П’ятниця, 02 січня 2015 р., 08:19
Редуктор або гідротрансформатор - це шестерня, яка може поступово або безступенево змінювати крутний момент та швидкість, виміряні на приводному валу, відповідно до можливостей та потреб ресурсу та керованої машини.
Трансмісії використовуються для різних цілей. Двигуни внутрішнього згоряння здатні забезпечити економічну ефективність лише у відносно невеликому діапазоні швидкостей. Однак вимоги до швидкості та крутного моменту приводних машин (у більшості випадків автомобілів, мотоциклів, тепловозів чи мотопоїздів) дуже різняться. З іншого боку, верстатам часто потрібно підтримувати певне передавальне відношення між основним рухом та вторинними переміщеннями (подача) (наприклад, коли токарний верстат ріже нитку), у цьому випадку важливо дотримуватися кінематичного співвідношення точно, регулювання крутного моменту є вторинним.
Трансмісія може бути редукторною (циліндричною або планетарною), гідродинамічною або гідростатичною. Ременні, ланцюгові або тертя трансмісії використовуються рідше. Завдання можна виконати з декількома електроприводами, але ці рішення зазвичай не називають перетворювачами крутного моменту.
Однією з переваг поршневих парових машин була простота в управлінні. Паровий двигун зміг запустити паровоз з повного навантаження з можливо підключеними до нього кількома десятками поїздів. З іншого боку, двигуни внутрішнього згоряння (отто та дизельні двигуни) можуть запускатися лише без навантаження, не можуть експлуатуватися в стаціонарному режимі, а для завантаження повинні працювати на мінімальній швидкості (на холостому ходу). Потужність двигуна сильно залежить від їх швидкості. Потужність двигуна, крутний момент валу та питоме споживання сильно залежать від швидкості обертання. Для рушія наземних колісних транспортних засобів було б корисно, якби потужність двигуна могла бути максимальною на всіх швидкостях.
Оскільки продуктивність можна описати як:
Ідеальний драйв реалізував би ці стосунки. У цьому випадку, якби потрібен був високий крутний момент (наприклад, для руху автомобіля по крутому схилу або при розгоні транспортного засобу), він був би доступний за рахунок швидкості. Однак крутний момент, що подається на вал двигунів внутрішнього згоряння, показаний на малюнку. Таким чином, крутний момент, необхідний для керованого автомобіля, можна досягти лише за допомогою коробки передач. Це дозволило б забезпечити крутний момент на колесах при необхідному значенні при майже постійній швидкості обертання двигуна. Строго кажучи, це завдання можна вирішити лише за допомогою безступінчастої передачі. Однак на практиці зазвичай достатньо використовувати багатошвидкісну коробку передач, яка має простішу структуру і, отже, дешевша. Коробки передач мають 4 - 7 передач і, як правило, передачу заднього ходу.
Шпорові редуктори
Коробки передач
Найпростіша - це будова шестерень. Товари та їх обслуговування також є найдешевшими та надійними. Вони працюють наступним чином:
Двигун з'єднаний з трансмісією знімною коробкою передач ("зчеплення"). Зчеплення потрібно для відключення двигуна від решти приводного ланцюга при перемиканні передач, щоб розвантажені шестерні могли ковзати одна в одну. На спрощеному кресленні (коробка передач має лише дві передачі), шестерня ведучого вала приводить в дію шестерню ведучого вала через вал шестерні. На вихідному ребрі встановлено осьово переміщуваний масив із двох передач. Коли важіль перемикання передач переміщується вліво за допомогою важеля перемикання передач, шестерня блоку більшого діаметру з’єднується з малою шестернею валу редуктора. Це повільно, 1-а швидкість. Коли ковзаючий блок ковзає вправо, шестерня блоку меншого діаметру та шестерня більшого діаметра вала шестерні стикаються, і таким чином швидкість вихідного вала збільшується. (Швидкість 2) Для підтримки з'єднань передач під час руху ("не випадайте із швидкості") для кожної передачі використовується замок.
Недоліком багатоступінчастої передачі є те, що вони потребують практики для роботи, а неправильне поводження може призвести до структурних пошкоджень, особливо до пошкодження зубів. Це пов’язано з тим, що зубці шестерень можуть ковзати один в одного, відчепивши зчеплення, лише якщо окружна швидкість двох передач, що підключаються, майже однакова. З цієї причини шифтери зараз використовуються рідко.
Коробки передач зчеплення
У цих коробках передач, які також є циліндричними шестернями, шестерні знаходяться в постійному контакті, шестерні, що не використовуються, вільно обертаються на своєму валу, у разі перемикання передач відповідна шестерня одночасно фіксується на своєму валу знімною муфтою ослаблення зчеплення попередньої передачі. Спочатку для закріплення шестерні використовувались прості кігтьові вимикачі. Незважаючи на те, що це рішення забезпечує захист зуба, воно не полегшує оператору процес перемикання.
Синхронні кільцеві перемикачі зараз використовуються майже без винятку в автомобільних трансмісіях. Ребриста частина вала обертається разом із ним синхронним кільцем, яке розташоване поруч із шестернею, що підключається. Синхронне кільце складається з двох частин. Внутрішнє кільце в середині фігури обертається разом з ребристим валом, зовнішнє кільце обертається разом ребрами внутрішнього кільця, його осьовий рух відносно один одного запобігає кульовий замок у роз'єднаному положенні. (1) Коли вони вимкнені, дві сині шестерні, показані на малюнку, обертаються зі своїми зустрічними передачами з різною швидкістю відносно валу. Якщо оператор хоче зафіксувати ліву шестерню на валу, перемістіть кільця вліво. (2) Потім вперше два кільця зсуваються вліво завдяки фіксації, конічна оболонка внутрішнього кільця натягується до конічної сторони шестерні і гальмує дві частини разом. У цьому випадку не потрібен великий крутний момент, оскільки зчеплення ("зчеплення"), з'єднане з кінцем вихідного вала двигуна, натиснуте. Потім оператор рухає зовнішнє кільце далі, засувка відпускається, і цвяхи зовнішнього кільця зачіплюють цвяхи лівої шестерні. Потім можна відпустити зчеплення та задіяти нову передачу. (3)
Деякі коробки передач оснащені дисковими (пластинчастими) муфтами замість їх синхронних кілець, які іноді настільки міцні, що головна муфта, вбудована в кінець вала двигуна, може бути повністю опущена.
Планетарні редуктори
Робота цих передач заснована на тому, що планетарний редуктор може мати декілька вихідних швидкостей, залежно від того, чи закріплена мостова конструкція ("зірка"), що направляє сонячну шестерню, зовнішнє колесо або планетарні шестерні. Багатошвидкісну коробку передач можна розробити з декількома групами планетарних передач, з'єднаних послідовно. Праворуч від виду поперечного перерізу конструкції, показаної на малюнку, розташовані три з'єднані колби. Одним з перших і дуже успішних прикладів планетарних редукторів стала конструкція, що застосовується у Т-моделі Ford. У цьому випадку гальмування кожної осі було вирішене за допомогою ручного гальмівного гальма, сьогодні зазвичай використовуються дискові та стрічкові гальма та дискові муфти з гідравлічним чи електричним спрацюванням.
Гідростатичні приводи
Гідростатичний привід складається з насоса і двигуна з позитивним витісненням, а також трубопроводу та елементів управління, що з'єднують обидва. Існують поршневі насоси, подача яких за хвилину може постійно змінюватися. Якщо його підключити до двигуна з постійним потоком, можна створити привід зі змінною швидкістю. Це рішення широко застосовується на землерийних машинах, дорожньо-будівельних машинах (наприклад, грейфери, дорожні котки, асфальтоукладальники, самохідні крани), де рух різного обладнання машини та рух транспортного засобу можна вирішити за допомогою дизельного двигуна. На патентному малюнку на малюнку показано поздовжній розріз гідростатичної трансмісії, яка може бути вбудована в звичайний автомобільний привід. У трансмісії встановлені осьовий поршневий насос зі змінним робочим обсягом та двигун.
Гідродинамічні пагони
Розділ гідродинамічної передачі
Гідродинамічна муфта складається з вихрового насоса та турбіни, вбудованої в загальний корпус. Насос вклинюється в вал двигуна, турбіна в ведений вал. Рідина (гідравлічне масло), що рухається насосом, обертає насос і прискорюється, поки вони не обертаються з майже постійною швидкістю. На відміну від звичайних фрикційних муфт, перемикання відбувається плавно і автоматично, але при постійній роботі воно втрачає зчеплення, і муфта вимагає постійного охолодження. Такі вимикачі вбудовані в коробки передач, але при безперервній роботі контакт здійснюється за допомогою механічної муфти.
Якщо між насосом і турбіною також вбудовано кільце напрямних коліс із змінним кутом, швидкість (і крутний момент) валу, що приводиться в турбіну, може бути плавно регульована. Це гідродинамічна передача. У практичних приводах, автоматичних коробках передач гідродинамічна коробка передач поєднується із звичайною передачею, часто планетарною механічною коробкою передач.
Фрикційні шестерні
Трансмісія без автосандалу
За допомогою фрикційного приводу можна створювати прості та недорогі безступінчасті трансмісії. Такі коробки передач призначені лише для передачі меншої потужності, а вбудована в автомобіль версія показує приклад мінівена Autosandal, виготовленого в 1950-х роках. Їх недолік полягає в тому, що їх ефективність нижча, ніж зубчастих приводів, і вони чутливі до бруду (води, масла, пилу).
Ремінні приводи
Рідко застосовуваний розчин. Завод DAF у Нідерландах вбудував безступінчасту коробку передач із ремінцем Variomatic fantasy у свій дешевий легковий автомобіль, побудований між 1967 і 1974 роками. Широкий клиновий ремінь працює на двох осьово переміщуваних шківах. Положення напів шківів було відрегульовано: якщо відстань однієї пари половин шківів збільшували, то іншу зменшували на стільки ж, так що, незважаючи на зміну, натяг клинового ременя залишався, але передача змінювалася.
Доктор Золтан Левай: Структурна інженерія автотранспортних засобів Видавництво 1978 р. ISBN: 9631725189
Довідник інженерів-механіків та електромеханіків із застібками Том 4. Технічне видавництво, Будапешт, 1961 рік.
Дьєрдь Зіннер: Трансмісійне обладнання для автотранспортних засобів Видавництво Видавництво 2008 р. ISBN: 9639668222
Тібор Берчі, Ласло Туско: Автомобільні технології (2012) Видання Typotex