В основе самых распространенных на сегодняшний день автоматических коробок передач лежит планетарная передача. Она используется в работе классической гидродинамической коробки передач, так как посредством ее работы можно эффективно перераспределять как крутящий момент, так и передаточное число на валах коробки.
Преимущества таких коробок передач:
- Круглая форма;
- Высокие передаточные отношения;
- Распределение момента и мощности между несколькими планетарными шестернями, а также разделение мощности между отдельными планетарными рядами.
Это дает, среди прочего:
- Снижение усилия на зубьях;
- Более компактную конструкцию;
- Уменьшение маховых масс;
- Снижение уровня шума.
Недостатком, по сравнению с механическими коробками передач, является более высокая стоимость планетарной передачи.
Простая планетарная передача
Название «планетарная передача» связано с тем фактом, что водило (S) планетарной передачи, соединенное с планетарными шестернями (2), вращается внутри неподвижной коронной шестерни (3) вокруг солнечной шестерни (1), при этом расположенные между ними планетарные шестерни вращаются вокруг собственной оси (рис. 14 «Планетарная передача«). Такая схема движения в принципе напоминает вращение планет вокруг солнца.
 |
 |
При оснащении каждой из этих деталей коробки передач соединительным валом (рис. 15), а также муфтами свободного хода или тормозами, можно получить различные соотношения взаимного перемещения деталей планетарного механизма, а, следовательно, различные варианты передаточных отношений (см. таблицу 1).
Пример:
Z1 = 31
Z3 = -93
Примечание: количество зубьев коронной шестерни обозначается знаком «-», поскольку коронная шестерня имеет внутренний зубчатый венец.
Вращение блоком (вариант 7 в таблице 1) достигается за счет жесткого соединения солнечной и коронной шестерней, в результате чего водило с планетарными шестернями вынуждено вращаться с такой же частотой.
 |
 |
На практике в автомобилях используются в основном планетарные передачи с одной определенной точкой отбора мощности. Это означает, что количество возможных передаточных отношений сокращается с семи до трех.
Пример:
Вариант 3 (рис. 16)
Передаточное отношение «на замедление» Солнечная шестерня вращается Коронная шестерня неподвижна. Отбор мощности через водило.
Передаточное отношение:
i = (i0 — 1)/i0 = (-3-1)/-3 = 1.333
Вариант 7 (рис. 18)
Вращение блоком. Коронная шестерня вращается и сблокирована с солнечной шестерней.
Водило вращается с такой же частотой:
i = 1:1
Нейтральное положение
Одна часть зубчатой передачи приводится в движение. Все остальные элементы могут свободно вращаться, то есть подвижны и не сблокированы друг с другом.
Составные части планетарные передачи
Если несколько простых планетарных передач конструктивно соединены друг с другом (к примеру, передача Симпсона, рис. 19), такой механизм называют составной планетарной передачей. При грамотном сочетании отдельных элементов коробки передач возникает огромное множество теоретически возможных вариантов передаточных отношений.
Если стоимость составной планетарной передачи снижается за счет:
- Объединения водил планетарной передачи;
- Использования одинаковых по размеру шестерен;
- И/или использования одинаковых по размеру планетарных шестерен, говорят об «урезанной» планетарной передаче (к примеру, передача Равиньо).
Планетарная передача Симпсона
Отличительной чертой передачи Симпсона являются простые в техническом отношении зубчатые венцы. Это означает, что в этой конструкции друг с другом соединены два блока планетарных шестерен с одинаковыми солнечными шестернями (Z1 = Z4) одинаковыми планетарными шестернями (Z2 = Z5) и одинаковыми коронными шестернями (Z3 = Z6). В целях уменьшения стоимости чаще всего используется удлиненная солнечная шестерня, общая для обоих блоков планетарных шестерен.
Планетарная передача Равиньо
Очень часто в многоступенчатых планетарных передачах в качестве блоков планетарных шестерен используются блоки Равиньо рис. 20 «Передача Равиньо». Такой «урезанный» блок планетарных шестерен состоит из солнечных шестерен (1 и 2), а также одной коронной шестерни (3) и водила (4), общего для обоих блоков планетарных шестерен.
Переключение передач в планетарной коробке
В планетарной коробке передач одни детали блока планетарных шестерен удерживаются на месте, другие с геометрическим замыканием (жестко) соединены с валом турбины гидротрансформатора крутящего момента (выполняющим роль первичного вала механической планетарной передачи).
Удержание обеспечивается за счет тормозов, а соединение с геометрическим замыканием — за счет соединения многодисковых муфт.
Тормоза и многодисковые муфты в автоматической коробке передач носят общее название органы переключения или элементы переключения передач. Управление ими всегда осуществляется с помощью гидравлического давления.
Тормоза
При включении или затягивании тормозов в рамках переключения передачи солнечные шестерни, водило планетарной передачи или коронные шестерни блокируются (останавливаются), а при выключении или отпускании тормозов снова разблокируются и начинают движение,
В планетарных передачах могут использоваться ленточные или дисковые тормоза.
Ленточные тормоза
По окружности тормозного барабана расположена тормозная лента, имеющая с внутренней стороны фрикционную накладку.
У ленточного тормоза с одинарной обвивкой тормозной лентой тормозная лента обвита вокруг тормозного барабана один раз, а у ленточного тормоза с двойной обвивкой тормозной лентой — два раза, благодаря чему усилие фиксации тормозного барабана при стягивании тормозной ленты в два раза выше, чем у ленточного тормоза с одинарной обвивкой. Ленточный тормоз автоматической коробки передач Opel имеет двойную обвивку тормозной лентой. На рис. 21 «Ленточный тормоз с гидравлическим приводом механизма переключения передач автоматической коробки» изображен ленточный тормоз с одинарной обвивкой тормозной лентой.
Дисковые тормоза
В современных автоматических коробках передач используются только дисковые тормоза. На рис. 22 изображены основные детали дискового тормоза. Стальные диски (2) с наружными захватами вложены в стальную обойму (1) и имеют возможность перемещения в осевом направлении, фрикционные диски (3) с накладками соединены с блоком планетарных шестерен с помощью внутреннего зубчатого венца. Стальная обойма жестко соединена с картером коробки передач (в ZF и Opel такой дисковый тормоз получил название «неподвижной муфты»). По сравнению с ленточными тормозами дисковые тормоза могут передавать более высокие крутящие моменты и более точно регулироваться в отношении передачи усилия.
Муфты
Муфты автоматической коробки передач выполняют следующие функции:
- Соединение вала турбины (первичный вал коробки передач) с определенными частями блока планетарных шестерен и отсоединение от них;
- Передача усилия от частей одного блока планетарных шестерен на части другого.
При установлении соединения с жестким геометрическим замыканием говорят, что муфта включается или соединяется. При разъединении соединения с геометрическим замыканием говорят, что муфта выключается или разъединяется.
Как и дисковый тормоз (рис. 22) дисковая муфта состоит из стальных дисков с наружными захватами и фрикционных дисков с накладками и внутренним зубчатым венцом.
На рисунках 23 и 24 схематически изображена муфта переднего хода автоматической коробки передач Audi и VW.
Название муфта переднего хода говорит о том, что эта муфта включается на всех передачах переднего хода. Только в нейтральном положении и на передаче заднего хода муфта разъединена.
Под системой автоматического переключения понимается гидравлический привод тормозов и муфт. Для затягивания и быстрого отпускания ленточных тормозов используются круглые поршни в соответствующих цилиндрах (см. рисунок 21).
Для обеспечения соединения дисковых тормозов и муфт поршни выполнены в виде колец, как показано на рисунках 23 и 24. Отпускание тормозов и разъединение муфт выполняется с помощью тарельчатых или спиральных пружин или с помощью нескольких небольших круглых витых пружин, расположенных по окружности муфты.
РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЕ ПОЧИТАТЬ:
