УПРАВЛЕНИЕ АГРЕГАТАМИ ШАССИ

АВТОМАТИЧЕСКИЕ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ

Виды и общие принципы автоматического управления трансмиссиями

Общие понятия об автоматических трансмиссиях

Вспомним, зачем нужна трансмиссия. ДВС обеспечивает работу в небольшом диапазоне изменения частоты вращения (5000 : : 1000 мин-1 = 5 — для карбюраторных двигателей и 2500 : 1000 = = 2,5 — для дизелей). В то же время диапазоны изменения скорости движения составляют для автомобилей 150 км/ч : 5 км/ч = 30 и для тракторов 35 км/ч : 1 км/ч = 35. Отсюда назначение трансмиссии — привести частоту вращения и момент двигателя к соответствующим показателям ведущих колес машины, необходимым для выполнения ею требуемого режима работы. Поэтому основным показателем трансмиссии является передаточное число — отношение частоты вращения вала двигателя к частоте вращения ведущих колес:

По этому показателю трансмиссии делят на ступенчатые и бесступенчатые. Последние могут принимать в определенном диапазоне (например, от 1 до 100 и более) любое значение передаточного числа. Давно доказано, что для мобильных машин (автомобили, тракторы и т.п.) более предпочтительны бесступенчатые трансмиссии. Это гидродинамические передачи (гидротрансформаторы — ГТ), паровые машины, электрические передачи, газотурбинные силовые установки и др. Однако ступенчатые трансмиссии (чаще всего шестеренные на базе зубчатых колес), хотя имеют строго фиксированные передаточные числа, значительно легче, компактнее, имеют больший КПД. Потому они получили большее распространение.

С точки зрения автоматичности действия есть передачи, обладающие внутренней автоматичностью (ГТ, паровые машины, электродвигатели с последовательным включением обмотки возбуждения и др.). Есть бесступенчатые передачи, которые для автоматичности действия требуют специальной САУ, например ременные и цепные вариаторы, а шестеренные коробки передач имеют специальные автоматы для переключения передач.

Бесступенчатые трансмиссии

Главный недостаток ступенчатой трансмиссии — невозможность на всех режимах нагружения машины обеспечить полную загрузку двигателя. Для доказательства этого рассмотрим уравнение мощности на колесах:

где Р — касательная сила тяги колеса; vK — линейная скорость колеса (машины).

При N max = const это будет уравнение гиперболы (рис. 4.1), правее которой работа машины невозможна — не хватит мощности двигателя. Поскольку

где п — частота вращения двигателя; г — радиус колеса; / — пе-

д к тр

редаточное число трансмиссии,

то при яд = const скорость машины (vKl, ..., vk4) на каждой передаче будет постоянна.

Сравнение ступенчатой и бесступенчатой трансмиссии

Рис. 4.1. Сравнение ступенчатой и бесступенчатой трансмиссии

Как видно из рисунка, загрузить полностью двигатель можно только в четырех точках— Рк,,..., Рк4. Если нагрузка равна Рк, то работать на 3-й передаче невозможно — точка А находится за границей NK max = const, т.е. двигатель такой нагрузки не «потянет». В данном случае точкой работы будет точка А не на 2-й, а на 1-й передаче, а это недогрузка на 20%. Если проследить подобную ситуацию по всем передачам, то будет видно, что в заштрихованных треугольниках абв (а их площадь — это работа) мы не можем полностью использовать возможную мощность двигателя. Отсюда вывод: ступенчатые трансмиссии имеют хронический недостаток — они не позволяют использовать всю мощность двигателя на всех режимах нагружения. Чтобы уменьшить эти площадки, в КП вводят увеличенное количество передач (тонкие линии со знаком «штрих»), это треугольники с густой штриховкой. Например, в тракторных КП число передач достигает 24...36.

Если трансмиссия будет иметь бесконечное число передач (бесступенчатая трансмиссия), то машина будет иметь характеристику в виде гиперболы и возможность полностью использовать мощность двигателя при любой нагрузке. Поэтому для любой мобильной машины желательной является бесступенчатая трансмиссия. Однако это не всегда возможно технически и экономически.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >