Автолюбителю

Легковые автомобили

Учебное пособие для средней школы

3.11. Устройства, применяемые в бесступенчатых автоматических трансмиссиях

На легковых автомобилях высокого класса устанавливают автоматические гидромеханические коробки передач. В органах управления таких автомобилей отсутствует рычаг переключения передач и педаль сцепления. Гидромеханические коробки являются бесступенчатыми, они способны изменять крутящий момент двигателя в зависимости от сопротивления и скорости движения автомобиля. В любой гидромеханической коробке передач работают два основных устройства: гидромуфта и гидротрансформатор.

В нашей стране гидромуфта в качестве сцепления впервые была использована на автомобиле «ГАЗ-12»  («ЗИМ»). Автомобиль имел механическую ступенчатую коробку передач, и установка гидромуфты в трансмиссии позволяла трогаться с места без включения сцепления. Однако. чтобы переключать передачи, в ступенчатой коробке пришлось последовательно с гидромуфтой размещать обычное фрикционное сцепление, а удобства в управлении при трогании с места потребовали существенного усложнения конструкции трансмиссии.

На рисунке 3.18 изображена схема гидромуфты, применяемая в автомобилях в качестве автоматического гидравлического сцепления. Ведущая часть — насосное колесо — связана с коленчатым валом двигателя, ведомая часть — турбинное колесо — с коробкой, передач. Оба колеса помещены в корпусе, заполненном примерно на 4/5 своего объема турбинным маслом. При вращении насосное колесо вызывает движение жидкости

в замкнутом объеме гидромуфты. Энергия, которую жидкость получила от

насосного колеса, передается турбинному. Передача энергии, а следователь

но, и крутящего момента возможна лишь в том случае, когда турбинное

колесо вращается с меньшей скоростью, чем насосное. Если остановить тур

бинное колесо, то оно будет воспринимать крутящий момент, равный мак

симальному моменту, подведенному к насосному колесу. При вращении

турбинного и насосного колес с одинаковыми скоростями гидромуфта не

передает никакого крутящего момента. Увеличивать крутящий момент боль

ше, чем момент, подведенный к насосному колесу, гидромуфта не может.

При работе гидромуфты происходит постоянное проскальзывание между

турбинным и насосным колесами, ее КПД составляет 97...98%.

Гидромуфта в трансмиссии автомобиля улучшает плавность трогания с места. Ее трущиеся поверхности не изнашиваются, отсоединение двигателя от  коробки  передач  происходит  автоматически,  и  двигатель  не  глохнет.

Гидротрансформатор предназначен для увеличения крутящего момента, подведенного к насосному колесу (рис. 3.19). В отличие от гидромуфты гидротрансформатор имеет три лопастных колеса. Насосное колесо соединено с коленчатым валом двигателя, турбинное — с трансмиссией, третье колесо, называемое реактором, закреплено в картере (корпусе). При вращении насосного колеса, жидкость, заполняющая гидротрансформатор, движется по кругу, обозначенному на рисунке стрелками. Лопасти колес изогнуты. Жидкость разгоняется насосным колесом и попадает на неподвижное лопастное колесо — реактор. В реакторе направление движения жидкости и ее скорость изменяются. За счет увеличения скорости и изменения направления движения жидкости в реакторе момент на турбинном колесе может быть значительно больше, чем на насосном; при этом турбинное колесо вращается медленней насосного. При увеличении сопротивления со стороны турбинного колеса скорость его вращения уменьшается, а крутящий

момент возрастает. Однако увеличить крутящий момент гидротрансформатор может не более чем в 2...3 раза, а этого бывает недостаточно. Поэтому, используя гидротрансформатор в качестве коробки передач, применяют дополнительные механизмы для. увеличения крутящего момента.

Гидротрансформатор может работать как гидромуфта, если освободить реактор, который начнет вращаться.

Использование гидротрансформатора в качестве коробки передач легкового автомобиля сопряжено с усложнением конструкции трансмиссии, увеличением расхода топлива, повышением стоимости изготовления и обслуживания машины. Более простые конструкции бесступенчатых трансмиссий  можно  создать  на  основе  фрикционных  клиноременных  передач.

На рисунке 3.20 в качестве примера показана бесступенчатая клиноременная передача переднеприводного автомобиля «УНО-70» итальянской фирмы «ФИАТ». Изменение крутящего момента в ней производится с помощью фрикционного клиноременного устройства, называемого вариатором.

Подвижные полушкивы связаны с гидроцилиндрами и перемещаются в осевом направлении. Перемещая на разные расстояния друг от друга верхние и нижние полушкивы, можно изменять положение на шкивах стального гибкого клинового ремня производя преобразование крутящего момента. Непрерывное перемещение полушкивов с помощью гидроцилиндров позволяет осуществлять бесступенчатое преобразование крутящего момента.

1. Общее устройство трансмиссии

2. Сцепление

3. Коробка передач

4. Раздаточная коробка

5. Карданная передача

6. Главная передача

7. Дифференциал и полуоси

8. Передний ведущий мост