Гидромеханическая коробкая передач: устройство и прицип работы

Гидромеханическая коробка передач (ГМП) — это трансмиссия высокой проходимости с автоматическим управлением. ГМП поддерживает необходимую скорость автомобиля в разных режимах движения, упрощая процесс вождения. Подобные коробки используют в легковых автомобилях, грузовиках, автобусах, в тяжёлой технике мощностью до 1000 л. с. Гидромеханические коробки передач производят компании ZF, Borg Warner, Aisin, Mercedes-Benz, Voith, Honda, Allison, Caterpillar, Komatsu, БелАЗ и др.

Содержание

1. Роль АКПП с гидромеханическим управлением
2. Функции гидротрансформатора
3. Конструкция гидромеханики
4. Как работает вальная кпп
5. Как работает планетарная кпп
6. Электронная часть гидромеханической акпп
7. Сильные и слабые стороны гидромеханики
8. Перспективы использования гидромеханической коробки передач
9. Заключение

Роль АКПП с гидромеханическим управлением

Что будет, если двигатель соединить напрямую с колёсами: машина лениво начнёт движение и поедет с максимальной скоростью 20 км/ч. По законам физики сила, которую должны преодолеть колёса равна F=ma+F_тр , где m — масса автомобиля, F_тр — сила трения с поверхностью земли. Двигатель достигнет максимальной мощности при оборотах 5000 — 6000 об/мин, но в таком режиме работы ресурс агрегата быстро иссякнет.

Чтобы мгновенно стартовать после нажатия педали газа, и защитить двигатель от перегрузки, в машине установлена трансмиссия. Она также способна изменять крутящий момент, ускоряя или замедляя автомобиль. Этот узел трансмиссии называется коробка переключения передач — КПП.

По типу переключения скоростей различают механические и автоматические КПП:

• механикой полностью управляет водитель, выжимая педаль сцепления и переводя рычаг для изменения скорости;
• в автоматах работает гидромеханическая передача с минимальным участием водителя.

Гидромеханическое управление облегчает и упрощает работу водителя, снимая часть «обязанностей». Плавность и бесшумность АКПП повышает комфорт вождения при трогании и разгоне. Также ГМП защищает двигатель и коробку от динамических нагрузок, которые может создать водитель, постоянно «выжимая» газ.

Основные элементы гидромеханической коробки передач:

• гидротрансформатор;
• масляный насос;
• коробка передач;
• система управления.

Функции гидротрансформатора

Гидромеханическая коробка передач работает за счёт движения жидкости, которую качает масляный насос. Главный «потребитель» масла — гидротрансформатор (ГДТ). ГДТ преобразует и передаёт крутящий момент от коленчатого вала в трансмиссию через работу жидкости.

Конструктивно ГДТ представляет собой набор лопастных колёс, «запертых» в герметичной камере в форме бублика:

• насосное колесо приварено к чаше корпуса и соединено с коленвалом;
• турбина через ступицу насажена на вал трансмиссии, и механически не связана с насосным колесом;
• реакторное колесо установлено между турбиной и насосом. Предназначено для усиления крутящего момента.

Гидромеханическая коробка передач начинает работать с запуском двигателя: включается масляный насос и насосное колесо. На лопасти колеса попадает жидкость и раскручивается вокруг оси ГДТ. Под действием центробежной силы масло отбрасывается на лопасти турбины, проходит через реактор и возвращается к насосному колесу. Под давлением потока лопатки турбины начинают вращаться, передавая крутящий момент по валу в коробку передач.

Чем выше обороты двигателя, тем быстрее вращаются колёса ГДТ, а крутящий момент снижается. Без реактора «бублик» работал бы только в режиме гидромуфты, передавая вращение без трансформирования. В момент, когда скорости насоса и турбины выравниваются, реактор начинает свободно вращаться, усиливая давление жидкости, попадающей на лопасти насоса.

Большая часть энергии двигателя уходит на перемещение и нагрев масла в ГДТ. В результате снижается общий КПД, и растёт расход топлива. Для устранения этого недостатка в «бублик» устанавливают муфту блокировки с фрикционной накладкой. При включении муфты двигатель и трансмиссия жёстко сцепляются, и передача момента происходит без потерь.

Передаточное число гидротрансформатора достигает максимально 2,5 — 3, что не достаточно для устойчивой работы двигателя в разных режимах движения машины. Нет возможности включить задний ход, поскольку колёса ГДТ вращаются только в одном направлении. Для компенсации этих недостатков гидромеханическая коробка передач оснащена дополнительным узлом.

Конструкция гидромеханики

В ГМП применяют простые ступенчатые или планетарные механизмы с электронным управлением. Принцип работы гидромеханической коробки передач в обоих вариантах заключается в изменении скорости вращения выходного вала за счёт различных передаточных чисел зубчатых передач.

Как работает вальная кпп

Устройство гидромеханической коробки передач вального типа похоже на механическую КПП. Преобразование крутящего момента происходит ступенчато через включение и отключение зубчатых передач, расположенных на параллельных валах. Количество и размер шестерённых пар соответствует определённому передаточному числу.

Первичный, входной вал, получает крутящий момент от гидротрансформатора. Через пару постоянно сцепленных шестерней мощность передаётся на вторичный вал, а затем на колёса. Для получения прямой передачи, в конструкцию добавляют промежуточный вал, а первичный и вторичный валы располагают на одной оси.

Для расширения диапазона скоростей применяются многовальные конструкции с 4 и более валами. Работа коробки при этом усложняется, увеличиваются габариты и масса. Подобные ГМП встречаются на грузовиках-тягачах.

Зубчатыми передачами управляют фрикционные многодисковые муфты. Муфта становится тормозом, когда соединяется с корпусом ГМП. Для включения блокировки масляный насос подает гидравлическое давление на фрикционы. Благодаря фрикционам скорость переключается плавно, а использование гидропривода ускоряет торможение.

Гидромеханические коробки передач вального типа плохо справляются с растущей тягой от повышения грузоподъёмности транспорта, с ужесточением требований по топливной экономичности. Рост параметров значительно увеличивает массу и габариты конструкции. По этим причинам вальные КПП заменяют на планетарные передачи.

Как работает планетарная кпп

Инженеры предпочитают устанавливать в гидромеханическую КПП планетарный механизм вместо ступенчатой конструкции по следующим причинам:

• компактные размеры;
• плавная и быстра работа;
• нет разрыва в передаче мощности при переключении передач;
• большое количество передаточных чисел за счёт использования многорядных конструкций.

Простая планетарная передача состоит из центральных шестерней: с внутренними зубьями — короны, с внешними зубьями — солнца. Между ними обкатываются зубчатые колёса сателлиты, оси которых закреплены на раме-водиле. В зависимости от конструкции водило соединено с выходным валом или коронной шестерней.

Устройство планетарной коробки определяет её принцип действия. Чтобы изменить крутящий момент гидротрансформатора, один из элементов планетарной передачи вращают, а другой элемент затормаживают. Третий элемент становится ведомым, а его скорость определяется числом зубьев всех шестерней.

 

Для получения прямой передачи водило и солнечную шестерню жёстко соединяют. Корона не может проворачиваться относительно закреплённой системы, поэтому механизм вращается как единый узел.

Передаточное число в этом случае равно 1.

Чтобы получить задний ход, центральные шестерни вращают в одну сторону. Для этого останавливают сателлиты, блокируя водило.

В качестве тормозов планетарной коробки передач используют тормозные ленты или фрикционные диски. Блокировочные элементы работают в автоматическом режиме по сигналу электроники.

Электронная часть гидромеханической акпп

В гидромеханическом автомате отсутствует сцепление, поэтому каждая ступень коробки снабжена элементом переключения. Работу элементов контролирует электронный блок ЭБУ, связанный с блоком управления двигателем. Во время переключения передач автоматически регулируется частота вращения мотора, что помогает достичь оптимальных рабочих характеристик агрегата.

Система электронного управления гидромеханической коробки передач разбита на подсистемы:

• измерительную — для сбора параметров с датчиков давления, температуры и т.д.;
• функциональную — для управления маслонасосом, регуляторами давления и т. д.;
• управляющую — для выдачи сигнальных импульсов.

Для автоматизации управления помимо ЭБУ в систему входят электроклапаны, датчики, усилители, регуляторы, корректирующие элементы и т.д. Электроклапаны — соленоиды, расположены в гидроблоке, и по сигналу ЭБУ открывают канал гидроплиты для прохода жидкости к фрикционам, гидротрансформатору и другим узлам.

В зависимости от положения селектора ЭБУ действует по программному алгоритму, заложенному в память:

• при плавном разгоне дроссельная заслонка двигателя открывается медленно. Компьютер отслеживает степень открытия заслонки и посылает импульсы узлам гидромеханической коробки передач для увеличения скорости. При достижении первой передачи (20 км/ч), коробка переходит на вторую скорость. Такой режим движения называется «экономичным»;
• при агрессивном разгоне ЭБУ работает в «спортивном» режиме. Каждая последующая передача включаются после того, как двигатель максимально раскрутится. Если водитель отпустит педаль газа, обороты упадут не сразу. В этом режиме мотор развивает максимальную мощность, увеличивается расход топлива и снижается ресурс АКПП.

«Умное» управление проводит самодиагностику для корректирования работы ГМП. Например, если масло в коробке грязное, то в системе падает давление. Для защиты узлов ЭБУ может блокировать переключение передач, перераспределять нагрузку между электроклапанами, запретить включение гидротрансформатора. Неисправности и сбои в коробке компьютер записывает в виде кодов.

Компьютер умеет адаптироваться, выбирая подходящий режим под стиль вождения, динамику разгона и манеру торможения. Адаптация снижает износ коробки за счёт снижения числа переключений. При этом повышается комфорт водителя и безопасность движения.

Сильные и слабые стороны гидромеханики

Гидромеханическая коробка передач привлекает водителей простым управлением, плавностью переключения, низкой ценой по сравнению с вариаторами или DSG. И это ещё не все достоинства.

Сильные стороны	Слабые стороны
Высокая безопасность движения, поскольку водитель больше концентрируется на дороге.	Дорогой ремонт из-за сложной конструкции и количества электроники.
Лёгкая и быстрая обучаемость вождения для новичков.	Высокий расход и стоимость оригинального масла .
Защита двигателя от перегрузок, за счёт автоматического переключения скоростей и адаптации к стилю вождения.	При долгих и частых пробуксовках масло в коробке перегревается, поэтому нужно избегать движения по грязи.
КПД гидротрансформатора достигает 97% при включении муфты блокировки.	Фрикционы истираются, загрязняя и перегревая трансмиссионную жидкость.
За счёт использования реактора момент на турбинном колесе ГДТ приумножает крутящий момент двигателя. Это повышает ресурс и проходимость автомобиля.	В мороз гидромеханику нужно долго прогревать, чтобы масло пришло в рабочее состояние.
Гидромеханическая коробка передач имеет возможность автоматизации каждого узла, что делает трансмиссию перспективной.	Автоматизация ГМП не позволяет водителю полностью «прочувствовать» управление автомобилем.

Гидромеханическая коробка передач будет работать безотказно долгие годы при регулярном техобслуживании и соблюдении условий эксплуатации.

Перспективы использования гидромеханической коробки передач

Гидромеханическая коробка  передач постоянно совершенствуется:

• растёт число ступеней: ZF поставляет 9-ступенчатую ZF9НР для легковых автомобилей, Caterpillar устанавливает в спецтехнику 7-ступенчатые ГМП;
• меняются кинематические схемы;
• отрабатываются новые алгоритмы электронного управления;
• снижается расход топлива и выбросов;
• повышается скорость и плавность работы.

Большую перспективу имеет гидромеханическая коробка передач с планетарным механизмом. Трансмиссия подходит для маломощных и сверхмощных двигателей за счёт добавления новых планетарных рядов и варьирования передаточными числами. Новые технические решения повышают экономичность автомобиля. Добавление ступеней устраняет «провалы» в переключении скоростей, достигая максимальной плавности.

Производители выпускают ГМП разных типоразмеров для мощности двигателя от 50 до 1500 кВт. С ростом грузоподъёмности спецтехники увеличивается КПД и тяговые характеристики трансмиссии.

Развитие интеллектуальных автоматизированных систем управления и диагностики направлено на повышение эффективности автомобиля и обеспечения безопасности водителя. Гидромеханическая коробка передач приспособлена к автоматизации, что открывает большие возможности для расширения функциональности механизмов и систем.

Заключение

Гидромеханическая трансмиссия в автомобилях используется с 1940-х годов, а переход на электронное управление начался в 1980-х. С тех пор АКПП стала более функциональной, плавной, надёжной. Удачная конструкция позволяет совершенствовать систему управления и повышать технические характеристики, а значит расширять сферу применения гидромеханических коробок передач.

Гидромеханические коробки передач — гидротрансформатор, планетарная коробка передач

Основным неудобством при использовании механических ступенчатых коробок передач является то, что водителю для переключения передач постоянно приходится нажимать на педаль сцепления и перемещать рычаг переключения передач. Это требует от него затрат значительных физических сил, особенно в условиях городского движения или при управлении автомобилем, работающим с частыми остановками. Для устранения таких неудобств и облегчения работы водителя на легковых, грузовых автомобилях и автобусах все более широкое применение получают гидромеханические коробки передач. Они выполняют одновременно функции сцепления и коробки передач с автоматическим или полуавтоматическим переключением передач. При гидромеханической коробке передач управление движением автомобиля осуществляется педалью подачи топлива и при необходимости тормозной педалью.

Гидромеханическая коробка передач состоит из гидротрансформатора и механической коробки передач. При этом механическая коробка передач может быть двух-, трех- или многовальной, а также планетарной.

Гидромеханические коробки с вальными механическими коробками передач применяются главным образом на грузовых автомобилях и автобусах. Для переключения передач в таких коробках используются многодисковые муфты (фрикционы), работающие в масле, а иногда – для включения низшей передачи и заднего хода – зубчатая муфта. Переключение передач фрикционами происходит без снижения скорости вращения коленчатого вала двигателя, т.е. бесступенчато – без разрыва передаваемых мощности и крутящего момента.

Гидромеханические коробки с планетарными механическими коробками передач получили наибольшее распространение и применяются на легковых, грузовых автомобилях и в автобусах.

Их преимущества: компактность конструкции, меньшие металлоемкость и шумность, больший срок службы.

К недостаткам относятся сложность конструкции, высокая стоимость, пониженный КПД.

Переключение передач в этих коробках производится при помощи фрикционных муфт и ленточных тормозных механизмов. При этом при включении одной передачи часть фрикционных муфт и ленточных тормозных механизмов пробуксовывает, что также снижает их КПД.

Гидротрансформатор

Гидротрансформатор (рисунок 1) представляет собой гидравлический механизм, который размещен между двигателем и механической коробкой передач. Он состоит из трех колес с лопатками – насосного (ведущего), турбинного (ведомого) и реактора. Насосное колесо 3 закреплено на маховике 1 двигателя и образует корпус гидротрансформатора, внутри которого размещены турбинное колесо 2, соединенное с первичным валом 5 коробки передач, и реактор 4, установленный на роликовой муфте 6 свободного хода. Внутренняя полость гидротрансформатора на 3/4 своего объема заполнена специальным маслом малой вязкости.

Рисунок 1 – Гидротрансформатор

а – общий вид; б – схема; 1 – маховик; 2 – турбинное колесо; 3 – насосное колесо; 4 – реактор; 5 – вал; 6 – муфта

При работающем двигателе насосное колесо вращается вместе с маховиком двигателя. Масло под действием центробежной силы поступает к наружной части насосного колеса, воздействует на лопатки турбинного колеса и приводит его во вращение. Из турбинного колеса масло поступает в реактор, который обеспечивает плавный и безударный вход жидкости в насосное колесо и существенное увеличение крутящего момента. Таким образом, масло циркулирует по замкнутому кругу, обеспечивая передачу крутящего момента в гидротрансформаторе.

Характерной особенностью гидротрансформатора является увеличение крутящего момента при его передаче от двигателя к первичному валу коробки передач. Наибольшее увеличение крутящего момента на турбинном колесе гидротрансформатора получается при трогании автомобиля с места. В этом случае реактор неподвижен, так как заторможен муфтой свободного хода. По мере разгона автомобиля увеличиваются скорости вращения насосного и турбинного колес. При этом муфта свободного хода расклинивается, и реактор начинает вращаться с увеличивающейся скоростью, оказывая все меньшее влияние на передаваемый крутящий момент. После достижения реактором максимальной скорости вращения гидротрансформатор перестает изменять крутящий момент и переходит на режим работы гидромуфты. Таким образом происходит плавный разгон автомобиля и бесступенчатое изменение крутящего момента.

Гидротрансформатор автоматически устанавливает необходимое передаточное число между коленчатым валом двигателя и ведущими колесами автомобиля. Это обеспечивается следующим образом: с уменьшением скорости вращения ведущих колес автомобиля при увеличении сопротивления движению возрастает динамический напор жидкости от насоса на турбину, что приводит к росту крутящего момента на турбине и, следовательно, на ведущих колесах автомобиля.

Планетарная коробка передач

Планетарная коробка передач включает в себя планетарные механизмы. В простейшем планетарном механизме (рисунок 2) солнечная шестерня 6, закрепленная на ведущем валу 1, находится в зацеплении с шестернями-сателлитами 3, свободно установленными на своих осях. Оси сателлитов закреплены на водиле 4, жестко соединенном с ведомым валом 5, а сами сателлиты находятся в зацеплении с коронной шестерней 2, имеющей внутренние зубья.

Рисунок 2 – Планетарный механизм

1 – ведущий вал; 2 – коронная шестерня; 3 – сателлиты; 4 – водило; 5 – ведомый вал; 6 – солнечная шестерня; 7 – тормоз

Передача крутящего момента с ведущего вала 1 на ведомый вал 5 возможна только при заторможенной коронной шестерне 2 при помощи ленточного тормоза 7. В этом случае при вращении шестерни 6 сателлиты 3, перекатываясь по зубьям неподвижной шестерни 2, начнут вращаться вокруг своих осей и одновременно через водило 4 будут вращать ведомый вал 5. При растормаживании шестерни 2 сателлиты 3, свободно перекатываясь по шестерне 6, будут вращать шестерню 2, а вал 5 будет оставаться неподвижным.

На рисунке 3 приведена схема гидромеханической коробки передач, которая состоит из гидротрансформатора, трехвальной двухступенчатой механической коробки передач и системы управления. Наличие двухступенчатой механической коробки передач увеличивает диапазон регулирования крутящего момента.

Рисунок 3 – Схема гидромеханической коробки передач

1, 6, 7, 9, 10, 11, 13 – шестерни; 2, 3, 17 – фрикционы; 4 – муфта; 5, 12, 19 – ведомый, промежуточный и ведущий валы; 8 – регулятор; 14, 15 – насосы; 16 – коленчатый вал; 18 – гидротрансформатор

Гидромеханическая коробка передач включает ведущий 19, ведомый 5 и промежуточный 12 валы с шестернями, многодисковые фрикционные сцепления 2, 3, 17 (фрикционы) и зубчатую муфту 4 с приводом. К системе управления относятся передний 15 и задний 14 гидронасосы и центробежный регулятор 8, который воздействует на фрикционы 2, 3, 17, обеспечивающие переключение передач.

В нейтральном положении все фрикционы выключены, и при работающем двигателе крутящий момент на вторичный вал 5 не передается. На I (понижающей) передаче системой управления автоматически включается фрикцион 2. При этом ведущая шестерня 1, свободно установленная на ведущем валу 19 коробки передач, блокируется валом, а зубчатая муфта 4 устанавливается вручную в положение переднего хода с помощью дистанционной системы управления. Крутящий момент на I передаче от гидротрансформатора передается через фрикцион 2, шестерни 1, 13, 11, 10 и зубчатую муфту 4 на ведомый вал 5 коробки передач.

При разгоне на I передаче, когда гидротрансформатор автоматически осуществляет заданный диапазон регулирования крутящего момента, скорость возрастает до оптимального значения для переключения на II передачу. В этом случае центробежный регулятор 8 дает сигнал на включение фрикциона 3 и отключение фрикциона 2.

Автоматическая система управления обеспечивает включение II (прямой) передачи, при этом крутящий момент от первичного вала 19 коробки передач передается через фрикцион 3 непосредственно на вторичный вал, и скорость автомобиля возрастает до значения, определяемого диапазоном регулирования гидротрансформатором.

Гидромеханическая коробка передач на автомобилях

На рисунке 4 представлена двухступенчатая гидромеханическая коробка передач легкового автомобиля. Она состоит из гидротрансформатора 1, механической планетарной коробки передач с многодисковым фрикционом 3 и двумя ленточными тормозными механизмами 2 и 4 и гидравлической системы управления с кнопочным переключением передач. Кнопки соответственно означают: нейтральное положение, задний ход, I передача и движение с автоматическим переключением передач. В двухступенчатой механической коробке передач имеются два одинаковых планетарных механизма 5 и 6.

Рисунок 4 – Гидромеханическая коробка передач легкового автомобиля

1 – гидротрансформатор; 2, 4 – тормозные механизмы; 3 – фрикцион; 5, 6 – планетарные механизмы

В нейтральном положении фрикцион 3, а также тормозные механизмы 2 и 4 выключены. Трогание автомобиля с места происходит при включенной I передаче. В этом случае масло под давлением поступает в цилиндр тормозного механизма 2, лента которого затягивается, и солнечная шестерня планетарного механизма 6 останавливается.

Если включена кнопка «Движение», то при разгоне автомобиля происходит автоматическое переключение на II передачу, что обеспечивается одновременным выключением тормозного механизма 2 и включением фрикциона 3. В этом случае планетарные механизмы 5 и 6 блокируются и вращаются как одно целое.

Для движение автомобиля задним ходом включается только тормозной механизм 4.

Другие статьи по коробкам передач

• Коробка передач — назначение и типы
• Двухвальные коробки передач ВАЗ и АЗЛК
• Трехвальные коробки — применение и схема работы
• Трехвальная коробка передач ВАЗ — конструкция
• Коробка передач грузовых ГАЗ
• Коробка передач легковых ГАЗ
• Коробка передач грузовых автомобилей ЗИЛ
• Коробка передач грузовых МАЗ
• Многовальные коробки передач

Гидромеханическая коробка передач: принцип работы и устройство

Несмотря на растущую популярность автомобилей с АКПП, классическая механика по-прежнему в почете у многих водителей. Она более надежна, чем автоматическая коробка передач. Но во время эксплуатации водитель постоянно вынужден работать педалью сцепления. Это доставляет некоторые неудобства, особенно в пробках. Так появилась гидромеханическая трансмиссия. Принцип его работы и устройство рассмотрим в нашей сегодняшней статье.

Характеристика

Те водители, которые не хотят работать со сцеплением, предпочитают именно эту трансмиссию. Гидромеханическая коробка передач выполняет сразу несколько функций. Он сочетает в себе клатч и классическую коробку. Переключение передач здесь автоматическое или полуавтоматическое. Точно так же устроен гидромеханический редуктор погрузчика. Во время движения водитель не нажимает педаль сцепления. Все, что вам нужно, это акселератор и тормоз.

О строительстве

Устройство гидромеханического редуктора предполагает наличие гидротрансформатора. Этот элемент в зависимости от конструктивных особенностей может быть двух-, трех- и многовальным. Сейчас производители используют планетарную автоматическую гидромеханическую трансмиссию.

Как работает вариатор

На грузовых автомобилях и больших автобусах чаще всего используется многовальная трансмиссия. Для переключения передач здесь используются многодисковые муфты. Для их работы необходима смазка. Масло гидромеханической коробки передач существенно отличается по консистенции от «механики». В последнем случае она более плотная. Для включения первой и задней скорости на гидромеханике используются зубчатые муфты. Такая конструкция позволяет плавно передавать крутящий момент от маховика к колесам.

Планетарная

Сейчас это более распространенная гидромеханическая трансмиссия. Он был использован из-за его компактных размеров и легкого веса. Еще одним преимуществом планетарной передачи является длительный срок службы и отсутствие шума при работе. Но есть у такой коробки и недостатки. В силу конструктивных особенностей такая трансмиссия более дорогая в производстве. Также имеет низкий КПД.

Как работает планетарная передача

Алгоритм ее работы предельно прост. Передачи переключаются на планетарную гидромеханическую передачу с помощью фрикционных муфт. Также для сглаживания ударов при переключении на более низкую используется специальная тормозная лента. Именно при работе «тормоза» снижается усилие передачи крутящего момента. Но при этом скорости переключения более плавные, чем у аналогов.

В основе планетарной передачи лежит гидравлический трансформатор. Этот элемент расположен между двигателем и коробкой передач. ГДФ состоит из нескольких компонентов:

• Шестерня.
• Насос.
• Турбина.

В народе этот элемент называют «бубликом» из-за его характерной формы. При работающем двигателе крыльчатка насоса вращается вместе с маховиком. Смазка проникает в насос и затем начинает вращать турбину под действием центробежной силы. Масло из последнего элемента проникает в реактор, который выполняет функцию сглаживания толчков и толчков, а также передает крутящий момент. Масло циркулирует по замкнутому кругу. Мощность автомобиля увеличивается с вращением турбинного колеса. Максимальный крутящий момент передается при движении машины с места. В этом случае реактор находится в стационарном состоянии — его удерживает муфта. Когда машина набирает скорость, турбина и насос поднимаются. Муфта расклинивается, и реактор вращается с возрастающей скоростью. Когда обороты последнего элемента будут максимальными, гидротрансформатор перейдет в режим работы сцепления. Поэтому он будет вращаться с той же скоростью, что и маховик.

Особенности конструкции планетарного редуктора

Планетарный гидромеханический редуктор состоит из приводного вала, на котором расположена шарнирно-сочлененная передача. Также есть спутники, которые вращаются на отдельных осях. Эти элементы входят в зацепление с внутренними зубьями коробки и зубчатого венца. Передача крутящего момента происходит за счет действия тормозной ленты. Это замедляет зубчатый венец. По мере ускорения автомобиля их скорость увеличивается. Ведомый вал, воспринимающий передачу крутящего момента от ведущего, включен. Каким образом ГТП устанавливает требуемое передаточное число? Это действие автоматическое. При увеличении скорости вращения колес автомобиля увеличивается давление масла, которое поступает от насоса к турбине. Таким образом, крутящий момент на последнем увеличивается. Соответственно увеличивается и скорость колеса, и скорость машины.

О КПД

Что касается КПД, то он на порядок ниже, чем в реальном КПК.
Максимальное значение от 0,82 до 0,95. Но при средних оборотах двигателя это соотношение не превышает отметки 0,75. Эта цифра увеличивается с нагрузкой на гидротрансформатор.

Техническое обслуживание и ремонт гидромеханической коробки передач

При эксплуатации этой коробки передач необходимо следить за уровнем масла. Вот эта жидкость работает. Именно масло использует турбины для передачи крутящего момента. На механических коробках просто смазывает трущиеся шестерни. Производители рекомендуют замену масла на гидромеханических коробках каждые 60 тысяч километров пробега. Стоит отметить, что в конструкции такой КПП есть свой фильтр. Он также меняется, когда наступает это время. Эксплуатация при низком уровне масла грозит пробуксовкой и перегревом трансмиссии. Что касается ремонта, то чаще всего выходит из строя гидротрансформатор. Симптомом неисправности является невозможность включения одной из передач, повышенное время «отключения» необходимой скорости. Также в этом случае разбирается и прочищается сетка-маслозаборник и меняется золотниковый клапан. При наличии течи необходимо проверить момент затяжки болтов и состояние уплотнительных элементов. В процессе эксплуатации на фильтре образуется металлическая стружка. Он засоряет механизм и падает уровень давления масла. При повышенных нагрузках ресурс этого чистящего элемента уменьшается. В этом случае его рекомендуется менять раз в 40 тысяч километров.

Как продлить ресурс

Для увеличения ресурса гидромеханической коробки необходимо следить за уровнем масла. Если его недостаточно, коробка перегревается. Рабочая температура не должна превышать 90 градусов. Современные автомобили оснащены датчиком давления масла. Загорелась контрольная лампа, не игнорируйте это. В дальнейшем это может спровоцировать поломку гидротрансформатора. Также нельзя переключать передачи, не выжав педаль тормоза. Коробка примет на себя весь удар, особенно если переключаться с первой на заднюю без предварительного торможения. На ходу, если это затяжной спуск, включать «нейтралку» не рекомендуется. Это также значительно сокращает срок службы гидротрансформатора и рабочих муфт. В остальном необходимо придерживаться регламента замены масла и фильтров. Срок службы этой КПП около 350 тысяч километров.

Заключение

Итак, мы выяснили, что такое гидромеханическая коробка передач. Как видите, при правильном обслуживании он будет таким же надежным, как и механический. При этом водителю не приходится постоянно выжимать сцепление.

Что такое гидростатическая передача

Передача энергии с использованием взаимосвязанных устройств из одной точки в другую называется передачей энергии. Механическая, электрическая, гидродинамическая, гидромеханическая и гидростатическая трансмиссия — это некоторые категории трансмиссии. Эта статья включала тему гидростатическая трансмиссия . Но некоторые подробности, касающиеся других методов передачи энергии, также перечислены ниже.

Механическая трансмиссия: В системе трансмиссии этого типа используются валы, шестерни, гидротрансформаторы, цепи и ремни для преобразования механической энергии в кинетическую. Передача мощности от двигателя к колесам автомобиля является приложением.

Электрическая трансмиссия: В электрической трансмиссии электрический генератор используется для преобразования механической энергии в электрическую, а с помощью электродвигателя эта энергия снова преобразуется в механическую. Электропередача происходит в трансформаторах.

Гидродинамическая трансмиссия: В гидродинамической трансмиссии гидродинамический насос и гидродинамический двигатель соединены вместе. Генерация энергии является результатом изменения скорости жидкости при ее прохождении через канал. Автомобиль с автоматической коробкой передач — одно из применений гидродинамической трансмиссии.

Гидромеханическая трансмиссия: В гидромеханической трансмиссии используется схема разделения мощности для повышения эффективности коробок передач и обеспечения гибкости. Этот метод передачи преобразует входную энергию как в механическую, так и в гидростатическую энергию и подходит для тяжелых условий эксплуатации.

Теперь мы можем перейти к гидростатической трансмиссии. Что такое гидростатическая трансмиссия? Проще говоря, это гидравлическая система, в которой гидравлический насос или аккумулятор приводит в движение двигатель, используя жидкость, проходящую через гибкие шланги. В гидростатической трансмиссии шестерни не требуются для преобразования механической энергии вращения от одного источника к другому. Потому что, когда рабочий объем насоса и двигателя фиксирован, то сама гидростатическая трансмиссия будет действовать как редуктор. Гидростатическая трансмиссия подходит для приложений, требующих переменной выходной скорости или крутящего момента. Некоторые из этих применений включают оборудование для обслуживания полей для гольфа, комбайны, тракторы, траншеекопатели, сельскохозяйственную и крупную строительную технику. Преимущества гидростатической трансмиссии:

• При постоянной входной скорости гидростатическая трансмиссия может обеспечивать переменную выходную скорость и наоборот.
• В течение минимального периода времени возможно обратное направление вращения выхода.
• Регулировка скорости, мощности и крутящего момента возможна с помощью гидростатической трансмиссии.
• Плавное и контролируемое ускорение.
• Быстрый отклик.
• Точная скорость при переменной нагрузке.
• Гидростатическая трансмиссия может заглохнуть без повреждения или перегрева.
• Простота управления.
• Обеспечить динамическое торможение.
• Гидростатическая трансмиссия может передавать мощность от одного первичного двигателя в разные места.
• Компактный размер.

Компонентами, необходимыми для системы гидростатической трансмиссии, являются картер трансмиссии (для удержания компонентов на месте и для перекачки жидкости), нагнетательный насос (для создания начального давления масла в картере и для заполнения контура маслом), входной вал (для передачи мощности от двигателя и для вращения нагнетательного насоса), аксиально-поршневой насос (вращает входной вал и подает масло в двигатель), шланги/каналы (для соединения насоса с двигателем), предохранительные клапаны (обеспечивают альтернативный путь для масла, когда давление увеличивается), двигатель (приводит в движение выходной вал), качающаяся шайба (меняет рабочий объем поршневого насоса) и обратный клапан (используется в замкнутом контуре).

Также прочтите:  Типы гидравлических насосов — обзор

Как работает гидростатическая трансмиссия?

Мы знаем, что для каждой гидравлической системы требуется гидравлическая жидкость, которая хранится в резервуаре. В системе гидростатической трансмиссии, когда двигатель работает, он будет вращать приводной вал и связанный с ним первичный вал. В системе с замкнутым контуром движение этого входного вала будет вращать как нагнетательный насос, так и поршневой насос. В результате нагнетательный насос будет всасывать масло из резервуара в картер коробки передач. Возвратно-поступательное движение поршня из-за изменения угла наклонной шайбы заставит масло проходить через шланги к двигателю.

Читайте также:  Как работает антиблокировочная система тормозов?

Классификация гидростатической трансмиссии

Гидростатическая трансмиссия может быть классифицирована в соответствии с пространственным расположением, передаточным отношением и конструкцией цепи. Каждая из этих классификаций упоминается ниже.

Линейный, U-образный, S-образный и разъемный — это 4 различных конфигурации гидравлического насоса и двигателя в зависимости от пространственного расположения. Конфигурация In-line будет содержать регулируемый насос и двигатель постоянного рабочего объема, подключенные непосредственно к линии. U-образная конфигурация аналогична линейной, за исключением того, что двигатель подсоединен ниже насоса, а входной вал и вал двигателя вращаются в одном направлении. Подобно U-образной конфигурации, для S-образной конфигурации двигатель находится ниже насоса/первичного двигателя. Но двигатель находится за насосом. В раздельной конфигурации двигатель и насос разделены шлангами высокого давления. Эта конфигурация имеет отдельные шланги для подачи и оттока жидкости.

4 классификации гидростатической трансмиссии на основе передаточного отношения: насос с постоянным рабочим объемом и двигатель с постоянным рабочим объемом, насос с переменным рабочим объемом и двигатель с постоянным рабочим объемом, насос с постоянным рабочим объемом и двигатель с переменным рабочим объемом, насос с переменным рабочим объемом и мотор с переменным рабочим объемом.

Пространственная гибкость является единственным преимуществом насоса постоянной производительности с подключением к двигателю постоянной производительности. Эта комбинация будет иметь постоянное передаточное отношение. Таким образом, чтобы получить переменную выходную скорость, необходимо изменить скорость первичного двигателя. В насосе с переменным рабочим объемом и двигателе с постоянным рабочим объемом скорость двигателя можно изменить, изменив расход насоса. Соединение насоса постоянной производительности и двигателя переменной производительности обычно называют системой постоянной мощности. Потому что эти соединения будут обеспечивать постоянную мощность и переменный крутящий момент с переменной выходной скоростью. Насос с регулируемым рабочим объемом и двигатель с регулируемым рабочим объемом представляют собой наиболее гибкую конфигурацию, обеспечивающую переменную выходную скорость.

Замкнутая и разомкнутая трансмиссия — это две классификации гидростатической трансмиссии, основанные на конструкции цепи.