Приветствую Вас Гость | RSS

Среда, 22.11.2017, 17:51

Меню сайта
Форма входа
Поиск
Друзья сайта
  • Официальный блог
  • Сообщество uCoz
  • FAQ по системе
  • Инструкции для uCoz
  • free counters
    Free counters

    Трансмиссия


    Автоматические трансмиссии


    Переключение передач на первых автомобилях было довольно трудным делом и требовало определенного навыка. Поэтому уже тогда появлялись конструкции автоматических трансмиссий. Некоторые изобретатели пытались автоматизировать механические коробки передач, создавая хитроумные устройства, копирующие действия водителя при переключении передач, другие создавали бесступенчатые трансмиссии, используя различные устройства (в основном фрикционные), которые могут плавно изменять крутящий момент.
    Все такие конструкции, как правило, были сложными, ненадежными и малоэффективными, потому, что в те времена не существовало соответствующих технологий и надежных систем управления. По мере развития конструкций механических коробок передач, сцеплений, появления синхронизаторов, процесс управления механической коробкой упростился и теперь для переключения передач не требуется большого опыта. В то же время, рост интенсивности движения, особенно на улицах больших городов, приводит к тому, что многие водители предпочитают автоматические трансмиссии, избавляющие их от постоянного управления сцеплением и коробкой передач.
    Автоматические трансмиссии, позволяющие водителю управлять режимом движения с помощью только двух педалей: «газа» и тормоза, могут иметь коробку передач или не иметь ее. Ко второму типу относятся гидрообъемные и электрические трансмиссии, которые позволяют в определенном диапазоне получить любое передаточное число.
    В гидрообъемной трансмиссии гидравлический насос, приводимый в действие от двигателя внутреннего сгорания, соединяется трубопроводами с гидродвигателями, которые приводят в действие ведущие колеса автомобиля. Гидростатический напор жидкости, создаваемый насосом, преобразуется в крутящий момент на валах гидродвигателей. Гидрообъемные трансмиссии не получили широкого распространения на автомобилях из-за низкого КПД и высокой стоимости, но довольно часто используются в дорожно-строительных машинах.

    Трансмиссия 33.jpg

    В электрических трансмиссиях ведущие колеса автомобиля приводятся в действие электродвигателями, к которым от генератора подается электрический ток. Электродвигатель с редуктором может располагаться непосредственно внутри колеса. Такая конструкция носит название мотор-колеса.
    Электрические трансмиссии в ближайшем будущем получат широкое распространение при переходе к альтернативным источникам энергии.В автоматических трансмиссиях с коробками передач используются ступенчатые (автоматизированные), бесступенчатые (вариаторы) и комбинированные (гидромеханические) коробки передач:

    - Гидромеханическая передача

    Гидромеханическая передача (ГМП) успешно применяется на автомобилях уже более полувека и дает возможность заметно облегчить управление автомобилем.
    Применение гидромеханической передачи на автомобиле позволяет получить следующие преимущества:
    1. Обеспечение автоматизации переключения передач и отсутствие необходимости иметь педаль сцепления.
    2. Повышение проходимости автомобиля в условиях бездорожья за счет отсутствия разрыва потока мощности при переключении передач.
    3. Повышение долговечности двигателя и агрегатов трансмиссии за счет способности гидротрансформатора снижать динамические нагрузки.
    В то же время как недостаток необходимо отметить потерю мощности и повышение расхода топлива за счет более низкого КПД ГМП по сравнению с автомобилем, имеющим механическую коробку передач.
    Гидромеханическая передача включает в себя три основные части:
    — Гидротрансформатор;
    — механическую коробку передач;
    — систему управления.
    На автомобилях ГМП впервые появилась в США: в 1940 г. коробка Hydramatic была установлена на автомобилях Oldsmobile. Еще с начала 1930-х гг. на английских автобусах использовалась гидромеханическая трансмиссия Wilson, которая не была автоматической, но облегчала работу водителя. В настоящее время в США ГМП снабжаются 90% легковых автомобилей, а также все городские автобусы и значительная часть грузовых автомобилей. В Европе массовое применение ГМП началось только в начале семидесятых годов прошлого века, когда эти передачи нашли применение в автомобилях Mercedes-Benz, Opel, BMW. В это же время в Европе строятся специализированные заводы по производству ГМП: фирма Borg-Warner строит завод в Англии (г. Летифорд), Ford — в г. Бордо (Франция), GM — в Страсбурге (Франция). В Японии появляются сразу два специализированных производства — Jatco и Aisin-Warner.

    Гидротрансформатор был изобретен немецким профессором Феттингером в 1905 г. Простейший гидротрансформатор, выполнен в виде камеры тороидальной формы и включает в себя три лопастных колеса: насосное, вал которого соединен с коленчатым валом двигателя; турбинное, соединенное с трансмиссией, и реактор, установленный в корпусе гидротрансформатора.

    Система автоматического управления АКП. Конец 80-х гг. ознаменовался повсеместным внедрением электроники. Она позволяет гораздо точнее выдерживать заданные моменты переключения (с точностью до 1% вместо прежних 6–8%). Электронное управление предоставило неограниченные возможности для самодиагностики, что позволило корректировать процессы управления в зависимости от многих параметров (от температуры и вязкости жидкости до степени износа фрикционных элементов).


    Коробки передач с вариаторами

         Коробки передач с вариаторами являются бесступенчатыми и дают возможность получить в заданном ограниченном диапазоне любое передаточное число. Во многих странах такие коробки передач обозначают буквами CVT (Continuously Variable Transmission) — постоянно изменяющаяся трансмиссия. История использования вариаторов различных типов в трансмиссиях легковых автомобилей насчитывает почти сто лет. В настоящее время в автоматических коробках передач применяют клиноременные и тороидные вариаторы.


    Автоматизированные коробки передач

    Автоматизированные коробки передач также называют "роботизированными коробками" или "роботами" Интерес к автоматическому управлению механическими коробками передач с использованием электронного контроля неуклонно возрастает. То, чего изобретатели не могли осуществить в прошлом, используя хитроумные механические устройства, стало возможным после появления надежных компьютеров и новых технологий.

    Трансмиссия 49.jpg

    Секвентальная, автоматизированная коробка передач SMG (Sequential M Gearbox)

    Впервые такой агрегат — SMG (Sequential M Gearbox) — был предложен компанией BMW. Эта коробка передач предлагается как дополнительное оборудование для автомобиля BMW М3, имеет шесть передач для движения вперед и может работать в двух независимых, управляемых сервомеханизмами режимах.
    В первом, так называемом экономичном режиме, коробка передач работает полностью автоматически, как и любая другая автоматическая коробка. Этот режим включается автоматически каждый раз когда включается зажигание. Второй, спортивный режим, который выбирает сам водитель, дает возможность переключать передачи вверх-вниз, как это делает система Tiptronic. Для переключения передач используются гидравлические исполнительные механизмы. Инженерам BMW удалось добиться рекордного времени переключения передач — при разгоне автомобиля время переключения не превышает 0,08 с. Электронный блок управления коробки передач контролирует не только исполнительные устройства, но и управляет работой двигателя, обеспечивая перерегулирование при переключении на низшие передачи. При снижении скорости до 15 км/ч автоматически включается вторая передача, а при полной остановке первая.

    Трансмиссия 50.jpg

    Автоматизированная коробка передач Easytronic сконструирована специально под управление электроникой:
    1 — шаговые двигатели;
    2 — автоматическое сцепление;
    3 — механизм переключения передач;
    4 — блок управления сцеплением

    В коробке передач Easytronic, разработанной совместно компаниями Valeo и Luk и предназначенной для установки на небольшие автомобили для европейского рынка, в качестве исполнительных устройств используются три шаговых электродвигателя. Коробка передач получилась легкой и компактной, но переключение передач осуществляется медленнее, чем в коробках передач с гидравлическим управлением.

    Трансмиссия 51.jpg

    Автоматизированная коробка передач Eurotronic

    Управление трансмиссией грузовых автомобилей, в особенности коробками передач магистральных тягачей с большим числом передач, всегда требовало большого умения от водителя. Неслучайно, что автоматизация коснулась и таких коробок. Большинство производителей грузовых автомобилей предлагают в качестве вариантов автоматические и полуавтоматические коробки передач.


    Автоматические коробки передач с двойным сцеплением

    Трансмиссия 52.jpg

    Коробка передач с двумя сцеплениями:
    1 — ведущий вал I;
    2 — двигатель;
    3 — ведущий вал II;
    4 — сцепление II;
    5 — сцепление I;
    6 — выход на главную передачу;
    7 — задний ход;
    8 — VI передача;
    9 — V передача;
    10 — I передача (активна);
    11 — III передача;
    12 — IV передача;
    13 — II передача (выбрана);
    14 — выход на главную передачу;
    15 — главная передача

    В 2003 г. компания Volkswagen предложила автомобили Audi TT 3.2 Quattro и VW Golf V с новыми автоматизированными коробками передач, в которых переключение передач при разгоне происходит без разрыва потока мощности.

    Трансмиссия 53.jpg

    Принципиальная схема коробки передач с двумя сцеплениями:
    1, 2 — многодисковые сцепления;
    3, 4, 5, 6 — синхронизаторы

    В этой коробке передач крутящий момент от двухмассового маховика двигателя передается на два многодисковых сцепления, связанных с соответствующими соосными ведущими валами, один из которых проходит внутри другого. Параллельно ведущим валам расположены два ведомых вала. С одним из ведущих валов жестко связаны ведущие шестерни нечетных передач (1, 3, 5), а с другим — ведущие шестерни четных передач (2, 4, 6 и передача З.Х.). На ведомых валах находятся шестерни постоянного зацепления соответствующих передач, которые могут жестко соединяться с ведомыми валами с помощью синхронизаторов. Управление сцеплениями и перемещением синхронизаторов осуществляется посредством гидравлических исполнительных устройств. Необходимое давление в гидравлической системе создается электрическим гидронасосом. Управляет работой коробки передач электронный блок управления, который получает информацию от десяти датчиков, расположенных в коробке и связан высокоскоростной шиной с электронным блоком управления двигателем.
    При троганьи автомобиля с места электронный блок дает команду, включая первую передачу, а затем первое сцепление, после чего крутящий момент передается на один из ведомых валов коробки передач, который через ведущую шестерню приводит во вращение ведущую шестерню главной передачи. Главная передача через дифференциал приводит во вращение ведущие колеса автомобиля и одновременно раскручивает второй ведомый вал, на котором расположены синхронизаторы, включающие четные передачи. За время разгона на первой передаче при достижении соответствующей скорости и за счет простого переключения сцеплений на параллельном ведомом валу включается вторая передача. Переход на последующие передачи происходит аналогично, без разрыва потока мощности, неизбежного в простых механических коробках передач.
    Процесс переключения усложняется тогда, когда появляется необходимость переключения на более низкую передачу при движении с постоянной скоростью. Алгоритм переключения, заложенный в памяти электронного блока управления, был разработан компанией Audi. Автомобили с такими коробками передач показывают очень хорошие результаты по динамике разгона и топливной экономичности в сравнении с автомобилями оснащенными обычными механическими коробками.
    Коробки передач, выполненные по такой конструктивной схеме, применяет фирма Ferrari на своих автомобилях Формулы–1. Схема с двумя сцеплениями и параллельными валами впервые была опробована на гоночном автомобиле Audi Quattro еще в 1978 г.
    Яндекс.Метрика