Гидромеханическая передача является комбинированной, в которой наряду с гидротрансформатором применяется ступенчатая коробка передач. Обычно такую коробку передач сокращенно называют ГМП или ГМКП.
Гидротрансформатор, как и гидромуфта был изобретен немецким профессором Германом Феттингером в начале прошлого века. Прежде чем найти применение на автомобилях, эти гидродинамические передачи использовались в судостроении.
Он также имеет функцию мониторинга и диагностики. По желанию: гидродинамический тормоз, который может быть встроен в тормозную систему автомобиля. Предпочтительно для приводов в полом. Опционально с дополнительным приводом. Он впечатляет мягким, почти износоустойчивым запуском. Он автоматически и непрерывно настраивает тягу на сопротивление движения. Коробка передач нечувствительна к вибрациям, а также к тепловым и механическим перегрузкам. Особенно убедительно: пробег на 1, 2 миллиона км до капитального ремонта - в зависимости от условий использования.
На автомобилях ГМП впервые появилась в США - в 1940 г. коробка Hydramatic
была установлена на автомобилях Oldsmobile
. В настоящее время в США гиромеханическими коробками передач оснащаются почти 90 %
легковых автомобилей, а также все городские автобусы и значительная часть грузовых автомобилей.
В Европе массовое применение гидромеханических коробок передач началось только в начале семидесятых годов прошлого века, когда эти передачи нашли применение в автомобилях Mercedes-Benz
, Opel
, BMW
.
Встроенный гидродинамический тормоз значительно снижает износ. Передача с помощью дифференциального преобразователя, механическая до Текущая версия также позволяет буксировать с выключенным двигателем. По желанию, эта передача также доступна в виде гибридной версии.
Контроль и диагностика - современное состояние
Электронные контроллеры быстро передают оперативные данные и диагностическую информацию по сетям передачи данных. Они общаются с автомобильным автобусом. Они поддерживают пользователя со сложными концепциями управления, мониторинга и диагностики. Стандартизированные протоколы связи обеспечивают плавный процесс. Ваши инструменты настройки легко и просто объединяют различные компоненты.
Изменение режимов работы гидротрансформатора происходит автоматически. Если увеличивать нагрузку на выходе из гидротрансформатора, то происходит уменьшение угловой скорости турбины, что приводит к увеличению коэффициента трансформации.
К сожалению, гидротрансформатор имеет малый диапазон передаточных чисел, не обеспечивает движения задним ходом, не разобщает двигатель от трансмиссии (необходима сложная система опорожнения проточных частей от рабочей жидкости). Поэтому за гидро¬трансформатором устанавливают специальную коробку передач, которая компенсирует указанные недостатки. Такая гидромеханическая передача является бесступенчатой и позволяет получить любое передаточное число в заданном диапазоне.
То, как крутящий момент двигателя или как комбинация преимуществ, автоматизация сцепления и механическая коробка передач покоряет рынок. Если при запуске он получает слишком много крутящего момента, это называется «срыв». Теперь мы почти забыли обратный диск как задачу передачи.
И наоборот, если слишком большая скорость запуска страдает от сцепления. В ступенчатых передачах разные комбинации передач переключаются в поток мощности. Для этой цели поток мощности должен быть кратковременно прерван для всех передач, за исключением планетарных передач и с двумя муфтами. За исключением прямой передачи, все ступенчатые передачи могут также упоминаться как преобразователи крутящего момента. Бесступенчатые трансмиссии обеспечивают непрерывную автоматическую регулировку тяги двигателя.
В гидромеханических передачах в основном применяются механические планетарные коробки передач, которые легко поддаются автоматизации, но иногда используют и вальные ступенчатые коробки передач с автоматическим управлением.
Устройство и работа гидротрансформатора, а также его отличие от гидромуфты подробнее рассмотрено .
Последняя вещь - передача с двойным сцеплением или прямой сменой передач, которые работают разумно, очень быстро и практически без дрожащего рывка. Дифференциальная блокировка, электропривод с полным приводом, датчик угла поворота рулевого колеса, управление колесами с полным колесом и дифференциалом, поворотное переднее крыло.
Тумба с дистанционным управлением, болт 38 мм, ширина вставки 360 мм, автомат. Кабина водителя: Комфортная кабина с подвеской в кабине, тонированные стекла, автоматический климат-контроль, отопление и кондиционирование воздуха. Центральный блок управления без ВОМ, макс. Кожаный руль, автоматический кондиционер, электр. Фары круглого света слева - Система контроля давления в шинах - вес задних колес 500 кг.
В некоторых случаях гидротрансформатор устанавливается дополнительно к стандартному фрикционному сцеплению и ступенчатой коробке передач, при этом переключение передач происходит ручным способом.
В такой конструкции достаточно однодискового сцепления, так как оно служит только для отключения первичного вала коробки передач от турбинного колеса трансформатора при переключении передач, а плавность увеличения крутящего момента обеспечивает гидротрансформатор.
Достоинством такой передачи является относительная простота конструкции и управления по сравнению с автоматизированной передачей. Однако наиболее часто гидротрансформатор используется в сочетании двух- или трехступенчатой коробкой передач без стандартного фрикционного сцепления.
Коробки передач выполняются вальными или чаще планетарными. Управление переключением передач автоматическое или полуавтоматическое.
Автомобиль был разработан для регионального и надрегионального движения. Конструкция и оборудование автомобиля обеспечивают высокий уровень комфорта при движении с минимальным воздействием на окружающую среду. Автомобиль оснащен поглотителями энергии столкновения и, таким образом, обеспечивает повышенную безопасность пассажиров и обслуживающего персонала. В многофункциональной зоне транспортное средство оборудовано для перевозки пассажиров на инвалидных колясках и пассажиров с большим багажом. Вход для инвалидов оборудован ручной рампой.
Двухступенчатая вальная коробка передач
Гидротрансформатор в сочетании с двухступенчатой вальной коробкой передач применяется в гидромеханической передаче автобуса ЛиАЗ-677М (рис. 1
).
Она представляет собой редуктор с расположенными внутри него валами: первичным 3
, вторичным 11
и промежуточным 15
. Первичный вал связан с турбиной гидротрансформатора, а вторичный вал – с карданной передачей трансмиссии. Первая (понижающая) передача имеет передаточное число 1,79
, а вторая передача – прямая, т. е. ее передаточное число равно единице.
Конструкция автомобиля обеспечивает надежную работу в жаркое лето, а также при низких зимних температурах. Дизельный поезд подходит для высоты платформы от 300 до 760 мм. До сих пор в Польше производилось 19 автомобилей такого типа. Гидродинамическая передача обеспечивает текучие и динамические характеристики движения.
Причиной этого было отсутствие первоначально намеченного импорта из Советского Союза. Спрос на дизельные локомотивы мощностью 736 кВт для тяжелого шунтирования и использование на железнодорожных линиях должен покрываться локомотивом с гидромеханической передачей мощности.
Особенностью такой коробки передач является то, что для включения передач наряду с зубчатой муфтой используются многодисковые муфты (фрикционы), работающие в масле.
Ведущие диски фрикционов – стальные, а ведомые – металлокерамические. Они устанавливаются на внутренних или наружных шлицах и имеют возможность незначительного перемещения в осевом направлении. В разъединенном положении пакет дисков удерживают пружины, сжимание дисков происходит от воздействия масла, подаваемого в цилиндр включения фрикциона.
Локомотивная рама, надстройки и привод. Он полагается на две идентичные взаимозаменяемые тележки. Коляски выполнены из сварной конструкции, каждая из которых оснащена двумя комплектами приводных колес. Длинный передний крыльцо содержит систему охлаждения, дизельный двигатель, компрессор и гидромеханическую трансмиссию, расположенную один за другим. Доступ к станции водителя возможен через двери в передних стенах от циркуляции локомотива. Короткая задняя стяжка охватывает два основных воздушных бачка и локомотивную батарею.
Формирование и передача сил. Дизельный двигатель запускается электрически двумя двигателями. Его крутящий момент достигает гидро-механической коробки передач через карданный вал. Чтобы изменить направление движения, теперь была ступенчатая передача вниз по течению, реверсивная передача.
При включении первой передачи срабатывает фрикцион 5
, который блокирует зубчатое колесо 4
с первичным валом 3
. Муфта 8
при этом смещается влево и блокирует зубчатое колесо 7
с вторичным валом 11
.
Крутящий момент передается через зубчатое колесо 4 первичного вала, зубчатые колеса 16
и 14
промежуточного вала и зубчатое колесо 7
на вторичный вал 11
. При включении второй передачи срабатывает фрикцион 6
, который блокирует первичный вал 3
с вторичным валом 11
. Муфта 8
устанавливается в нейтральное положение.
Сама схема охлаждения имеет отдельную схему для рециркуляции моторного масла, охлаждающая вода которого протекает через 4 из 12 элементов радиатора в радиаторной решетке. Термопары в контурах воды и охлаждения, в зависимости от температуры, регулируют заполнение муфты вентилятора и, следовательно, скорость вращения вентилятора. Для предварительного нагрева охлаждающей воды устанавливается нагревательное устройство.
На следующей диаграмме показана самая простая гидравлическая система: она состоит из двух поршней и масляной трубки, которая их соединяет. Если мы применим нисходящую силу к а, эта сила передается во второй поршень через масло трубы с той же интенсивностью. Поскольку масло является несжимаемым, сила вниз, которую мы применяем к поршню, очень эффективна, так что почти вся полученная сила передается во второй поршень через масло в трубе.
Для движения задним ходом муфта 8 перемещается в правое положение и блокирует зубчатое колесо 10 с вторичным валом 11 , затем включается фрикцион 5 . Крутящий момент передается через зубчатые колеса 4, 16, 13, 12, 10 на вторичный вал 11 коробки передач.
При включении фрикциона 2 происходит блокировка гидротрансформатора, когда турбинное и насосное колеса жестко соединяются друг с другом, и он переходит в режим гидромуфты.
Хорошая вещь о гидравлических системах заключается в том, что очень легко умножить силу, применяемую в системе. В гидравлической системе все, что мы делаем, это изменение размера одного поршня и цилиндра по отношению к другим, как показано на следующей диаграмме.
Поршень справа имеет площадь поверхности в девять раз большую, чем поршень слева. Если мы применим нисходящую силу к поршню слева, она будет перемещаться на 9 см на каждые 1 см, чтобы поршень справа двигался, а сила увеличивалась на 9 на поршне справа.
Чтобы определить коэффициент размножения, нужно знать размер поршня. Предположим, что поршень слева имеет диаметр 2 см, а один справа - 6 см в диаметре. Поэтому площадь поршня слева равна 14, а площадь справа равна. Как вывод, поршень справа в 9 раз больше, чем поршень слева. Это означает, что любое усилие, приложенное к поршню слева, будет в девять раз больше на том, что находится справа. Поэтому, если мы применим направленную вниз силу 100 кг к поршню слева, на поршне справа появится повышающая сила 900 кг.
Трехступенчатая планетарная коробка передач
В гидромеханических передачах наибольшее применение нашли планетарные коробки передач. Они обладают компактностью, пониженным уровнем шума при работе и длительным сроком службы. Переключение передач в них происходит практически без разрыва потока мощности.
Основным звеном планетарной коробки передач является планетарный ряд (рис. 2
), состоящий из эпициклического (коронного) зубчатого колеса 1
, солнечного зубчатого колеса 2
, водила 3
и сателлитов 4
.
Оси сателлитов установлены на водиле и вращаются вместе с ним, т. е. они подвижны. В зависимости от того, какой элемент планетарного ряда является ведущим, а какой заторможен, происходит изменение передаточных чисел планетарного ряда.
Единственным недостатком является то, что нам придется опустить поршень слева на 9 см, чтобы поднять 1 см на поршень справа. Тормоза автомобиля являются хорошим примером базового поршня, перемещаемого гидравлической системой. Когда мы наступаем на педаль тормоза, мы толкаем поршень к основному цилиндру тормоза. Давление, оказываемое на этот поршень, который воздействует на жидкость, передается на четыре других поршня, которые приводят в действие тормоза, чтобы остановить автомобиль, нажав тормозные колодки на тормозной ротор.
В большинстве гидравлических систем гидравлические цилиндры и поршни подключаются через клапаны к насосу, который обеспечивает масло при очень высоком давлении. Что мы понимаем по гидравлике? Это применение механики жидкости в технике, для создания устройств, работающих с жидкостями. Гидравлика решает такие проблемы, как поток жидкостей через каналы или открытые каналы, а также проектирование водохранилищ, насосов и турбин. Его основой является то, что в нем указывается, что давление, приложенное в точке жидкости, передается с той же интенсивностью в каждую ее точку.
Двухступенчатые коробки передач имеют один планетарный ряд. Многоступенчатые могут иметь два и более планетарных рядов, которые связаны друг с другом.
Торможение элементов планетарных рядов при переключении передач производится фрикционными муфтами (фрикционами) или ленточными тормозными механизмами.
Система передачи представляет собой набор механизмов, ответственных за прием, преобразование и передачу мощности двигателя в места его использования в тракторах. В сельскохозяйственных тракторах основными местами использования энергии являются: силовой взлет, гидравлическая система трехточечного сцепного устройства и дышло. Мощность в этих разных местах может быть определена следующими уравнениями.
Механизмы передачи предназначены для обеспечения широкого диапазона мощности в дышле. Передачи могут быть механическими, гидравлическими или гидромеханическими: передача передач прямого контакта с зубчатыми передачами. Гидравлические трансмиссии с помощью потока масла.
Конструкция гидромеханической передачи легкового автомобиля, в которой гидротрансформатор сочетается с трехступенчатой планетарной коробкой передач представлена на рис. 3 .
Гидротрансформатор 1 состоит из трех колес с лопастями. Вал 2 турбинного колеса является ведущим валом коробки передач. Ведомый вал 12 коробки передач расположен соосно с ведущим валом. Коробка передач включает два одинаковых планетарных ряда 7 и 8 , три многодисковых фрикциона 5, 6, 9 и два ленточных тормозных механизма 4, 10 .
Гидромеханические трансмиссии, связывающие гидравлические и механические компоненты. Гидравлические трансмиссии могут быть гидродинамическими или гидростатическими. Это трансмиссии, которые используют кинетическую энергию жидкости. Пример: гидравлические муфты и гидравлические преобразователи крутящего момента.
Это трансмиссии, которые используют статическое давление жидкости. Пример: Гидравлический насос, приводимый в движение двигателем, преобразует мощность двигателя в гидравлическую мощность, передается по линии потока и снова преобразуется в мощность рядом с колесами тракторов.
Переключение передач осуществляется включением фрикционов и тормозных механизмов в различных комбинациях (рис. 4
).
В нейтральном положении
включен тормозной механизм 10
(рис. 3
) и сблокирована муфта 13
свободного хода. Ведомый вал 12
не вращается.
На первой передаче включены фрикцион 6 и тормозной механизм 10 , а также включена муфта 13 свободного хода. Эпициклическое зубчатое колесо планетарного ряда 8 вращается с угловой скоростью ведущего вала 2 , а солнечное зубчатое колесо заторможено, водило вращает эпициклическое зубчатое колесо планетарного ряда 7 , в котором солнечное зубчатое колесо также заторможено. Ведомым является водило этого ряда, выполненное заодно с ведомым валом 12 . Муфта свободного хода 13 включена.
Основными механизмами механических передач, присутствующими в сельскохозяйственных тракторах, являются: Рулевое колесо. Конечная передача и на гусеничных тракторах рулевая муфта. Механизм трения, который соединяет маховик с другими компонентами передачи. Он выполняет следующие функции: постепенное движение.
Прерывание движения зубчатой муфты. Типы муфт сцепления рулевого колеса. В настоящее время дисковая муфта наиболее часто используется в сельскохозяйственных тракторах. Он состоит из следующих частей: Диск сцепления. Состоит из набора зубчатых колес, заключенных в чугунный корпус, с отверстиями для наполнения и слива смазочного масла.
На второй передаче
включены фрикцион 5
и тормозной механизм 10
. Эпициклическое зубчатое колесо планетарного ряда 8
вращается свободно, а планетарного ряда 7
– с угловой скоростью ведущего вала 2
.
Так как солнечное зубчатое колесо заторможено, то вращается водило и ведомый вал 12
. Муфта свободного хода 13
включена.
Он делает выбор сил и скоростей, он изменяет крутящий момент. Он имеет следующие части: Первичная ось или ось пилота. Смещение по прямой линии. Состоит из пары конических шестерен, называемых короной и шестерней, причем наибольшее количество зубцов является короной. Коронка вступает в зацепление с полуоси двигателя через дифференциальный механизм.
Этот механизм имеет функцию переноса избытка вращения от одного колеса к другому. Это позволяет выполнить смещение в кривых. В сельскохозяйственных тракторах этот механизм можно отменить с помощью рычага, называемого «блокировка дифференциала», когда мы хотим управлять трактором по прямой. В дифференциале мы имеем набор спутников и двух планетарных, являющихся планетарными для каждой полуоси трактора.
На третьей передаче включены фрикционы 5 и 6 , а также тормозной механизм 10 . Эпициклическое зубчатое колесо и водило планетарного ряда 8 ведущие. С такой же угловой скоростью вращаются эпициклические зубчатые колеса и водило планетарного ряда 7 , т. е. ведущий и ведомый валы вращаются с одинаковой частотой.
На передаче заднего хода
включен фрикцион 6
и тормозной механизм 4
. Водило планетарного ряда 8
заторможено, а эпициклическое зубчатое колесо ведущее.
Солнечное зубчатое колесо вращается в обратном направлении, в этом же направлении вращается солнечное зубчатое колесо планетарного ряда 7
. Так как эпициклическое зубчатое колесо планетарного ряда 7
заторможено, ведомым является водило, связанное с ведомым валом 12
.
Муфта свободного хода 13
заблокирована.
Неотъемлемыми элементами конструкции классического устройства автомобиля служат сцепление с КПП. Но меняющийся образ жизни диктует создание оптимального комфорта для водителей. Это ведет к изменению стандартных узлов автомашины. Их все чаще заменяет комбинированная гидромеханическая трансмиссия, в состав которой входит как механическая, так и гидравлическая трансмиссии. В устройствах этого типа передаточное число, крутящий момент меняются постепенно и плавно.
Роль трансмиссии в машине
Для транспортного средства трансмиссией является все, что создает подачу крутящего момента от двигателя к колесам, например, КПП со сцеплением, как это в классических автомобилях. Сегодня в машинах их сменяют на АККП, когда управление облегчается, сцепление не предусмотрено, а переключения производятся автоматически.
Выполнение этих процессов обеспечивает гидромеханическая коробка передач. Для понимания процесса надо знать о двух главных моментах, возникающих при управлении автомобилем:
- При переключении скоростей трансмиссия отключается от двигателя;
- После смены дорожных условий выполняется изменение величины крутящего момента.
Это происходит после того, как выжато сцепление и переключена скорость коробкой передач (в обычных машинах). В транспортных средствах с АКПП эти процессы в большинстве случаев производит гидромеханическая коробка передач.
Механизм гидромеханической коробки
В устройство АКПП, применяемом в легковых автомобилях, входят:
- Управляющие составляющие;
- Механическая коробка скоростей.
В современный автомат входит гидротрансформатор, выполняющий в автомобиле с КПП (подает вращающий момент) функции сцепления. Благодаря гидротрансформатору транспортное средство плавно трогается. Снижение динамических нагрузок в трансмиссии приводит к повышению долговечности двигателя, а также остальных механизмов трансмиссии. Уменьшение количества переключений передач уменьшает утомляемость водителя.
Применение гидротрансформатора значительно увеличивает проходимость автомобиля по песку и снегу. Он создает устойчивую силу тяги с очень маленькой скоростью вращения на ведущих колесах, чем увеличивается их сцепление с поверхностью дорожного покрытия. Получается, что использование автоматических трансмиссий рекомендуется на внедорожниках. Гидротрансформатор имеет достаточно несложное устройство и объединяет три колеса:
- Двигатель с гидротрансформатором связывает насосное;
- Обеспечивает связь с первичным валом турбинное;
- Усиливает крутящий момент реакторное.
Турбины на 3/4 помещены в масло и защищены специальным корпусом. Рабочий процесс гидромеханического привода основывается на том, что вращающий момент направляется от двигателя к насосному колесу, к турбинному колесу подается поток масла. Оно раскручивает колесо, и усилие предается на вал коробки скоростей. Весь процесс циркуляции масла проходит по особой траектории: с внешней стороны насосного кольца направляется на турбинное, а далее назад через центр механизма идет к насосному.
Гидротрансформатор автоматически меняет крутящий момент по мере нагрузки, далее он передается к механической коробке, и передачи переключаются фрикционными устройствами. Гидравлический привод определяет достаточное передаточное число, изменяя напор жидкости для ее циркулирования между напорным диском и турбинным. Свою работу гидротрансформатор выполняет непосредственно с планетарной коробкой.
Планетарная коробка
В гидромеханической АКПП чаще применяется планетарный механизм. При его простейшем устройстве крутящий момент подается к солнечной шестерне. С нею постоянно сцеплены свободно вращающиеся шестерни-сателлиты. На них предусмотрено водило, связанное с валом.
Если коронная шестерня находится в заторможенном положении, то крутящий момент через водило направляется на ведомый вал. Если шестерня расторможена, тогда сателлиты подают на нее крутящий момент. Ведомый вал при этом неподвижен.
Достоинства и недостатки автоматической коробки
Плюсы АКПП:
- Отсутствие переключения передач вручную;
- Осуществление равномерной подачи мощности.
Автомобили автоматическим переключением скоростей отличаются особой плавностью хода. Когда водителю нет необходимости переключаться вручную, то облегчается процесс вождения транспортного средства.
Недостатками считается более сложная конструкция трансмиссий и их большая масса. К недостаткам относится более низкий КПД, снижающий топливную экономичность автомашины.
Это простейший вариант гидромеханической трансмиссии, а сегодня на легковые автомобили устанавливаются более совершенные модели.