Особенности устройства гидромеханической АКПП | AUTO-GL.ru
Перед водителями, определившимися в нежелании отвлекаться на рычаг КПП во время движения автомобиля, предстает дилемма, какой вид коробки передач выбрать. Несмотря на схожесть в управлении автомобилем с гидромеханической АКПП и вариатором, эксплуатация каждого транспортного средства имеет свои особенности. Определить какой тип коробки передач лучше, невозможно, иначе конкурентная борьба полностью вытеснила бы проигравший агрегат с рынка. При этом подобрать лучший вариант трансмиссии под запросы конкретного водителя возможно, так как у каждого из механизмов есть свои достоинства и недостатки.
При классической конструкции автоматической коробки передач в ее устройство входят:
- гидротрансформатор;
- планетарный механизм.
Гидромеханическая автоматическая коробка передач
В АКПП имеется фиксированное количество передач, определяемое находящимися внутри парами шестерен. Во время ускорения и замедления машины происходит смена передаточного числа с небольшим кик-дауном. Это приводит к небольшим паузам и толчкам, особо ощутимым на старых КПП.
Крутящий момент от двигателя на коробку подается через трансмиссионное масло между насосным колесом и турбиной, поэтому в конструкции отсутствует жесткая связь между силовой установкой и АКПП. Данное техническое решение обеспечивает плавность начала движения на автомобиле, но КПД трансмиссии снижается, что вызывает повышенный расход топлива.
Переключение передач происходит под воздействием возрастающего давления масла. В конструкции присутствуют фрикционные муфты. обеспечивающие работу на требуемой скорости. Весь процесс контролирует электронный блок управления, получающий информацию с датчиков.
Содержание статьи
Тонкости устройства вариатора
Конструкция вариатора позволяет беспрерывно передавать крутящий момент двигателя через трансмиссию. Наибольшую популярность получили следующие виды CVT:
- клиноременной, выбившийся в лидеры на фоне других систем;
- тороидальный;
- цепной.
В клиноременном вариаторе используются два раздвижных шкива и ремень, изготовленный по специальной многослойной технологии. Во время разгона и замедления шкивы сжимаются либо разжимаются, бесступенчато меняя передаточное соотношение.
Клиноременной вариатор
В менее распространенной цепной технологии крутящий момент передается скошенными торцами осей звеньев цепи. Тянущее усилие обеспечивается самой цепью. Конструкция не способна передать большое усилие, а также создает много шума.
Тороидальный вариатор не имеет шкивов и клиновидного ремня. В нем используются конусовидные диски и ролики. Из всех видов вариаторов данный механизм способен передавать самое большое усилие, при условии использования высокопрочной стали. Дорогостоящие материалы, используемые при производстве тороидальных CVT, сказываются на цене готового изделия.
Тороидальный механизм бесступенчатой коробки
Поломки автомата
Большинство поломок как на классической АКПП, так и на вариаторе, случаются из-за несвоевременного технического обслуживания либо неправильной эксплуатации автомобиля. При этом у автомата выделяют характерные слабые места:
- загрязнение гидроблока в результате низкого качества трансмиссионной жидкости;
- снижение давления масла из-за неисправности масляного насоса;
- прокручивание фрикционов на дисках;
- рывки автомобиля при смене передаточного числа;
- износ планетарных шестерен;
- нарушения в работе датчиков;
- износ фрикционных накладок.
Существуют еще поломки. характерные для конкретных моделей авто. Обычно они возникают в связи с инженерными просчетами при проектировании машины. Наиболее остро эта проблема стоит у отечественных железных коней.
Наиболее часто встречаемые неисправности CVT
Вариатор более требователен к маслу, которое следует менять точно в срок и только на то, которое рекомендовано автопроизводителем. Самостоятельный выбор смазки может быстро вывести агрегат из строя. Наиболее часто встречаемыми поломками являются:
- износ масляного насоса;
- пробуксовывание ремня;
- чрезмерный износ поверхностей;
- разрыв ремня, который вызывает масштабные повреждения узла;
- задиры валов.
Поврежденный вариатор
Выбирая, что лучше вариатор или автоматическая коробка передач ,с точки зрения наиболее часто встречаемых поломок, выбор стоит сделать в сторону классической АКПП. Вызвано это меньшим количеством неисправностей, способных вызвать полное обездвиживание машины. Также немаловажным нюансом является малое количество специалистов, способных качественно выполнить ремонт вариатора.
Ресурс узлов АКПП и срок службы элементов бесступенчатой коробки передач
Одним из ключевых факторов, чем отличается вариатор от АКПП, является длительность эксплуатации до капитального ремонта. Безусловным лидером здесь является автоматическая коробка передач. При своевременной замене масла она прослужит 300-400 тысяч км пробега. CVT потребует замены ремня при подходе одометра к 100 тысячам. После замены вариатор проработает до 120-150 тыс. км. При этом в процессе эксплуатации, бесступенчатая коробка требует более качественное и дорогое масло.
При отсутствии своевременной замены ремня может произойти его разрыв. Данная неприятность происходит при движении и вызывает сильное повреждение агрегата. Капитальный ремонт или замена узла в таком случае неизбежны, поэтому определится, что надежнее вариатор или автомат, не так уж сложно.
Достоинства автоматической коробки передач
Гидромеханическая автоматическая коробка передач имеет ряд существенных преимуществ над вариатором:
- АКПП надёжнее, независимо от режима эксплуатации авто;
- стоимость ремонта ниже;
- легче найти профессионала, способного выполнить качественный ремонт АКПП;
- простое управление транспортным средством, особенно для водителей, пересевших с механической коробки передач.
Современные АКПП позволяют продлить ресурс двигателя, оптимально выбирая передаточное число в зависимости от дорожных условий. Отсутствие жесткой связки мотора с трансмиссией исключает ударные нагрузки. Также исключаются ошибки новичков с неправильным выбором передачи.
Плюсы бесступенчатой коробки
Преимущества, которыми отличается вариатор от автоматической коробки:
- лучшие динамические характеристики, так как отсутствует прерывание подачи крутящего момента, необходимое в АКПП для смены передаточного числа;
- значительно меньший расход топлива;
- хорошая плавность хода, так как нет рывков, присутствующих в автоматах;
- до 10% выше КПД.
Во время движения на автомобиле с вариатором можно заметить однотонность работы двигателя. Связанно это с тем, что электроника поддерживает оптимальные обороты, соответствующие необходимому крутящему моменту, а изменение скорости происходит только с помощью CVT. Данное свойство позволяет максимально продлить срок службы силовой установки.
Недостатки автомата
Разница между АКПП и вариатором позволяет выделить следующие минусы классического автомата:
- плохая динамика разгона;
- высокий расход топлива, так как много энергии теряется в передаче усилия через трансмиссионную жидкость;
- в движении заметны толчки, при этом чем изношенней коробка, тем сильнее рывки.
При выборе автомат или вариатор следует учитывать, что АКПП требует заливать объем масла, значительно больший чем CVT. Заменять трансмиссионную жидкость необходимо регулярно, что вносит определенные финансовые расходы на содержание автомата. При подгорании фрикционов весь объем трансмиссионки также подлежит замене.
Минусы вариатора
Перечень того, чем отличается вариатор от АКПП в худшую строну:
- очень часто качественный ремонт могут выполнить только официальные дилеры, что повышает стоимость, а также усложняет проведение технического обслуживания в случае провинциального города;
- замена ремня имеет высокую стоимость;
- электроника сложней в отличие от автоматической коробки передач, поэтому не так много специалистов берутся за ее ремонт и перепрошивку.
Во время эксплуатации разрешено заливать масло, только предназначенное для конкретной модели автомобиля. Достать его в небольших городах является проблемой. Заливание схожего по свойствам масла может вызвать усиленный износ и серьезные неисправности.
Сравнение экономической составляющей эксплуатации
Трансмиссионную жидкость в CVT приходится менять чаще и ее стоимость выше. При этом АКПП требует почти в 2 раза большее количество масла во время каждой замены, поэтому по данному критерию коробки практически не отличаются.
Экономный расход топлива вне конкуренции у вариатора. Несмотря на все попытки автопроизводителей снабдить АКПП экономным режимом, низкий КПД автомата не позволяет приблизится к показателям бесступенчатых коробок. Главное отличие вариатора в виде достаточно жесткой передачи усилия от двигателя в трансмиссию позволяет хорошо экономить на заправке топливом.
Ремонт АКПП значительно дешевле CVT. Вариатор проигрывает и в пробеге до ремонта, и в чувствительности к правильной эксплуатации. Малое количество высококачественных специалистов в области бесступенчатых коробок передач также является фактором высокой стоимости ремонта.
Для того, чтобы определиться, какая трансмиссия больше подходит конкретному автовладельцу, необходимо знать его главные требования, предъявляемые к автомобилю. Так, например, желание мало платить за топливо способна удовлетворить бесступенчатая коробка передач. При этом покупать железного коня с CVT в маленьком городе без развитой сети сервисных центров стоит, только заранее определившись с местом проведения технического обслуживания.
Преимущества автомобилей с гидромеханическими коробками передачами
Условия работы водителя автомобиля все время усложняются из-за увеличения количества автомобилей и из-за роста грузовых и пассажирских потоков. Возникла необходимость облегчения работы водителя и повышения ее эффективности при одновременном повышении безопасности движения. Мощным средством решения этих сложных задач стала автоматизация управления автомобилем путем применения автоматических трансмиссий.
Самым распространенным видом автомобильной автоматической трансмиссии стала гидромеханическая передача. Из-за широкого распространения именно ее за рубежом называют «автоматическая трансмиссия».
Гидромеханическая передача содержит гидродинамический трансформатор, механические передачи и систему управления автоматическим переключением передач. При механической трансмиссии поток мощности от двигателя к колесам автомобиля идет через шестерни, т.е. через жесткую механическую связь. При гидромеханической же передаче этот поток мощности идет еще и через гидродинамический трансформатор, рабочие колеса которого связаны друг с другом через жидкость. Благодаря этому уменьшаются динамические нагрузки, вызываеые как крутильными колебаниями, идущими от двигателя, так и неравномерностью хода зубчатых передач. Смягчаются также динамические эффекты от неровностей дорожного покрытия.
Гидродинамический трансформатор благодаря особенностям своей характеристики изменяет (трансформирует) крутящий момент двигателя. Поэтому число передач в механической части гидромеханической передачи делается меньше числа передач в механических коробках передач — 5-6 передач вместо 13-16 в большегрузных автопоездах и на одну-две передачи меньше в легковых автомобилях.
Переключение передач в гидромеханических передачах осуществляется без разрыва потока мощности, обороты двигателя при этом изменяются плавно.
Перечисленные свойства гидромеханических передач придают автомобилям ряд ценных преимуществ.
Ниже кратко сообщается о 10 преимуществах автомобилей с гидромеханической передачей и обсуждаются 2 особенности: возможность увеличенных расходов топлива и большая стоимость гидромеханических передач по сравнению с механическими передачами. Эти особенности часто считаются недостатками гидромеханической передачи, но при внимательном рассмотрении таковыми не оказываются.
1. ЭКОЛОГИЯ
Когда автомобиль с механической передачей разгоняется для дальнейшего движения, то водитель последовательно использует все или почти все передачи коробки передач. Работа на каждой передаче сопровождается изменением частоты вращения вала двигателя от малой до максимальной при полной, как правило, подаче топлива. После достижения максимального значения частота вращения вала двигателя резко уменьшается для повторения такого же цикла на следующей передаче.
При таком режиме работы двигателя в атмосферу выбрасывается много токсичных веществ.
При использовании гидромеханической передачи экологические показатели улучшаются за счет сокращения числа переключений передач (меньшее количество передач) и за счет плавного изменения частоты вращения вала двигателя при этих переключениях. В литературе упоминались случаи, когда автомобили с механическими передачами не удавалось продать из-за несоответствия экологическим требованиям, и удавалось продать после достижения соответствия этим требованиям за счет установки на автомобили гидромеханических передач.
2. ОБЛЕГЧЕНИЕ УПРАВЛЕНИЯ АВТОМОБИЛЕМ
Для движения автомобиля с механической передачей постоянно используются 4 органа управления: педаль подачи топлива, педаль тормоза, педаль сцепления, рычаг переключения передач.
Для движения автомобиля с гидромеханической передачей постоянно используются 2 органа управления: педаль подачи топлива и педаль тормоза. Из-за автоматического переключения передач отпадает надобность в педали сцепления и в рычаге переключения передач. В гидромеханической передаче, правда, имеется еще один орган управления — механизм переключения передач, но, в отличие от механизма переключения механической коробки передач, он не используется при каждом переключении передач. Скорее его можно назвать избирателем режимов. В числе режимов: стоянка; нейтраль; задний ход; несколько режимов движения, в каждом из которых может использоваться определенная комбинация передач или быть постоянно включена одна передача. Режимы движения меняются редко.
3. БЕЗОПАСНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ
Сокращение органов управления позволяет водителю при усложнении дорожной обстановки не отвлекаться на манипуляции органами управления, а уделить все внимание ситуации на дороге. Быстроте реакции водителя в сложной обстановке способствует и то, что при применении гидромеханической передачи органов оперативного управления всего два и для каждого можно использовать «свою ногу», которую не нужно куда-то переносить или на что-то переключать.
4. КОМФОРТАБЕЛЬНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ
Переключения передач в гидромеханической передаче происходят без разрыва потока мощности. Благодаря этому пассажиры и водитель не испытывают толчков и рывков, которыми неизбежно сопровождается переключение передач в механической коробке передач и которые зависят от квалификации водителя. При автоматическом переключении передач такой зависимости нет, движение происходит как бы при бесступенчатой трансмиссии и становится более комфортабельным.
5. ДВИЖЕНИЕ С МАЛЫМИ СКОРОСТЯМИ
В ряде случаев важна способность автомобиля двигаться с малыми скоростями — например, при «пробках» на дорогах. Благодаря гидродинамическому гидротрансформатору отсутствует жесткая связь двигателя с колесами автомобиля. Это позволяет давать любые обороты валу двигателя даже при стоящем на передаче неподвижном автомобиле. Давая двигателю малые обороты, можно обеспечить движение автомобиля со сколь угодно малой скоростью, не опасаясь заглохания двигателя.
6. ПРОХОДОМОСТЬ АВТОМОБИЛЯ
Гидромеханическая передача позволяет гибко регулировать скорость авто
Как работает гидромеханическая коробка передач
История создания гидромеханической коробки передач может быть использована для иллюстрации титанических усилий автопроизводителей, постаравшихся сделать комфорт автомобиля, оснащенного автоматической КПП, одним из основных преимуществ.
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 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.
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.
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.
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».
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.
Содержание статьи
Устройство гидромеханической автоматической коробки передач
Принцип работы гидромеханической коробки передач основан на способности гидротрансформатора выступать в качестве немеханического преобразователя-регулятора крутящего момента двигателя.
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.
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.
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.
Гидродинамические и гидромеханические трансмиссии.
Бесступенчатые трансмиссии
Гидродинамические и гидромеханические трансмиссии
В гидродинамической трансмиссии преобразование и передача мощности происходят за счет динамического (скоростного) напора жидкости. Устройством, которое позволяет осуществлять такое преобразование является гидротрансформатор.
Следует отличать гидротрансформатор от гидромуфты – гидротрансформатор способен не только передавать крутящий момент, но и изменять его величину, а гидромуфта лишь передает крутящий момент от ведущего (насосного) колеса ведомому (турбинному) колесу посредством потока жидкости.
Конструктивное отличие гидротрансформатора от гидромуфты заключается в наличии у гидротрансформатора реактора – неподвижного колеса с лопатками, способного изменять направление потока жидкости, передающего крутящий момент от насосного колеса к турбинному.
Гидротрансформатор (рис. 1) состоит из трех колес с радиально расположенными криволинейными лопастями: насосного колеса 4, которое через корпус 2 связано с коленчатым валом 1 двигателя, турбинного колеса 3, соединенного с выходным валом 7, и реактивного колеса 5, установленного на неподвижном пустотелом валу 6. Корпус гидротрансформатора заполнен маловязким маслом.
При вращении коленчатого вала масло, заполнившее промежутки между лопастями насосного колеса, под действием центробежных сил перетекает от внутренних краев лопастей к внешним, и совершая сложное движение, перемещается к турбинному колесу, воздействуя на его лопасти.
Ударяясь о лопасти турбинного колеса, масло отдает часть накопленной кинетической энергии, и поэтому турбинное колесо начинает вращаться в том же направлении, что и насосное.
От турбинного колеса масло поступает к лопастям реакторного колеса, изменяющим направление струй масла, а затем к внутренним краям лопастей насосного колеса.
Таким образом, часть масла циркулирует по замкнутому контуру: насосное колесо – турбинное колесо – реакторное колесо и опять – насосное колесо. При этом угловая скорость турбинного колеса оказывается меньше угловой скорости насосного колеса, поскольку имеет место «проскальзывание» ведущего колеса относительно ведомого, которое тем больше, чем выше нагрузка на выходном валу.
«Проскальзывание» колес гидротрансформатора обусловлено потерями кинетической энергии на трение между слоями масла и при перемещении масла по сложной траектории между колесами.
«Отставание» турбинного колеса от насосного приводит к тому, что поток жидкости начинает отклоняться от круговой траектории после удара о лопатки неподвижного реакторного колеса. При этом направление движения потока масла изменяется, и лопасти турбинного колеса принимают поток жидкости под более крутым углом, т. е. плечо вращающей силы возрастает, следовательно, возрастает и передаваемый гидротрансформатором крутящий момент.
Как только частота вращения насосного и турбинного колес выравниваются, поток жидкости начинает циркулировать по спиральной траектории, и крутящий момент, передаваемый от ведущего колеса к ведомому тоже выравнивается.
Затем опять появляется эффект «проскальзывания» колес и трансформатор начинает работать в режиме увеличения передаваемого крутящего момента.
Очевидно, что увеличение передаточного числа гидротрансформатора напрямую зависит от того, насколько ведомое (насосное) колесо отстает от ведущего (турбинного), т. е. от значения приложенной к выходному валу нагрузки. Таким образом, гидротрансформатор обладает свойством бесступенчатого и автоматического регулирования крутящего момента на выходном валу в зависимости от приложенной к нему нагрузки. При этом двигатель продолжает работать в заданном режиме, или незначительно от него отклоняясь.
Степень увеличения крутящего момента в гидротрансформаторе называется коэффициентом трансформации, а соотношение угловых скоростей валов насосного и турбинного колес называется передаточным отношением гидротрансформатора.
Между двигателем и трансмиссией в такой передаче нет жесткой связи, а лишь гидравлическая связь, поэтому гидротрансформатор сглаживает возникающие динамические нагрузки, благодаря чему значительно повышаются показатели надежности и долговечности деталей и узлов трансмиссии, двигателя и автомобиля в целом.
Однако у гидротрансформаторов относительно низкий максимальный КПД (0,85..0,9) и незначительный коэффициент трансформации (2…4). Поэтому в некоторых конструкциях с целью резкого повышения КПД предусматривается блокировка гидротрансформатора, при которой насосное и турбинное колесо жестко соединяются друг с другом во время работы.
Кроме того при отклонении нагрузки от номинальной значение КПД гидротрансформатора резко снижается.
Чтобы компенсировать эти недостатки и во время работы использовать зону наибольшего значения КПД, а также повысить передаваемый момент, гидротрансформатор комбинируют с элементами механической трансмиссии – сцеплением и ступенчатой коробкой передач или только с многоступенчатой коробкой.
Дальнейшая передача крутящего момента на ведущие колеса автомобиля осуществляется посредством карданной передачи и ведущими мостами. Такая комбинированная трансмиссия называется гидромеханической.
Автомобили с гидромеханической трансмиссией имеют значительно лучшую проходимость за счет плавного изменения силы тяги ан колесах при движении и, особенно, при трогании с места. Существенным преимуществом автомобилей с гидромеханической трансмиссией является возможность движения с очень малыми скоростями и даже полной остановки машины с работающим двигателем и включенной передачей.
Гидромеханическую трансмиссию применяют в машинах, работающих при значительных и частых изменениях нагрузки, например, городских автобусах. Но сложность конструкции, значительные масса и габариты, а также стоимость таких передач ограничивают применение гидромеханических трансмиссий в конструкциях автомобилей.
***
Вариаторные и гибридные трансмиссии
Гидромеханическая коробка передач — Энциклопедия по машиностроению XXL
Характерными неисправностями гидромеханической коробки передач (ГМП) являются невключение какой-либо передачи при движении автомобиля из-за выхода из строя электромагнитов, заклинивания главного золотника, отказа в работе гидравлических клапанов, разрегулировки системы автоматического управления переключения передач рывки при переключении передач как следствие разрегулировки переключателя золотников периферийных клапанов или ослабления крепления центробежного регулятора и тормоза [c.174]У автомобилей ГАЗ-13 Чайка , ЗИЛ-1 II и некоторых большегрузных автомобилей МАЗ гидромеханическая передача состоит из гидротрансформатора и планетарной коробки передач. Для автобусов ЛАЗ, ЛиАЗ, КАвЗ и автомобилей БелАЗ-540 и др. разработана автоматическая гидромеханическая коробка передач, имеющая гидротрансформатор и ступенчатую коробку передач. Коробка передач обеспечивает три передачи вперед [c.213]
Бесступенчатые коробки передач позволяют получить в некотором ограниченном диапазоне любое передаточное число. Бесступенчатые коробки передач могут быть механическими (импульсными, фрикционными и т. п.), гидравлическими (гидродинамическими, гидрообъемными), электрическими, комбинированными. Наиболее распространены комбинированные гидромеханические коробки передач, состоящие из гидродинамической бесступенчатой передачи (гидротрансформатора) и последовательно присоединенной к ней механической ступенчатой коробки передач. [c.147]
Гидротрансформатор не обеспечивает требуемого диапазона передаточных чисел при высоком к. п. д., отключения ведущего вала от ведомого и движения автомобиля задним ходом. Поэтому на автомобилях применяют гидротрансформаторы в сочетании с механическими ступенчатыми коробками передач, т. е. комбинированные гидромеханические коробки передач. [c.149]
Гидромеханическая коробка передач состоит из гидротрансформатора, механической ступенчатой коробки передач с механизмами переключения и системы управления. Механические ступенчатые коробки передач выполняют планетарными или с неподвижными осями шестерен, а системы управления чаще всего гидравлическими или гидроэлектрическими. [c.149]
На рис. 93 приведена схема двухступенчатой гидромеханической коробки передач. В нее входят комплексный гидротрансформатор [c.149]
| Рис. 101. Гидромеханическая коробка передач автомобиля ЗИЛ-114 |  |
| Рис. 102. Гидромеханическая коробка передач автомобиля БелАЗ-540 |  |
Трехступенчатая гидромеханическая коробка передач автомобиля-самосвала состоит из комплексного гидротрансформатора 2 (рис. 102), механической ступенчатой коробки передач и гидроэлектрической системы управления. Переключение передач неавтоматическое. Механическая коробка передач имеет ведущий 3 и ведомый 10 валы, три пары шестерен переднего хода и три шестерни заднего хода, а также четыре фрикциона. Каждая передача включается одним фрикционом первая передача — фрикционом 4, вторая — 5, третья (повышающая) — 9, передача заднего хода — 8. На ведущем валу установлен гидродинамический тормоз-замедлитель (см. гл. VII). [c.161]
Гидравлический тормоз-замедлитель автомобиля БелАЗ-540 объединен с гидромеханической коробкой передач (см. рис. 102). Корпус 6 тормоза крепится на картере коробки передач. В корпусе на конце ведущего вала 3 коробки передач установлен ротор 7 с двусторон-Такие же лопатки выполнены [c.258]
Все более широкое распространение на автомобилях получают гидромеханические коробки передач, в которые входят гидротрансформатор и механическая коробка передач. Гидротрансформатор устанавливают вместо сцепления [c.108]
Планетарные (с подвижными осями некоторых зубчатых колес) механизмы применяют часто в гидромеханических коробках передач. Зубчатое колесо, называемое солнечным (рис. 94, а), трехвального планетарного механизма, состоящего из цилиндрических зубчатых колес, установлено на валу 1. С ним входят в зацепление несколько зубчатых колес 5, называемых сателлитами, оси которых соединены водилом 4, установленным на валу 2. Сателлиты входят также в зацепление с зубчатым колесом 6, имеющим внутренние зубья и называемым коронным. Оно закреплено на валу 2. [c.122]
На рис. 97, й приведена схема двухступенчатой гидромеханической коробки передач. В нее входят комплексный гидротрансформатор 21, система управления (на рис. 97, а не показана) и механическая ступенчатая коробка передач, к которой относятся ведущий 22, ведомый 9, промежуточный 16 валы с зубчатыми колесами, многодисковые фрикционные сцепления 2, 3, 20 (фрикционы), зубчатые венцы 4 и 6, а. также зубчатая муфта 5, перемещаемая через поводок пружиной 7 или сжатым воздухом, впускаемым в цилиндр 8. Кроме того, на схеме показаны передний 19 и задний 18 шестеренные насосы, а также центробежный регулятор 12. [c.126]
Гидроэлектрическая система управления двухступенчатой гидромеханической коробкой передач (рис. 98) состоит из большого переднего 16 и малого заднего 79 шестеренных насосов редукционного клапана 18 главного клапана 9 с микропереключателем 8 клапана блокировки 27 периферийных клапанов 5, управляемых соленоидами 5 и 4 центробежного (скоростного) регулятора [c.127]
Гидромеханическая коробка передач автобуса ЛиАЗ-677 [c.142]
Гидромеханическая коробка передач ЗИЛ-114 [c.143]
В последние годы вместо двухступенчатой гидромеханической коробки передач применяется более совершенная трехступенчатая, имеющая также два одинаковых планетарных механизма. [c.147]
Гидравлический тормоз-замедлите ль автомобиля БелАЗ-540 объединен с гидромеханической коробкой передач (см. рис. 108). Корпус 6 тормоза крепится на картере коробки передач. В корпусе на конце ведущего вала 3 коробки передач установлен ротор 7 с двусторонними криволинейными лопатками. Такие же лопатки выполнены внутри корпуса и его крышки. [c.232]
Гидромеханическая передача служит дольше механической коробки в 2—3 раза. Наряду с положительными качествами гидромеханическая коробка передач имеет ряд недостатков, а именно сложная конструкция, требующая серьезных знаний по ее эксплуатации и техническому обслуживанию увеличенный вес —170 кг меньший коэффициент полезного действия (при заблокированном гидротрансформаторе равен 93—96%). [c.97]
Гидромеханическая коробка передач автогрейдеров ДЗ-99А и ДЗ-31-2 (рис. 14) выполнена в одном блоке с гидротрансформатором. [c.25]
| Рис. 14. Гидромеханическая коробка передач |  |
Гидромеханическая коробка передач назначение, состав сборочных единиц, принцип действия. [c.208]
Для автомобилей, оборудованных гидромеханическими коробками передач (ГАЗ-13, ГАЗ-14 Чайка , ЗИЛ-111, ЗИЛ-114, ЛиЛЗ-677 и др., кроме БелАЗ и Мо. З), норма расхода специальных. масел 0,3 л на 100 л общего расхода топлива. [c.214]
На погрузчиках ТО-6, ТО-17 и ТО-18 применена унифицированная гидромеханическая коробка передач (ГМП) У35605 [37]. Двухреакторный комплексный гидротрансформатор диаметром 340 мм встроен в корпус коробки передач. Коробка передач — вальная, двухдиапазонная, имеющая четыре передачи вперед и две назад. Переключение с I на И и с П1 на IV передачи и включение заднего хода на I и П1 передачах производятся под нагрузкой. Гидравлическое управление обеспечивает плавное включение фрикционов (/о = 0,5 с). [c.111]
Валопровод прицёп 274 Вакуумная тормозная система 360. 31 Гидромеханическая коробка передач 55 Двукпоточиая гидромеханическая передача 75, 66 , [c.435]
Все более широкое распространение на автомобилях получают гидромеханические коробки передач, в которые входят гидротрансформатор и механическая коробка передач. Гидротрансформатор устанавливают вместо сцепления 2 (рис. 82, а). Крутящий момент от гидротрансформатора передается к механической коробке передач, в которой передачи включаются с помощью фрикционов (автомобили ЗИЛ-Г14, БелАЗ-540, автобусы ЛиАЗ-677 и др.). Такая трансмисеия называется комбинированной (гидромеханической). [c.133]
На рис. 97, б приведена сх ма трехступенчатой гидромеханической коробки передач городского автобуса. Она состоит из комплексного гидротрансформатора 21, системы управления (на рис. 97,6 не показана) и механической ступенчатой коробки передач. В последнюю входят ведущий 22, ведомый 9, промежуточные 16 и 23 валы с зубчатыми колесами и фрикционы 2, 5, 20, 24 и 25. На схеме показаны также передний 19 и задний 18 щест ренные насосы, центробежный регулятор 12 и гидродинамический тормоз- шмедлитель 28. Насосное колесо гидро рансформа- [c.127]
Схема системы управ.1ения гидромеханической коробки передач ЗИЛ-114 [c.144]
Трехступенчатая гидромеханическая коробка передач автомобиля-самосвала состоит из комплексного гидротрансформатора 2 (рис. ПО), механической ступенчатой коробки передач и гидроэлектрической системы управления. Переюпочепие передач неавтоматическое. Механическая коробка передач имеет ведущий 3 и ведомый 10 валы, три пары зубчатых колес переднего хода и три зубчатых колеса заднего хода. [c.147]
| Рис. 15. Гидросистема гидромеханической коробки передач I — коробка передач. 2, 3 — откачивающий и питающий насосы. 4 — канал подвода масла к подпорному клапану, 5 — регулятор давления. 6, 7, 16 — каналы слива в картер коробки, 8 — подпорный клапан, 9 — канал подвода масла к радиатору, 10 — канал перепуска масла в гидротрансформатор, 11, 20 — фильтры, 12 — главная гидролиния, 13 — гидролиния заднего хода, 14 — гидролиния П передачи, 16 — гнд-ролиния I передачи, 17 — гидрораспределитель, 18 — радиатор, 19 — гидробак |  |
Наряду с гидромеханической коробкой передач в конструкции автогрейдеров продолжает применяться механическая коробка передач (рис. 111), которая устанавливается на кронштейны рамы автогрейдера с запресованными в кронштейны амортизаторами. Коробка передач (рис. 111) крепится к раме болтами. Механическая коробка передач имеет шесть скоростей движения вперед и две назад. [c.180]