Гідромеханічна передача - студопедія
Гідромеханічна передача (ГМП) успішно застосовується на автомобілях вже понад півстоліття і дає можливість помітно полегшити керування автомобілем.
Застосування гідромеханічної передачі на автомобілі дозволяє отримати наступні переваги:
1. Забезпечення автоматизації перемикання передач і відсутність необхідності мати пе-даль зчеплення.
2. Підвищення прохідності автомобіля в умовах бездоріжжя за рахунок відсутності розриву потоку потужності при перемиканні передач.
3. Підвищення довговічності двигуна і агрегатів трансмісії за рахунок здатності гідротрансформатора знижувати динамічні навантаження.
У той же час як недолік необхідно відзначити втрату потужності і підвищення витрати палива за рахунок більш низького ККД ГМП в порівнянні з автомобілем, що має механічну коробку передач.
Гідромеханічна передача включає в себе три основні частини:
механічну коробку передач;
На автомобілях ГМП вперше з'явилася в США: в 1940 р коробка Hydramatic була встановлена на автомобілях Oldsmobile. Справедливості заради слід зазначити, що ще з початку 1930-х рр, на англійських автобусах використовувалася гідромеханічна трансмісія Wilson, яка не була автоматичною, але полегшувала роботу водія. В даний час в США ГМП забезпечуються 90% легкових автомобілів, а також всі міські автобуси і значна частина вантажних автомобілів. В Європі масове застосування ГМП почалося тільки на початку сімдесятих років минулого століття, коли ці передачі знайшли застосування в автомобілях Mercedes-Benz, Opel, BMW. В цей же час в Європі будуються спеціалізовані заводи з виробництва ГМП: фірма Borg-Warner будує завод в Англії (м Летіфорд), Ford - в м Бордо (Франція), GM - в Страсбурзі (Франція). В Японії з'являються відразу два спеціалізованих виробництва - Jatco і Aisin-Wamer.
Гідротрансформатор (рис. 3.34; 3.35) був винайдений німецьким професором Феттінгером в 1905 р Перш ніж знайти застосування на автомобілях, гідротрансформатор використовувався на судах і тепловозах.
Найпростіший гідротрансформатор, виконаний у вигляді камери тороидальной форми і включає в себе три лопатевих колеса: насосне, вал якого з'єднаний з колінчастим валом двигуна; турбінне, поєднане з трансмісією, і реактор, встановлений в корпусі гідротрансформатора (рис. 3.36).
Гідротрансформатор заповнюється спе-ціальної рідиною. Кожне колесо має зовнішній і внутрішній торці, між кото-римі розташовуються профільовані ло-пасти, що утворюють канали для протоки рідини. Всі колеса гідротрансформатора максимально наближені один до одного, а витікання рідини перешкоджає спеці-ально ущільнення.
При обертанні колінчастого вала двигуни-ля обертається насосне колесо, яке переміщує рідина, що знаходиться між його лопатями. Рідина не тільки вра-ється щодо осі гідротрансфор-матора, але і за рахунок впливу на неї цін-тробежних сил переміщається уздовж Лопа-стей насосного колеса у напрямку від входу до виходу, що супроводжується збільшен-ням кінетичної енергії потоку. На вихо-де з насосного колеса потік рідини попа-дає на турбінне колесо, надаючи силовий вплив на його лопаті. Потім потік по-падає в реактор, пройшовши який, повер-тається до входу в насосне колесо. Таким об-разом, рідина постійно переміщається по з проточними частинами всіх трьох лопатевих коліс вії. При цьому насос передає енергію двигател
Мал. 3.36. Деталі гідротрансформатора: 1 - насосне колесо; 2 - турбінне колесо; 3 - кришки муфти вільного ходу; 4 - частина корпусу гідротрансформатора; 5 - залишки робочої рідини з продуктами механічного зносу деталей; 6 - колесо реактора; 7 - муфта вільного ходу реактора; 8 - наполеглива шайба турбінного колеса; 9 - завзятий під-шіпнік реактора; 10 - поршень блокування гідротрансформатора
Максимальний коефіцієнт трансформації залежить від конструкції гідротрансформатора і може становити до 2,4 (при нерухомому турбінному колесі). При збільшенні годину-тоти обертання валу двигуна збільшується кутова швидкість насосного та турбінного ко-ліс, а збільшення крутного моменту в гідротрансформаторі плавно зменшується. Коли кутова швидкість турбінного колеса наближається до кутової швидкості насосного, потік жид-кістки, що надходить на лопаті реактора, змінює свій напрямок на протилежне.
Для того щоб реактор на цьому режимі не створював перешкод потоку рідини, його вста-вливають на муфті вільного ходу, і він починає вільно обертатися (гідротрансформа-тор переходить на режим гідромуфти), що дозволяє, в свою чергу, знизити втрати. Такі гідротрансформатори називають комплексними.
ККД гідротрансформатора визначає економічність його роботи. Максимальна зна-ня ККД гідротрансформатора може бути від 0,85 до 0,97, але зазвичай знаходиться в діапазоні від 0,7 до 0,8. У комплексному гідротрансформаторі на режимі гідромуфти можна отримати максимальне значення ККД - 0,97.
Зміна режимів роботи гідротрансформатора відбувається автоматично. Якщо збіль-лічівает навантаження на виході з гідротрансформатора, то відбувається зменшення кутової швидкості турбіни, що призводить до збільшення коефіцієнта трансформації.
На жаль, гідротрансформатор має малий діапазон передавальних чисел, що не забезпе-безпечує руху заднім ходом, що не роз'єднує двигун від трансмісії (необхідна складна система спорожнення проточних частин від робочої рідини). Тому за гідро-трансформатором встановлюють спеціальну коробку передач, яка компенсує зазначені недоліки. Така гідромеханіеская передача є безступінчатим дозволяє отримати будь-передавальне число в заданому діапазоні.
В гідромеханічних передачах в основному застосовуються механічні планетарні коробки передач, які легко піддаються автоматизації, але іноді використовують і звичайні ступінчасті коробки передач з автоматичним управлінням.
Проста планетарна передача складається з центральної, «сонячної», шестерні і на-ружной шестерні в вигляді кільця, з внутрішнім зубами; ці дві шестерні пов'язані між собою за допомогою декількох (зазвичай трьох) шестерень-сателітів, змонтованих на загальній рамі, яка називаючи-йся водилом.
Для того щоб планетарна передача ставила крутний момент, потрібно забезпечити обертання одного з її елементів ( «сонячної», коронної шестерні або водила),) один з елементів загальмувати. В цьому випадку третій елемент буде обертатися з кутовою швидкістю, яка визначається числом зубів шестерень, що входять в планетарну передачу. Якщо одночасно загальмувати два елементи, планетарна передача буде працювати, як пряма з передавальним числом рівним одиниці. Планетарна передача дозволяє легко реверсировать обертання для отримання заднього ходу автомобіля. У той же час такі передачі досить омпактни, забезпечують можливість отримання великих передавальних чисел і легко з'єднуються послідовно для отримання великої кількості ступенів. Перемикає між двома контрольними передач досить просто затормажі-вать вали окремих елементів планетарії-ної коробки передач. Раніше в якості гальмівних пристроїв часто використовували стрічкові гальма, а останнім часом вони практично витіснені Багатодискова-ми «мокрими» зчепленнями - фрикциона-ми. Існують і більш складні варіанти планетарних передач.
