Спосіб зв'язку між двигуном і трансмісією автомобіля

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний університет водного господарства та природокористування, м. Рівне

Спосіб зв'язку між двигуном і трансмісією автомобіля

Федитник А.В., магістр

Динамічність автомобіля є основною експлуатаційною властивістю, яка дозволяє швидко здійснювати перевезення вантажів і пасажирів. Поліпшення динамічності (зменшення динамічних навантажень, покращення режимів руху) автомобіля призводить до підвищення продуктивності і зменшення собівартості перевезень.

Відомий спосіб зв'язку між двигуном і трансмісією автомобіля (див. журнал „За рулем", № 5, 1997, с. 40-43), який здійснюється за допомогою багатоступінчастої механічної коробки передач з автоматичним керуванням за допомогою електронної системи - подачею команд на пневмоциліндри і соленоїди. Для переключення передач такого зв'язку між двигуном і трансмісією автомобіля встановлену муфта зчеплення.

Основний недолік такого способу зв'язку між двигуном і трансмісією автомобіля є те, що при переключенні передач, із-за розриву передачі потужності, виникають значні динамічні навантаження, які негативно впливають на кінематичні пари тертя двигуна і трансмісії з їх інтенсивним спрацюванням, погіршується динаміка автомобіля спостерігаються втрати потужності (зменшується коефіцієнт корисної дії двигуна) в залежності від їздових циклів автомобіля, особливо в міських умовах неусталеного руху.

Відомий спосіб зв'язку між двигуном і трансмісією автомобіля (див. кн. Харитонов С.А. Автоматические коробки передач. - М.: Астрель АСТ, 2003, рис. 2-30, с. 34) найбільш близький за своєю технічною суттю до запропонованої моделі, де зв'язок між двигуном і трансмісією автомобіля здійснюється через гідротрансформатор і планетарну передачу, призначених для дадавання двох потоків потужності, один з яких поступає безпосередньо з двигуна на велике центральне колесо (ВЦК) планетарної передачі через кожух гідротрансформатора, який жорстко зв'язаний з ВЦК, а другий потік потужності через гідротрансформатор поступає на мале центральне колесо (МЦК) планетарної передачі яке є ведучим. Два потоки потужності додаються на водилі, яке зв'язане з трансмісією автомобіля.

Основний недолік цього способу зв'язку між двигуном і трансмісією автомобіля є вузький діапазон зміни кутової швидкості і крутного моменту, застосовується ступінчастість передачі параметрів руху, а тому виникають великі динамічні навантаження, великі втрати потужності (зменшується коефіцієнт корисної дії двигуна), значні витрати палива, недостатній ресурс роботи.

В результаті реалізації даного способу зв'язку між двигуном і трансмісією автомобіля відбувається зменшення динамічних навантажень за рахунок плавної безступінчатої передачі швидкості та крутного моменту від двигуна до трансмісії автомобіля за допомогою планетарної передачі з керуванням (гальмуванням або прискоренням) великим центральним колесом за допомогою клинопасового або ланцюгового варіатора і гідротрансформатора.

Технічний результат досягається тим, що у способі зв'язку між двигуном і трансмісією автомобіля за допомогою гідротрансформатора і послідовно з'єднаного з ним планетарного механізму велике центральне колесо (ВЦК) планетарного механізму зв'язують з валом двигуна через клинопасовий або ланцюговий варіатор і гідротрансформатор, а мале центральне колесо (МЦК) планетарного механізму зв'язують на пряму з валом двигуна, при цьому здійснюють безступінчасту зміну кутової швидкості та крутного моменту шляхом розгалуження потужності двигуна на два потоки -- силового і регулюючого, силовий потік ефективної потужності двигуна подають на мале центральне колесо (МЦК), а регулюючий потік потужності через варіатор і гідротрансформатор подають на велике центральне колесо (ВЦК) , обидва потоки потужності додають на сателіті і результуючий потік подають на водило планетарного механізму, яке зв'язане з трансмісією автомобіля.

Спосіб зв'язку між двигуном і трансмісією автомобіля, у якому використовується властивість планетарних передач додавати на одній із ланок потоки потужності двигуна, що підводяться до його двох інших ланок, дозволяє плавно змінювати швидкості та крутні моменти від двигуна до трансмісії автомобіля, підвищує коефіцієнт корисної дії двигуна, покращує динамічність автомобіля та збільшує ресурс його роботи.

На рис. 1 показано кінематичну схему способу зв'язку двигуна з трансмісією автомобіля.

На рис. 2 показано схему планетарного механізму, коли швидкості на МЦК і ВЦК мають різні напрямки; на рис.3 показано схему планетарного механізму, коли швидкості на МЦК і ВЦК мають один напрямок.

Рис. 1. Спосіб зв'язку між двигуном і трансмісією автомобіля

Рис. 2. Схема кутових швидкостей планетарного механізму (різний напрямок МЦК і ВЦК)

Рис. 3. Схема кутових швидкостей планетарного механізму (однаковий напрямок МЦК і ВЦК)

За допомогою зміни кутових швидкостей відбувається автоматичне безступінчасте керування передачі швидкості та крутного моменту від двигуна до трансмісії автомобіля, за рахунок додаткової потужності від варіатора та гідротронсформатора.

Спосіб зв'язку двигуна з трансмісією автомобіля пояснюється схемою, де планетарний механізм містить мале центральне колесо (МЦК) 1, велике центральне колесо (ВЦК) 2, водило 3, які зв'язані між собою сателітом 4. З водила 3 кутова швидкість і крутний момент передаються на головну передачу автомобіля. Велике центральне колесо 2 зв'язане з валом 5 двигуна через клинопасовий або ланцюговий варіатор 6, гідротрансформатор 7 і зчіпну муфту 8.

Спосіб зв'язку двигуна з трансмісією автомобіля здійснюється наступним чином.

Два потоки потужності передаються від двигуна на планетарний механізм. Один потік необхідної потужності з вала 5 двигуна поступає безпосередньо на МЦК 1, а другий потік - через клинопасовий або ланцюговий варіатор 6, гідротрансформатор 7 і зчіпну муфту 8 поступає на ВЦК 2. Додавання обох потоків потужності відбувається на сателіті 4. Зменшенням або збільшенням кутової швидкості ВЦК 2 плавно зменшується або збільшується кутова швидкість водила 3, яке зв'язане з трансмісією автомобіля. Зменшення або збільшення кутової швидкості ВЦК 2 виконується за допомогою клинопасового або ланцюгового варіатора 6 і гідротрансформатора 7. На холостому режимі роботи двигуна регулюючий потік потужності від'єднується від ВЦК 2 за допомогою зчіпної муфти 8. Керування зв'язком двигуна з трансмісією автомобіля здійснюється автоматично за допомогою відомої електронної системи або в ручному режимі.

Такий спосіб зв'язку двигуна з трансмісією автомобіля сприяє наближенню реальної тягової характеристики автомобіля до його ідеальної характеристики, водночас може здійснюватись його розгін з набагато більшим прискоренням і понижується питома витрата палива під час його руху, зумовлює створення агрегатів трансмісії з вихідними характеристиками, максимально наближеними до гіперболи, що відповідає динамічній характеристиці двигуна з наступними перевагами: плавна зміна передаточного відношення, забезпечення постійного режиму роботи трансмісії, підвищення коефіцієнта корисної дії двигуна. Внаслідок цього покращується плавність руху, суттєво збільшується ресурс ланок автомобіля з причини відсутності різких змін навантажень, покращується його прохідність в різних умовах в результаті поступової і безперервної зміни тягового навантаження.

Розроблений спосіб зв'язку між двигуном і трансмісією автомобіля, який передбачає керування швидкістю за допомогою гідротрансформатора і планетарного механізму, відрізняється тим, що велике центральне колесо (ВЦК) планетарного механізму зв'язують з валом двигуна через варіатор і гідротрансформатор, а мале центральне колесо (МЦК) планетарного механізму зв'язують на пряму з валом двигуна, при цьому здійснюють безступінчасту зміну швидкості та крутного моменту шляхом розгалуження потужності двигуна на два потоки - силового і регулюючого, силовий потік ефективної потужності двигуна подають на мале центральне колесо (МЦК), а регулюючий потік потужності через клинопасовий або ланцюговий варіатор і гідротрансформатор подають на велике центральне колесо (ВЦК), обидва потоки потужності додають на сателіті і результуючий потік подають на водило планетарного механізму, яке зв'язане з трансмісією автомобіля.

Даний спосіб відноситься до автомобілебудування і може бути використаний в трансмісіях транспортних та інших засобів різних галузей промисловості.

Новим у запропонованому способі зв'язку є те, що велике центральне колесо (ВЦК) планетарного механізму зв'язують з валом двигуна через варіатор і гідротрансформатор, а мале центральне колесо (МЦК) планетарного механізму зв'язують на пряму з валом двигуна, при цьому здійснюють безступінчасту зміну швидкості та крутного моменту шляхом розгалуження потужності двигуна на два потоки -- силового і регулюючого, силовий потік ефективної потужності двигуна подають на мале центральне колесо (МЦК), а регулюючий потік потужності через клинопасовий або ланцюговий варіатор і гідротрансформатор подають на велике центральне колесо (ВЦК) , обидва потоки потужності додають на сателіті і результуючий потік подають на водило планетарного механізму, яке зв'язане з трансмісією автомобіля.

Отже, запропонований спосіб зв'язку між двигуном внутрішнього згорання і трансмісією автомобіля за допомогою варіатора та гідротрансформатора, у якому використовується властивість планетарних передач додавати на одній із ланок потоки потужності двигуна, що підводяться до його двох інших ланок, дозволяє плавно змінювати швидкості та крутні моменти від двигуна до трансмісії автомобіля, підвищує коефіцієнт корисної дії двигуна, покращує динамічність автомобіля і як результат зменшує швидкості зношування його деталей та механізмів. При цьому збільшується строк служби автомобіля і зменшуються питомі витрати на його підтримання в працездатному стані, що дозволяє збільшити міжремонтні пробіги рухомого складу автомобільного парку.

Література

двигун трансмісія автомобіль

1. Журнал „За рулем", № 5, 1997, с. 40-43.

2. Харитонов С.А., Автоматические коробки передач. - М.: Астрель АСТ, 2003, рис. 2-30, с. 34.

Размещено на Allbest.ru