что добавляет плавности при вхождении в зацепление шестерен коробки.
К сведению! В большинстве современных гидромеханических коробок-автоматов реализована функция автоматического выключения гидротрансформатора при движении на скорости более 20-25 км/ч. Это позволяет значительно уменьшить потери, связанные с передачей момента, особенно при высоких оборотах вращения, когда гидравлические потери растут быстрее механических.
Перспективы использования гидромеханической коробки передач
Очень серьезным аргументом автоматов с гидромеханическим «бубликом» является относительно отработанная и совершенная конструкция устройства. Большой ресурс, тщательно подобранные гидравлические жидкости и сплавы для валов и зубчатых передач. При надлежащем уходе и аккуратном использовании гидромеханическая коробка передач служит значительно дольше новомодных конкурентов в виде вариаторов, роботизированных или преселективных коробок DSG.
Многие специалисты считают, что за гидромеханической коробкой передач останется значительный сегмент легкового автотранспорта - внедорожники и автомобили повышенной проходимости.
Косвенным подтверждением того факта, что коробка передач на основе гидромеханической схемы еще длительное время будет интенсивно применяться в широком спектре моделей легковых автомобилей, являются последние разработки законодателей автомобильной моды - немецких автопроизводителей. Известной в Германии фирмой ZF практически для всех топовых моделей BMW, AUDI и MERCEDES уже сейчас запущена в пробную эксплуатацию гидромеханическая коробка-автомат с 7-ю ступенями и рекордными характеристиками включения. Кроме того, концерн MERCEDES-BENZ выпустил свой вариант гидромеханической коробки передач с 7-ю ступенями под названием 7G-Tronic.
Причина такой популярности достаточно проста и очевидна. Ведь кроме надежности, гидромеханическая коробка позволяет уверенно работать с двигателями большой мощности и с рабочим объемом более трех литров. Гидромеханическая коробка уйдет в небытие не раньше самого двигателя внутреннего сгорания.
На видео показано строение гидромеханической коробки-автомат: