Гидромеханические передачи трансмиссий. Общее устройство, применение.

Гидромеханическая передача служит для изменения тягового усилия на ведущих колесах самосвала в зависимости от дорожных условий, для облегчения управления транспортным средством и обеспечения безопасности движения, для движения задним ходом, отсоединения двигателя от трансмиссии при его пуске и работе двигателя при остановке самосвала, а также обеспечения работы гидросистем самосвала.Общий вид гидромеханической передачи показан на рис.1 и рис.2.

Рис.1. Гидромеханическая передача. Общий вид.

Гидромеханическая передача представляет собой единый агрегат, состоящий из согласующей передачи, гидротрансформатора, четырехвальной коробки передач с фрикционными муфтами, гидродинамического тормоза-замедлителя и узлов гидравлической системы. Все агрегаты ее смонтированы в общем разъемном корпусе, состоящем из картеров (корпусов) этих агрегатов.Для охлаждения масла гидромеханическая передача оборудована внешним контуром, состоящим из масляного радиатора или теплообменника и подводящего и отводящего трубопроводов.Управление гидромеханической передачей осуществляется пультом, с помощью которого выбирается режим работы.Переключение ступеней осуществляется блокировкой шестерен с валами многодисковыми фрикционными муфтами.Гидромеханическая передача установлена на раме на опорах с резиновыми амортизаторами (рис.3). Положение ее относительно двигателя регулируется прокладками 4, 5.

Гидравлическая система гидромеханической передачи выполняет следующие основные функции:- создание и поддержание необходимого давления рабочей жидкости в фрикционных муфтах коробки передач и фрикционной муфты блокировки гидротрансформатора;- обеспечение циркуляции рабочей жидкости через гидротрансформатор, гидродинамический тормоз-замедлитель (при его включении) и радиатор под определенным давлением для поддержания нормального теплового режима гидромеханической передачи;- обеспечение смазки дисков фрикционных муфт и подшипников шестерен, деталей согласующей передачи.- автоматическую блокировку и разблокировку гидротрансформатора.

В гидравлической системе гидромеханической передачи две основные гидролинии - главная гидролиния и гидролиния питания гидротрансформатора, тормоза-замедлителя и смазки коробки передач и согласующей передачи.Гидравлическая система включает аппараты управления, аппараты регулирования и поддержания давления рабочей жидкости в заданных пределах, а также узлы фильтрации и охлаждения масла.Питание гидравлической системы обеспечивается шестеренным масляным насосом.

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.

Коэффициент полезного действия гидромуфты расчитывается по формуле:

NТ, NН – мощности на турбинном колесе и насосном колесе;

MТ, MН – моменты возникающие на турбинном колесе и насосном колесе;

ωТ, ωН – угловые скорости на турбинном колесе и насосном колесе;

Принцип работы гидромуфты

Гидромуфта имеет два рабочих колеса, которые находятся в общем картере, наполненном рабочей жидкостью. Насосное колесо (2) соединено с валом двигателя, а турбинное колесо (3) с ведущим валом коробки передач (4) непосредственно или через механическое зацепление. Насосное и турбинное колеса расположены с малым зазором так, чтобы межлопастные каналы одного колеса были продолжением другого. Лопатки насосного колеса влияют на жидкость, которая вытекая из межлопастных каналов попадала в межлопастные каналы турбинного колеса, тем самым заставляя его вращаться. Вследствие того, что на гидромуфту внешние крутящие моменты не влияют, то крутящий момент на насосном колесе (МН) всегда равняется моменту на турбинном (МТ).

Принцип работы гидротрансформатора

Насосное колесо (2) соединено с валом двигателя (1). Турбинное колесо (3) соединено с выходным валом (6). Насосное и турбинное колеса максимально сближены друг к другу, имеют тороидальную форму, которая обеспечивает замкнутый контур циркуляции жидкости, и размещенные в едином корпусе. На пути движения жидкости, в кругу циркуляции, устанавливается неподвижное лопастное колесо (реактор) (4), который выполняет функции направляющего аппарата, обеспечивающий необходимое направление потока жидкости при его входе в насосное колесо.

 

33)гидротрансформатор. Конструкция гидротрансформатора, показатели работы. Гидродинамический трансформатор (гидротрансформатор, ГДТ) является частью гидромеханической трансмиссии, которая на современных автомобилях имеет электронное управление гидравликой и в обиходе называется автоматической.

Первый гидротрансформатор был запатентован в 1902 году Г. Феттингером и установлен через пять лет на быстроходном судне. В автомобилестроении это устройство первой применила в 1928 году шведская фирма "Лисхольм-Смит" для городских автобусов. В 1940 году гидротрансформатором стали оснащаться Oldsmobile, а затем и Cadillac.

Buick Roadmaster в 1947 году стал первым серийным легковым автомобилем с гидротрансформатором.
ГДТ находится между двигателем и автоматической коробкой перемены передач (АКПП), которая принципиально отличается устройством от простых механических. Он выполняет без вмешательства водителя две функции. Первая - функция сцепления, т. е. обеспечение передачи крутящего момента двигателя на АКПП. Вторую можно назвать функцией "дополнительной бесступенчатой коробки передач". Это образное выражение можно применить, исходя из особенностей работы гидротрансформатора, который, изменяя передаваемый им крутящий момент, позволяет увеличивать передаточные числа АКПП (см. "Работа ГДТ на автомобиле").

Устройство ГДТ

Схематично ГДТ (см. рисунок) можно представить в виде трех лопастных колес (насосное, турбинное и колесо реактора), вращающихся соосно и находящихся в одном корпусе (фото 1), заполненном рабочей жидкостью.
Насосное колесо (насос) жестко соединено с корпусом ГДТ, который приводится во вращение коленчатым валом двигателя.
Турбинное колесо (турбина) имеет шлицевое соединение с первичным валом коробки передач.
Колесо реактора (реактор) соединено с корпусом коробки передач через муфту свободного хода, что позволяет ему быть неподвижным или вращаться относительно насоса и турбины в зависимости от режима работы ГДТ.
Рабочая жидкость - жидкость для гидромеханических трансмиссий, нагнетаемая специальным насосом (не путать с насосным колесом) во внутреннюю полость корпуса ГДТ.

Принцип работы ГДТ

Коленчатый вал двигателя вращает корпус гидротрансформатора, который жестко связан с маховиком. Насосное колесо, конструктивно объединено с его корпусом и всегда имеет число оборотов, равное оборотам двигателя.
При вращении коленчатого вала насосное колесо начинает вращаться вместе с жидкостью, полностью заполняющей корпус ГДТ. Лопасти насосного колеса устремляют рабочую жидкость на лопасти турбины. Вслед за движением насосного колеса, под действием жидкости начинает двигаться турбинное. При малом числе оборотов происходит отставание вращения турбинного колеса от насосного. По мере увеличения числа оборотов проскальзывание уменьшается, к.п.д. ГДТ возрастает.
Между насосным и турбинным колесами расположен реактор. На современных моделях ГДТ он устанавливается на обгонной муфте, которая позволяет расклинивать его (см. устройство) и тем самым еще больше увеличивать к.п.д ГДТ.
Жидкость, от насосного колеса попадая через лопасти турбины на реактор, может передать больший момент, чем развивает двигатель. Этот эффект и определил название гидротрансформатора, т.е. он трансформирует (передает, усиливает) крутящий момент. Неподвижный реактор нужен только до тех пор, пока скорость вращения турбины отстает от скорости вращения насосного колеса на 15-25%. При выравнивании скоростей колес реактор становится помехой и снижает к.п.д. ГДТ, поэтому муфта свободного хода разблокирует его и он будет вращаться.