Автоматические коробки передач на базе зубчатых колес
Гидравлические, электрические, ременные передачи из-за их неудовлетворительного характера изменения кривой КПД (см. выше) применяют обычно в сочетании с трех-, четырех-, иногда пятиступенчатыми редукторами на базе зубчатых колес. Это обеспечивает работу бесступенчатой части общей КП в зоне высоких значений КПД. Именно эти гидро- или электромеханические КП называют АКП — автоматические коробки передач. При этом обязательно нужно решать проблему переключения передач на ходу под нагрузкой (без разрыва потока мощности — см. выше).
Основой автоматических коробок передач (АКП) чаще всего служат планетарные передачи (см. п. 17.2). Переключение передач возложено на фрикционные муфты (см. ранее) или тормоза (дисковые или ленточные) с автоматическим управлением.
Автоматические коробки передач состоят из двух-трех планетарных рядов, обеспечивая 4—7 передач. Для управления переключением используют необходимое число муфт сцепления (или тормозов) с гидроподжимом дисков, с распределением масла золотниками, которые перемещаются соленоидами, а ими уже управляет электроника.
Большое распространение в автомобилях нашла «схема Симпсона» (рис. 17.19). Она состоит из двух планетарных рядов: 1-й ряд слева (это почти та же схема, что на рис 17.5); 2-й ряд (такой же), его водило 7 выходит на тормоз Т2 и муфту свободного хода — МСХ, а ее корпус выведен на тормоз Ту
Рис. 17.19. Схема Симпсона:
1,6 — ведущий и ведомый валы; 2,8 — коронные шестерни; 3, 10 — солнечные шестерни; 5,7 — водило; 4,9 — сателлиты
Левый планетарный редуктор с тормозами Г,, Т2, Т3 и муфтами А/ф1 и Л/ф2 дает две передачи вперед и нейтраль; вторая часть (вместе с первой) позволяет выполнить еще две передачи вперед и задний ход.
Эта схема дает возможность получить как минимум четыре передачи и заднюю.
Первая передача. Тормоз 71, зажат — обе солнечные шестерни неподвижны. Муфта Л/ф2 замкнута, что обеспечивает вращение коронной шестерни 2, сателлиты обкатываются по солнечной шестерне 3, водило вместе с валом 6 вращается. А/ф1 — задний ход, Л/ф2 — муфта переднего хода; Тх — тормоз 11 передачи; Т2 — тормоз I передачи и заднего хода (ЗХ).
Вторая передача: Л/ф2 замкнута, тормоз Т2 зажат. Водило 7 стоит на месте. Передача идет через коронную шестерню 2, сателлиты и солнечные шестерни 5 и 10 на коронную 8.
Прямая передача: муфты Л/ф1 и Мф2 замкнуты. Это блокирует коронную шестерню 2 и солнечную шестерню 3, они вращаются как одно целое. В результате весь механизм вращается с частотой вращения ведущего вала (двигателя).
Задний ход: муфта М^2 разомкнута, муфта М.{ замкнута — вращаются от двигателя солнечные шестерни 3 и 10. Они воздействуют на сателлиты 9. Возникает реактивный момент, действующий в обратную сторону, который блокирует муфту свободного хода МСХ. Она останавливает водило 7. Сателлиты 9 работают как паразитные шестерни, они вращают коронную шестерню 10 и вал 6 в обратную сторону.
Нейтраль: все муфты разомкнуты, тормоза отпущены. У всех видов шестерен нет опоры, передачи крутящего момента на выходной вал 6 нет. Таким образом, рассматривая схему постепенно и определяя, что будет происходить при замыкании той или иной муфты (тормоза), можно проследить передачу момента по элементам планетарных рядов от ведущего вала на ведомый.
На рис. 17.19 показан разрез коробки передач с автоматическим управлением. Она состоит из гидротрансформатора (ГТ), который на прямой передаче автоматика блокирует (выключает из работы) специальной муфтой сцепления. За ним установлен шестеренный насос для циркуляции масла в системе питания ГТ. Иногда ГТ имеет свою систему охлаждения — радиатор и т.п. (особенно на тяжелых машинах, тягачах). За гидротрансформатором — два ряда планетарных редукторов, блок электромагнитных гидроклапанов, которые управляют переключением муфт сцепления и тормозов. Электроника по хранящимся в ПЗУ программам управляет гидроклапанами и гидрозолотниками.
Рычаг управления АКП имеет несколько положений: «N», «Р», «D», «R» — (нейтраль, parking — стоянка, drive — режим движения вперед, reverse — движение задним ходом). Возможны режимы «S» {sport), «К» {kick-down) — режим принудительного включения низшей передачи, что применяется обычно при обгоне (вспомните динамическую характеристику автомобиля — ускорение на низшей передаче выше, чем на последующей).
