Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Синхронизированныеинесинхронизированныемкпп




Коробки передач.

 

КПтранспортныхсредствпредназначенадляизменения частоты и крутящего момента вболееширокихпределах,чемэтоможетобеспечить двигател ь транспортногосредства.Какправило,этоотноситсяк двигателям внутреннегосгорания (ДВС),которыеимеютнедостаточную приспособляемость.Транспортныесредствас паровыми или электрическими (трамвайроллейбус) двигателямиобычновыполняютсябезКП,таккак последниеимеютвысокуюприспособляемостьиобеспечиваютизменение частотывращенияикрутящегомоментавболееширокихпределах,чем ДВС.ТакжеКПпредназначенадляобеспечениядвижениятранспортного средствазаднимходомидлительногоотключениядвигателяот движителя припускедвигателяиработеегонастоянках.

Классификация

Коробкипередачклассифицируютсяпонесколькимпризнакам.

По способу передачи потока мощности

•Механические —коробкипередач,вкоторыхиспользуются механическиепередачи,какправило— зубчатые.

о Простые — выполненысиспользованиемцилиндрическихи

коническихзубчатыхпередач,

о Планетарные(ПКП)—выполненысиспользованием

планетарныхрядов.

•Гидромеханические —коробкипередач,вкоторыхмеханические передачииспользуютсявсочетаниисгидравлическойпередачей (гидромуфта, гидротрансформатор).

 

Классификация простых КП

 

По числу основных валов с шестернями:

• двухвальныесоднойпаройзацепления-наиболеепросты,нонеимеют прямойпередачи(большинствопереднеприводныхизаднемоторных автомобилей)

• трёхвальныесдвумяпарамизацепления:

о соосные-первичныйивторичныйвалсоосны-имеютпрямую передачу,характеризуютсяуменьшеннымпоперечным габаритом,ноувеличеннымпродольным(большинство заднеприводныхавтомобилей)

оснесооснымивалами-неимеютпрямойпередачи(раздаточные коробкиполноприводныхавтомобилей,КППтракторов)

• многовальныеспеременнымчисломзацеплений-позволяютполучать большоечислопередач(КППтракторов,коробкискоростейиподач токарныхстанков)

• многовальныеспоследовательнымредуцированием-фактически объединяютвсебенесколькопоследовательновключенныхКПП (нашлиприменениенатракторахибронетехнике)

• безвальныеКП

 

о соосныебезвальныеКП(немецкийтанк Рz.Ш)

о несоосныебезвальныеКП(немецкийтанк Рz.VI«Тигр»)

 

 

По числу ходов(подвижныхшестерен-каретокилимуфт):трех-,четырех-и пятиходовые.

 

По способу переключения ступеней:

• сподвижнымишестернями-каретками

• спостояннымзацеплениемшестеренипереключениемспомощью зубчатыхмуфт:

обез синхронизаторов

оссинхронизаторами

•сфрикционнымвключениемступеней

Классификация планетарных КП

По числу степеней свободыпривыключениивсехфрикционныхустройств:

• сдвумястепенямисвободы

• стремястепенямисвободы

• счетырьмяиболеечисломстепенейсвободы

 

По типу используемых планетарных рядов:КПсэпициклическимиис присоединенными планетарнымирядамивнешнегоиливнутреннего зацепления.

 

По способу управления

 

• С ручным включением передач —передачувключаетводитель (оператор).

о Непосредственного действия —используетсятолькоусилие оператора.Приводынепосредственногодействиябывают механическими игидравлическими.

о Сервоприводы —используетсяусилиеоператораи

сервоустройства,приэтомосновнуючастьработывыполняет сервоустройство,аусилиеоператоранеобходимодляуправления работойсервоустройства.Взависимостиотисточника(преобразователя)энергиисервоприводыподразделяютсяна гидравлические, механические, электрические, вакуумные, смешанные идр.Вавтомобиле-итанкостроениинаибольшее распространениеполучили гидросервоприводы.

• Автоматические —взависимостиотвнешнихусловий(например, частотавращенияинагрузкана коленчатомвалу двигателя)передачи переключает автоматизированнаясистемауправления КПбезучастия водителя.

 

По числу передач

Указываетсячислопередачпереднегоизаднегохода.

 

 

Механическая коробка переключения передач

 

ЧетырёхступенчатаяМКППТорLоаdегавтомобиляфирмыFORD.

 

Механическаякоробкапередачизнутри.

 

Механическая коробка переключения передач(иногда - перемены передач, далее по тексту — МКПП) —механизм,предназначенныйдля ступенчатогоизмененияпередаточногоотношения,вкоторомвыбор передачиосуществляетсяоператором(водителем)вручную.

 

Назначение

Необходимостьвналичиикоробкипередачпроистекаетизодногоиз главныхнедостатков двигателявнутрен негосгорания.Диапазонскоростей вращенияДВСвбольшинствеслучаев(обычноот500донесколькихтысяч об/мин)несовпадаетсоскоростямивращенияколёсавтомобиля(обычноот 0до1800об/мин).ДругаяособенностьДВСвтом,чтомаксимальные значения крутящегомомента достигаютсявсравнительнонебольшом интервале,расположенномприблизительнопосерединемежду максимальнымииминимальнымиоборотами.Максимальнаяжемощность развиваетсянамаксимальныхоборотах.

Например,двигательраспространённогоавтомобиля ВАЗ-2106 имеет рабочиеоборотыот800до5400об./мин.,приэтоммаксимальное значениекрутящегомоментадостигаетсяпри3000об./мин.ш

 

Трансмиссия,такимобразом,служитдляобеспеченияоптимальногорежима работыдвигателявразличныхусловияхдвижения.Вмеханической трансмиссииэтоосуществляетсязасчёттого,чтоводительвручную переключаетсямеждунесколькимиступенями(передачами) МКПП, имеющимиразличное передаточноечисло. Выделяютвысшиеинизшие ступени(передачи).

• Притроганиисместа,разгоне,движениинанебольшойскоростиипо бездорожьюнеобходимвысокийкрутящиймомент,максимум которогодостигаетсяприсредне-высокихоборотах,ноотсутствует необходимостьразвиватьбольшуюмаксимальнуюскорость.Поэтому длядвижениявэтомрежимеслужатнизшиеступеникоробкипередач, имеющиенаибольшеепередаточноеотношение,приэтомдажепри большихоборотахдвигателяавтомобильбудетехатьмедленно.

• Сдругойстороны,приравномерномдвижениинадостаточновысокой скоростинеобходимообеспечитьбольшуючастотуобращенияколёс, приэтомудерживаяоборотыдвигателявприемлемыхрамках.Для этогослужатвысшиепередачи,имеющиезначительноменьшие передаточныечислапосравнениюснизшими,приэтомавтомобиль будетпритехжеоборотахдвигателяехатьдостаточнобыстро,покане будутдостигнутымаксимальныерабочиеоборотыдвигателя.Однако привключённыхвысшихпередачахавтомобильнеможетдвигатьсяс небольшойскоростью(конкретныйминимумскоростидлякаждой ступеникоробкипередачзависитотособенностейконструкции трансмиссииимоментнойхарактеристикиконкретногодвигателя),и, темболее,трогатьсясместа,таккакдвигательнесможетразвить

крутящегомомента,достаточногодлятого,чтобысдвинуть автомобильсместа,иостановится(заглохнет).

 

Принцип работы

 

Кратко,принципработымеханическойКППтрадиционноготипа заключаетсявтом,чтозубчатыешестернивеёкорпусемогутпоочерёдно зацеплятьсявразличныхкомбинациях,образуянесколькопередачсразным передаточнымчислом.

 

МКППобычноработаетвпаресо сцеплением. Онослужитдлявременного разобщениядвигателяитрансмиссии.Этонеобходимодляпереключения передачивМКПП,таккак,когдадвигательивалыКППнеразобщены,и двигательработает,черезкоробкупередачпроходитбольшойкрутящий момент,ипереключатьпередачиневозможно.

 

Валы и шестерни

 

Любаякоробкапередачтрадиционноготипапредставляетсобойнабор расположенныхвединомкорпусе(называемомкартером)ивращающихся вокругпараллельныхосейваловсрасположенныминанихшестернями.

 

Далеерассматриваетсятрёхвальнаякоробкапередачзаднеприводного автомобиляклассическойкомпоновкиссинхронизаторамиишестернями постоянногозацеплениянапередачахпереднегоходаи несинхронизированнойскользящейшестернейзаднегохода.

 

ВтакихмеханическихКППприсутствуюттривала: первичный, вторичный,промежуточный.

• Первичный(ведущий)валчерезсцеплениесоединяетсясмаховиком двигателя.

• Вторичный(ведомый)валжёсткосоединёнскарданнымвалом,илив трэнсэкслах —непосредственносглавнойпередачей.

• Промежуточныйвалслужитдляпередачивращенияотпервичного валаквторичному.

 

Обычно,первичныйивторичныйвалырасположеныодинзадругим, вторичныйопираетсяприэтомна подшипник,установленныйвхвостовике первичного.Жёсткойсвязионинеимеютивращаютсянезависимодругот друга.Промежуточныйвалрасположенобычноподпервичными вторичным.Навалахнаходятсяблокишестерён.Чтобыуменьшить шумностьработы,шестерниобычноделаюткосозубыми.

 

Напервичномвалунаходитсяоднашестерня,жёстконанёмзакреплённаяи служащаядляпередачивращенияпромежуточномувалу.Навторичномвалу расположенблок шестерён, шестерникоторогосвободно вращаютсяна валу,ноконструктивноихпродольное перемещение исключено. Для включенияпередачи,онимогутблокироваться на валу, начинаявращаться вместесним

 

Напротивкаждойшестерниведущегоиведомоговаловрасположеныжёстко закреплённыенасвоёмвалушестерни промежуточного вала, которые находятсясрасположенныминапротившестернямиведущегоиведомого валав постоянном зацеплении (т.е.всешестернивкоробкепередачвсегда вращаютсяпридвиженииавтомобилявперед).Таккакединственная шестерняпервичноговалатакжежёсткозакрепленанасвоёмвалу, вращение с первичного вала на промежуточный передаётся всегда.Включениеженужнойпередачипроисходитзасчётзадействованиянужной шестерни,расположеннойнавторичномвалу.

 

Именновыборнужнойшестернинавторичномвалуивведениееёв зацеплениесэтимваломиявляется,посути,выборомнужнойпередачи.

 

Переключение передач

 

Междушестернямиведомоговаларасположенымуфты включения передач(илишлицевые муфты). Вотличиеотшестернейпередач,они закрепленынасвоёмвалуивращаются вместе с ним, номогутдвигаться в продольном направлении (вперёд-назад).

 

Насторонахшестерёнвторичноговала,обращенныхкмуфтамвключения передач,имеютсязубчатые венцы. Также,зубчатыйвенецимеетизадний торецведущеговала.Ответныезубчатыевенцынаходятсянамуфтах включения.

 

Придвижениирычагапереключенияпередач,припомощиспециального приводачерезползуныприводятсявдвижениевилки переключения передач, которыемогутпередвигатьмуфтывключениявпродольномнаправлении. Специальныйблокирующиймеханизм(замок) приэтомнедопускает одновременноевключениедвухпередач,чтомоглобыпроизойти,еслибы рычагпереключенияпередачзацепилбысразудваползуна.Замокфиксирует дваползунавнейтральномположениипридвижениитретьего,чеми исключаетсяодновременноевключениедвухпередач.

 

Когдамуфтавключениядвижетсявнаправлениишестернинужнойпередачи, ихзубчатыевенцывстречаются,имуфтавключения,котораявращается вместесвалом,соединяетсясшестернейпередачи,блокируяеё.Послеэтого онивращаютсяикоробкапередачначинаетпередаватьвращениеот двигателяна карданныйвал идалее—наколёса.

Соответственно,когданиоднамуфтавключениянеблокируетниодной шестерни,коробкапередачнаходитсявнейтрали, илинанейтральной передаче,идвигательстрансмиссиейразобщены.

 

Синхронизаторы

 

Однакоприописанномвышепростейшемустройствекоробкипередачи будутвключатьсяссильнымшумомичувствительнымударом,крометого, водителюнеобходимобудетугадыватьмомент,когдаоборотымуфты включенияишестернинавалубудутпримерноодинаковыми,иначе зубчатыевенцымуфтыишестернинужнойпередачиневойдутвзацепление иоченьбыстроизносятся.

 

ПоэтомувсовременныхМКППвместопростыхмуфтвключения используютсясинхронизаторы,уравнивающиеокружнуюскоростьшестерни имуфтывключенияинедающиемуфтезаблокироватьшестерню,покаих скоростинесравняются—чтозанимаетвремяпорядкамиллисекунд,ибез примененияспециальныхприборовобнаружитьблокировкупри переключениипередачневозможно

 

Двухвальные коробки передач

 

Двухвальнаячетырёхступенчатаянесинхронизированнаякоробкапередачсо скользящимишестернями.Вотличиеотсовременныхконструкций,её шестерниненаходятсявпостоянномзацеплении:шестернипервичноговала (верхний)могутскользитьвдольнего,вступаявзацеплениеснеподвижно закреплённыминасвоёмвалушестернямивторичного.1911год,Германия.

 

ВнастоящеевремянередкоиспользуютсядвухвальныеМКПП:вних отсутствуетпромежуточныйвал,ведущийиведомыйвалывращаются

вокругпараллельныхосей(анерасположенынаоднойосидругзадругом),и крутящиймоментпередаётсянепосредственносоднойизшестерней первичноговаланазафиксированнуюнасвоёмвалусинхронизатором соответствующуюшестернювторичного,поэтомупрямаяпередача техническиневозможна.Востальном,ихпринципдействияаналогичен работетрёхвальнойМКПП.

 

ПреимуществатакихКПП—компактностьинесколькобольший КПД благодаряменьшемуколичествузадействованныхвпередачекрутящего моменташестерён.Главныйнедостаток—отсутствиепрямойпередачи; крометого,такаяКППпригоднатолькодлялегковогоавтомобиля:вней конструктивносложнополучитьбольшиезначенияпередаточногочисла.

 

Таковыкоробкипередачпереднеприводныхавтомобилей,таких,как ВАЗ- 2108и Москвич-2141. ЧастотакиеКППимеютбольшечетырёхпередач переднегохода.

 

СинхронизированныеинесинхронизированныеМКПП

 

Существуютсинхронизированныеинесинхронизированныемеханические коробкипередач.

 

Внесинхронизированной МКППвключениепередачосуществляется полностьюводителемвручную.Таккакприпереключениипередачи скоростьшестерёнразлична,муфтапереключениянеможетпросто перейтисоднойизнихнадругую.

Поэтомуводителюприходитсяждатьмомента,когдаокружные скоростишестерёнсравняются.Дляэтогослужитспособ,называемый «двойнымвыжимом»:дляпереключениямеждунизшейивысшей передачейсначаланажимаютпедальсцепления,выключаютпередачу (коробкав«нейтрали»),отпускаютсцепление,затемснованажимают наегопедальивключаютнужнуюпередачу.Припереключениис высшейпередачинанизшуюприменяют«двойнойвыжимс перегазовкой»—тотжепроцесс,нокогдакоробканаходитсяв нейтралипроизводят«перегазовку»—нажимаютнапедаль акселератора.Всеэтимерынужныдлягрубоговыравнивания окружныхскоростейшестерёниоблегченияпереключенияпередач. Нанекоторыхспортивныхавтомобиляхимотоциклахс несинхронизированнымиМКППпередачиобычнопереключаютбез выжимасцепления,чтотребуетотводителябольшогоопыта (необходимонауровнеавтоматизмадостаточноточно«подгадывать» необходимыевмоментпереключенияоборотыдвигателя).

НалегковыхавтомобиляхполностьюнесинхронизированныеМКПП применялисьдо1940-хгодов(ГАЗ-А, ГАЗ-М-1,ранниесерии ГАЗ-М- 20).

Однако,например,натяжёлыхгрузовикахитракторах,КППкоторых имеютбольшоеколичествопередач(до18),установка синхронизаторовтехническиневозможна.Крометого, несинхронизированныеМКППиногдаиспользуютнасовременных спортивныхавтомобиляхимотоциклахподвумпричинам:во-первых, опытныйводительпереключаетнесинхронизированныепередачи быстрее(сменьшейзадержкой),аво-вторых(чтоболееважно),такие коробкиболееживучиприхарактерныхдляспортавысокихнагрузках.

 

Всинхронизированной МКПП,включениевсехпередач(или некоторых)вопределённомсмыслечастичноавтоматизировано. Специальныеустройства—синхронизаторы—недаютвключающей муфтеперейтисоднойшестернинадругую,покаихскоростьне выравняется(чтотакжевыполняетсясинхронизатором).

 

Убольшинствасовременныхлегковыхавтомобилей синхронизированывсеимеющиесяпередачи,иногда—всепередачи переднегохода.

Впрошломсинхронизированнымибылилишьвысшиепередачи. Например,вкоробкепередач«Волги» ГАЗ-21 синхронизированы толькоПиШпередачи,аIизаднегохода—нет.Вэтомслучаедля бесшумноговключениянесинхронизированныхпередач(включая заднюю)применяетсяспециальныйприём—выжавсцепление, сначаларычагпереключенияпередапереводятвположение, соответствующееоднойизсинхронизированныхпередач,азатем,не отпускаяпедалисцепления,включаютнужнуюнесинхронизированную передачу.Приэтомпросходитвыраниваниескоростейваловкоробки передач,чтодаётэффект,аналогичныйналичиюнаэтойпередаче синхронизаторов.Применениеэтогоприёмапозволяетнетолько избежатьнеприятногоскрежетапривключениинесинхронизированной передачи,ноизначительноувеличитьресурсеёшестерней.

Убольшинстваотечественныхавтомобилейпередачазаднегохода не имеет синхронизатора.


 

 

ВелосипеднаяпланетарнаякоробкапередачRohloffSpeedhub 500/14

 

Некоторыеавтомобилииспользовалипланетарныемеханическиекоробки передач,например, FordТ. Шестернивпланетарноммеханизмесовершают помимовращательногоещёипоступательноедвижение.

 

Особенностьэтихкоробоквтом,чтовсешестернивнихнаходятсяв постоянномзацеплении,аизменениепередаточногочислапроисходитза счётторможенияиблокированияотдельныхвращающихсяэлементов.

 

Таккакприпереключениипередачвпланетарнойкоробкенепроисходит зацеплениямеждудвумязубчатымивенцами,нетнеобходимостиив разобщениидвигателяитрансмиссиидляпереключенияпередач.Кроме того,такаятрансмиссияполучаетсягораздокомпактнееобычной.

 

Однакоуправлениеавтомобилемстакойкоробкойпередачочень специфично,асамаонавесьмадорогавпроизводстве.Поэтому механическиепланетарныеКППполучилималоераспространениена автомобилях(затонередкоприменяютсянавелосипедах,атакже танках и иныхгусеничныхмашинах).

 

Крометого,практическивсегидромеханические автоматические трансмиссии используютпланетарнуюмеханическуючасть,которая достаточнолегкоподдаетсяавтоматизациииможетработатьвпарес

гидротрансформатором без сцепления.

 

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...