Современные механические ступенчатые и бесступенчатые коробки передач

Роботизированная (преселективная) коробка передач (DSG — direct-shift gearbox) — коробка с прямым включением. В такой коробке благодаря электронному блоку управления функции выключения сцепления и переключения передач автоматизированы. Сцепление имеет электрогидравлический привод. Чтобы исключить потери мощности при переключении передач, современные роботы имеют двойное сцепление (рис. 18.5). Скорость переключения у таких коробок 0,008 с.

Рис. 18.5. Схема устройства коробки передач с двойным сцеплением: 1 — входной вал; 2 — блок сцеплений; 3 — полый вал второго ряда передач; 4 — вал первого ряда передач; 5 — промежуточный вал шестерен четных передач; 6 — промежуточный вал шестерен нечетных передач; 7 — выходной вал

Зубчатые пары входят в зацепление, как в коробке с постоянным зацеплением шестерен, с помощью синхронизаторов, которые приводятся в действие с помощью гидравлики. Электронный блок управления КП на основании сигналов датчиков (частота вращения на входе и выходе, давление и температура масла, положение селектора и др.) выбирает один из алгоритмов воздействия на исполнительные механизмы. Выбор управляющих воздействий происходит во взаимодействии с системой управления двигателем и антиблокировочной системой тормозов.

Важно знать! При эксплуатации автомобилей с преселективной коробкой передач необходимо придерживаться плавного стиля езды. «Рваное», агрессивное вождение приведет к быстрой поломке дорогостоящей КП. При краткой остановке (на светофоре) рычаг переключения передач лучше ставить в нейтральное положение «N». Это поможет сохранить сцепление и избежать перегрева масла в коробке.

Вариаторы. Вариаторная коробка передач (CVT — continuously variable transmission) — постоянно изменяющаяся трансмиссия.

Это интересно! Вариаторные коробки передач — одно из новейших достижений автомобилестроителей. Считается, что их пока целесообразно использовать при передаче небольших моментов на малолитражных автомобилях. Однако вариатор был придуман еще Леонардо да Винчи (1490 г.) и с тех пор используется в различных технических устройствах. Вариатор применяют на сельскохозяйственных машинах, снегоходах и даже на японском танке. Вариаторная коробка была впервые установлена на легковой автомобиль немецкой фирмой Maurer в 1908 г. На грузовом автомобиле вариатор первым применила фирма DAF (Нидерланды) в 1958 г.

Существует множество разновидностей вариаторов (рис. 18.6). В клиноременных вариаторах в качестве ремня используют ремень из металлических пластин или цепь (рис. 18.7).

Рис. 18.6. Схемы вариаторов: а — клиноременный (цепной); б — конусный; в — дисковый (шариковый); г — торовый; 1 — ведущий шкив; 2 — ремень (или цепь); 3 — ведомый шкив; 4 — ведущий вал; 5 — ведомый вал; 6 — диск (или шарик); 7 — ведущий диск; 8 — ведомый диск; 9 — ролик; 10 — торовая поверхность.

Рис. 18.7. Клиноременный вариатор: а — общий вид; б — ремень из металлических пластин; в — цепь вариатора; 1 — приводной ремень; 2 — пластины.

Вариаторы позволяют плавно изменять передаточное число и наиболее эффективно использовать мощность двигателя. Недостатком всех вариаторов является фрикционный принцип действия. Он ограничивает передачу больших моментов и обуславливает низкий ресурс под нагрузкой. Наибольшей надежностью обладают цепные вариаторы. Торовые вариаторы способны передавать большой крутящий момент, но они дороги.

Важно знать! Вариаторы нежелательно эксплуатировать в тяжелых условиях, на бездорожье, при динамичной езде, буксовании.

Планетарные передачи. В КП с использованием планетарной передачи коронная шестерня соединена с первичным валом, а водило — с вторичным валом КП (рис. 18.8).

Рис. 18.8. Схема устройства планетарной передачи: 1 — коронная (эпициклическая) шестерня; 2 — сателлиты; 3 — водило; 4 — солнечная шестерня; 5 — ленточный тормоз; М1 и М2 — крутящие моменты на первичном и вторичном валах соответственно

При вращении коронной шестерни сателлиты обкатываются вокруг заторможенной солнечной шестерни. Сателлиты, соединенные с водилом, начинают его вращать с передаточным числом, равным отношению чисел зубьев коронной и солнечной шестерен, — передача пониженная.

Когда солнечная шестерня расторможена, сателлиты свободно его вращают. Водило не вращается — вращающий момент не передается.

Для получения прямой передачи необходимо заблокировать вращение сателлитов. Комбинируя положение элементов планетарной передачи, можно получить три передачи для движения вперед (понижающая, прямая и повышающая) и две передачи для движения назад (табл. 18.1).

Планетарные передачи могут состоять из нескольких планетарных механизмов в различных комбинациях действия элементов. Их нередко используют в автоматических коробках передач как дополнительный компонент. Планетарные передачи способны передавать большие моменты, они компактны, имеют высокий КПД, однако сложны в изготовлении и относительно дороги.

Планетарные коробки передач широко используются на тракторах большой мощности, строительной и военной технике.