Услуги

Марки

Шоссе

Техцентры на карте

Новости

Архив новостей

Вопрос-ответ

Архив ответов

Ремонт и сервисное обслуживание легковых автомобилей. Планетарная акпп

Планетарная коробка передач подробно — Энциклопедия журнала "За рулем"

Планетарная механическая коробка передач (МКП) - разновидность коробки передач, в которой используются планетарные механизмы. Была распространена в начале ХХ столетия (автомобиль Ford T), в наше время получила достаточно широкое распространение в гусеничной технике - военной и гражданской, а также на велосипедах и в автомобилях с гибридной трансмиссией.

Устройство и принцип работы

В планетарной МКП используется система шестерен-сателлитов, вращающихся вокруг центральной солнечной шестерни. Чаще всего сателлиты размещены внутри большой коронной шестерни (эпицикла), с которой находятся в постоянном зацеплении. В свою очередь сателлиты закреплены на водиле.Изменение передаточного отношения планетарной МКП зависит от того, какой из трех основных элементов - солнечная шестерня, сателлиты с водилом и коронная шестерня - закреплен неподвижно, на какой подается крутящий момент и с какого элемента снимается трансмиссией. В любом случае один из трех основных элементов планетарной коробки (а сателлиты рассматриваются как одно целое с водилом) будет неподвижен, два других будут вращаться. Для остановки и блокировки одного из элементов КП используется система ленточных тормозов и блокировочных муфт. Но есть планетарные механизмы, в которых тормоза и муфты отсутствуют - речь идет о дифференциалах, которые тоже относятся к планетарным механизмам, построенным с применением конических шестерен.Вариантов планетарных систем, применяемых в МКП, достаточно много. Описание принципа работы касается простейшей системы с тремя сателлитами, закрепленными на водиле под углом в 120 градусов.Понижающая передача. Первый вариант. Если остановить эпицикл, крутящий момент от двигателя подавать на вал солнечной шестерни, а снимать крутящий момент с водила, то в результате частота вращения вала водила будет меньше, чем частота вращения солнечной шестерни. Второй вариант. Если подать вращающий момент вала двигателя на эпицикл, заблокировать солнечную шестерню, а крутящий момент снимать с водила, получится тот же эффект (но с передаточным числом близким к единице). Повышающая передача. Первый вариант. Эпицикл заблокирован, крутящий момент подается на водило с сателлитами, а снимается с центральной солнечной шестерни. В результате КП работает в качестве повышающего редуктора.Второй вариант. Солнечная шестерня блокирована, крутящий момент подается на водило, снимается с большой коронной шестерни. Эффект получается такой же, КП работает в режиме повышающей передачи.Задний ход. Первый вариант. Крутящий момент подается на солнечную шестерню, снимается с эпицикла, водило закреплено неподвижно. С этом случае КП работает в качестве редуктора с отрицательным передаточным отношением, то есть включен режим реверса крутящего момента.Второй вариант. Крутящий момент подается на эпицикл, снимается с вала солнечной шестерни, водило, опять же, закреплено неподвижно. КП работает в реверсивном режиме с отрицательным передаточным отношением.

Применение планетарных МКП

В автомобильном транспорте МКП с ручным (а точнее, с ножным) управлением вышли из употребления еще в 1928 году - с прекращением выпуска легендарного автомобиля марки Ford T. В этой машине применялась планетарная механическая двухступенчатая коробка передач. При этом переключение передач производилось педалями, которые включали ленточные тормоза коробки. Первая передача включалась нажатием на правую педаль, вторая - на среднюю и задний ход - на левую педаль (всего было три педали, вместо педали "газа" использовался подрулевой рычаг).В 30-е и последующие годы МКП была вытеснена полуавтоматическими и автоматическими планетарными КП. В полуавтоматах вместо сцепления использовались гидромуфты, в автоматах - гидротрансформаторы.

Планетарный редуктор

Сегодня планетарные МКП широко используются в гусеничной технике, в том числе и военной - в танках, тягачах, транспортерах. В авиационных турбинах, в металлорежущих станках - в качестве редукторов.

Очень популярны планетарные механический коробки передач, встроенные в заднюю втулку велосипедного колеса. Эти коробки легки, долговечны, эффективны и просты в эксплуатации, поскольку не требуют какого-либо обслуживания. В то же время они повышают стоимость велосипедов и не применяются в спортивных моделях - из-за большой массы (порядка 1,5-2 кг) и меньшей ремонтопригодности по сравнению с открытыми устройствами перевода цепи параллелограммного типа.

Достоинства и недостатки планетарных КП

К достоинствам планетарных коробок следует отнести компактность. Все детали планетарной КП вращаются вокруг одной оси. В них нет валов, ползунов и последовательно расположенных шестерен. В результате такая коробка занимает примерно столько же места, сколько одно-двухдисковое сцепление. В то же время планетарные коробки способны передавать очень большой крутящий момент, что обуславливает их применение в тяжелой (в частности, танковой) технике. Эта особенность объясняется тем, что крутящий момент равномерно распределяется на сателлиты (которых может быть больше трех), зубья которых испытывают меньшие по сравнению с двух-трехвальными КП механические нагрузки. Планетарные коробки отличаются повышенным ресурсом и простотой обслуживания.Конструкция планетарных коробок позволяет легко организовать систему управления - оснастить элементы КП ленточными тормозами и блокировочными муфтами (поясним: первые нужны для плавной остановки вращения шестерен, вторые - для окончательной блокировки и, соответственно, переключения передачи).Наконец, правильно спроектированная планетарная КП с верно подобранным передаточным отношением шестерен имеет более высокий коэффициент полезного действия, чем двух-трехвальные механические КП.Но вместе с тем есть у планетарных коробок и недостатки. Главный из них - сложность с проектирования и производства многоступенчатых КП. В автоматических коробках для получения трех и более ступеней переключения приходится прибегать к каскадным планетарным системами. Это усложняет КП и, соответственно, снижает ее КПД и надежность. В наши дни наработки в области планетарных автомобильных коробок передач используются в производстве автоматических планетарных коробок, которые полностью вытеснили механические КП этого типа. Вместе с полуавтоматическими и бесступенчатыми трансмиссиями (прежде всего, с вариаторными системами) АКП широко используются в легковых автомобилях среднего и высокого класса. Благодаря эксплуатационным удобствам АКП пользуются повышенной популярностью и постепенно вытесняют механические КП с ручным управлением из автомобилей бюджетного класса.

wiki.zr.ru

Планетарная коробка передач | Трансмиссия

Планетарной называется коробка передач с подвижными осями. Любая планетарная коробка передач (ПКП) состоит из нескольких планетарных рядов, каждый из которых в отдельности или в сочетании с соседними обеспечивает требуемое передаточное число.

Наиболее широкое распространение получили планетарные передачи с внутренним и внешним зацеплениями зубьев. Чтобы разобраться в устройстве и работе сложной планетарной коробки передач, необходимо хорошо знать свойства элементарного планетарного ряда.

Для обеспечения работы планетарного ряда необходимо наличие в нем ведущего, ведомого и тормозного элементов. Любой из трех элементов (солнечная шестерня, водило, эпициклическая шестерня) может выполнять роль ведущего, ведомого или тормозного элемента.

В планетарных передачах бывает планетарный ряд с двумя ведущими и одним ведомым элементами (двухпоточные механизмы) или с одним ведущим и двумя ведомыми элементами (дифференциалы). Тормозные элементы в таких случаях отсутствуют.

Планетарные передачи находят широкое применение в трансмиссиях ТС: в коробках передач, раздаточных коробках, дифференциалах, механизмах поворота и колесных (бортовых) передачах.

На рисунке представлена схема планетарной коробки передач, используемой в трансмиссии некоторых четырехосных полноприводных колесных машин совместно с комплексной гидропередачей (КГП), вал турбинного колеса которой является ведущим для планетарной коробки передач. Планетарная коробка передач включает в себя два взаимно связанных планетарных ряда с внешним и внутренним зацеплениями, три тормоза Т1 Т2, Тзх и фрикцион Ф3. Указанные элементы позволяют получить три передачи для движения вперед и одну передачу для ЗХ. На валу турбинного колеса Т комплексной гидропередачи установлена шестерня 1

Схемы планетарной коробки передач в гидромеханической трансмиссии четырехосной полноприводной колесной машины (а) и зацепления шестерен (б)

Рис. Схемы планетарной коробки передач в гидромеханической трансмиссии четырехосной полноприводной колесной машины (а) и зацепления шестерен (б):1 — солнечная шестерня; 2 — водило; 3, 7 — сателлиты; 4 — эпициклическая шестерня первого ряда; 5 — эпициклическая шестерня второго ряда; 6 — солнечная шестерня второго ряда; Аь Ап — реакторы; Н, Т — насосное и турбинное колеса; Т1, Т2 — тормоза I и II передач; Тзх — тормоз ЗХ; Вм — ведомый вал гидромеханической трансмиссии; Ф3 — фрикцион III передачи; Фг — фрикцион комплексной гидропередачи; n1, n2 — частота вращения солнечных шестерен, n’1, n’2 — частота вращения эпициклических шестерен; nв1, nв2 — частота вращения сателлитов; Wвщ — угловая скорость ведущего вала первого планетарного ряда

Сателлиты 3 (длинные) находятся в постоянном зацеплении с солнечной шестерней 7, эпициклической шестерней первого ряда 4 и сателлитами 7 (короткими) второго планетарного ряда, которые в свою очередь находятся в постоянном зацеплении с солнечной 6 и эпициклической 5 шестернями второго планетарного ряда. Водило 2 у обоих планетарных рядов общее. В нем закреплены оси сателлитов 3 и 7(длинных и коротких). Водило соединено с ведомым валом Вм гидромеханической трансмиссии.

Включение той или иной передачи осуществляется блокировкой одного из четырех фрикционных узлов, три из которых неподвижные (тормоза), а четвертый вращающийся (фрикцион Ф3).

Движение на I передаче обеспечивается включением тормоза Ть который затормаживает эпициклическую шестерню 4 первого планетарного ряда, в результате чего длинные сателлиты 3 обкатываются по этой шестерне, и водило, скрепленное с ведомым валом гидромеханической трансмиссии, вращается в несколько раз медленнее вала турбинного колеса комплексной гидропередачи.

При включении II передачи блокируется тормоз Т2, затормаживающий солнечную шестерню 6 второго планетарного ряда. Получая вращение от солнечной шестерни 1 через длинные сателлиты 3, короткие сателлиты 7 обкатывают неподвижную солнечную шестерню 6 и заставляют водило 2 вращаться с определенной частотой, большей, чем на I передаче.

Включение III передачи осуществляется блокировкой фрикциона Ф3, соединяющего в одно целое солнечную б и эпициклическую 5 шестерни второго планетарного ряда. Короткие сателлиты 7 заклиниваются между этими шестернями, и вся планетарная передача вращается как единое целое с частотой турбинного вала комплексной гидропередачи — получаем так называемую прямую передачу с передаточным числом, равным единице.

При включении передачи ЗХ блокируется тормоз Тзх, затормаживающий эпициклическую шестерню 5 второго планетарного ряда. В этом случае короткие сателлиты 7, обкатываясь по неподвижной шестерне 5, заставляют водило 2 вращаться с определенной частотой в направлении, противоположном вращению турбинного вала комплексной гидропередачи.

Конструкция планетарной коробки передач в гидромеханической трансмиссии четырехосной полноприводной колесной машины

Рис. Конструкция планетарной коробки передач в гидромеханической трансмиссии четырехосной полноприводной колесной машины:1 — вал привода насосного колеса КГП; 2 — корпус фрикциона блокировки КГП; 3 — поршень фрикциона блокировки КГП; 4 — ведомый диск фрикциона блокировки КГП; 5 — турбинное колесо; 6 — кожух КГП; 7 — насосное колесо; 8 — реакторы КГП; 9 — муфты свободного хода реакторов; 10 — кожух КГП; II — вал турбинного колеса; 12 — поршень тормоза II передачи; 13 — поршень тормоза передачи ЗХ; 14 — поршень фрикциона III передачи; 15 — ось короткого сателлита; 16 — эпициклическая шестерня второго планетарного ряда; 17 — короткий сателлит; 18 — солнечная шестерня второго планетарного ряда; 19 — длинный сателлит; 20 — солнечная шестерня первого планетарного ряда; 21 — пружина; 22 — толкатель; 23 — эпициклическая шестерня первого планетарного ряда; 24 — водило; 25 — шестерня привода заднего насоса; 26 — ведомый вал ПКП; 27 — шестерни заднего насоса; 28 — поршень тормоза I передачи; 29 — картер ПКП; 30 — корпус маслозаборника; 31 — ось длинного сателлита; 32 — промежуточный картер; 33 — шестерня переднего насоса; 34 — шестерня привода насосов; Т1, Т2, Тзх — тормоза I, II передач и передачи ЗХ; Ф3 — фрикцион третьей (прямой) передачи

При размыкании всех фрикционных узлов водило не вращается, т.е. обеспечивается нейтральное положение в коробке передач.

Для управления гидромеханической трансмиссией применяется гидравлическая система, обеспечивающая дистанционное переключение передач, а также блокировку фрикциона Фг комплексной гидропередачи.

Планетарные коробки передач обладают следующими достоинствами:

простота и легкость управления
приспособленность ддя применения автоматических систем переключения передач
безударность, бесшумность и плавность переключения передач
высокая надежность
разгруженность валов от изгибающих моментов
возможность обеспечения больших передаточных чисел при малых размерах
высокий КПД

К недостаткам планетарной коробки передач следует отнести сложность конструкции и высокую стоимость. Конструкция такой планетарной коробки передач показана на рисунке.

На некоторых многоосных полноприводных колесных машинах в составе гидромеханической трансмиссии применяется модернизированная коробка передач, которая имеет четыре передачи переднего и две передачи заднего хода. В отличие от рассмотренной планетарной коробки передач модернизированная планетарная коробка передач включает в себя три планетарных ряда и пять фрикционных элементов, работающих в масле. Левый и средний планетарные ряды имеют общее водило, на шлицах которого установлена солнечная шестерня третьего (правого) планетарного ряда. Эпициклическая шестерня этого ряда является одновременно ступицей тормоза, а солнечная шестерня и водило могут соединяться между собой фрикционом. В среднем планетарном ряду отсутствует эпициклическая шестерня и связанный с ней тормоз. Остальные элементы аналогичны рассмотренным. Модернизированная планетарная коробка передач является механизмом с тремя степенями свободы и для получения каждой передачи нужно одновременно включить два фрикционных элемента. Выходным валом в этой коробке передач является вал водила правого (третьего) планетарного ряда.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Планетарная коробка передач — Энциклопедия журнала "За рулем"

Простая планетарная передача (а):А — солнечное колесо;В — эпицикл;С — сателлиты;D — водило;V — линейная скорость;и схема планетарной передачи (б):1 — солнечная шестерня;2, 4, 6 — сателлиты;3 — водило;5 — коронная шестерня

Простая планетарная передача состоит из центральной, «солнечной», шестерни и наружной шестерни в виде кольца, с внутренними зубьями; эти две шестерни связаны между собой посредством нескольких (обычно трех) шестерен-сателлитов, смонтированных на общей раме, которая называется водилом.Для того чтобы планетарная передача изменяла крутящий момент, нужно обеспечить вращение одного из ее элементов («солнечной», коронной шестерни или водила), а один из элементов затормозить. В этом случае третий элемент будет вращаться с угловой скоростью, определяемой числом зубьев шестерен, входящих в планетарную передачу. Если одновременно затормозить два элемента, планетарная передача будет работать, как прямая с передаточным числом равным единице. Планетарная передача позволяет легко реверсировать вращение для получения заднего хода автомобиля.В то же время такие передачи достаточно компактны, обеспечивают возможность получения больших передаточных чисел и легко соединяются последовательно для получения большого числа ступеней. Для переключения передач достаточно просто затормаживать валы отдельных элементов планетарной коробки передач. Раньше в качестве тормозных устройств часто использовали ленточные тормоза, а в последнее время они практически вытеснены многодисковыми «мокрыми» сцеплениями — фрикционами. Существуют и более сложные варианты планетарных передач.

Варианты исполнения планетарных передач:1, 2, 3 — валы;4 — водило;5, 8, 9 — сателлиты;6, 7 — коронное зубчатое колесо

wiki.zr.ru

Неисправности планетарной передачи

Устройство планетарного редуктора АКПП Сердцем АКПП является планетарный редуктор. Вместе с тем, без планетарки не обходится ни один вариатор. Благодаря особенностям конструкции он позволяет при относительно компактных размерах достаточно просто менять передаточные числа редуктора, а также направление вращения валов. Основой конструкции планетарного редуктора является набор шестерен, взаимодействующих между собой в осевой плоскости. Планетарная передача состоит из трех основных элементов. Это солнечная шестерня, водило, сателлиты и коронная шестерня (эпицикл). С учетом более сложной конструкции, нежели у двухрядного редуктора, применяемого в механической коробке переключения передач, планетарка более чувствительна к режиму эксплуатации. Поэтому при нарушении расчетных параметров использования АКПП, нередки поломки планетарного механизма и его деталей.

Зачастую признаками выхода из строя планетарной передачи являются вибрация, подергивания и толчки в движении, наличие посторонних шумов, а также невозможность движения автомобиля. Однако, точно установить неисправность планетарной передачи удается, как правило, только после разборки коробки.

Основными предпосылками выхода из строя планетарной передачи могут стать:

агрессивная езда с ускорениями и резкими торможениями;
отсутствие прогрева АКПП перед началом движения;
пробуксовка автомобиля на гололеде, а также при попадании в грязь или снег;
недостаточный уровень и низкое качество масла;
перегрев АКПП;
попадание металлической стружки и посторонних предметов в АКПП;
износ шестерен и других деталей планетарного ряда.

Чаще всего из строя выходят шестерни планетарной передачи. Основной причиной интенсивного износа и выкрашивания зубьев шестерен является загрязнение АКПП металлической стружкой, обломками сломанных деталей и другими продуктами износа, а также запредельные нагрузки, передаваемые на них при неправильной эксплуатации. Из-за этого в солнечных шестернях может наблюдаться износ втулок. Также по причине запредельных нагрузок и слабости конструкции на отдельных коробках встречается отрыв шестерни от барабана. У сателлитов в наибольшей степени подвержены износу зубья. Однако, может встречаться износ осей сателлитов и их посадочных мест в водиле. Не исключен выход из строя коронной шестерни, которая разбивается в местах касания зубов с сателлитами. Все перечисленные поломки устраняются путем замены вышедших из строя элементов. При поломках планетарной передачи обязательно производится полная разборка АКПП. Как правило, ремонт планетарной передачи означает капитальный ремонт АКПП.

Дополнительно о ремонте АКПП смотри здесь ….

Узнай стоимость ремонта АКПП. Закажи обратный звонок!

akpp.one

Планетарная коробка передач

Изобретение относится к планетарным коробкам передач. Коробка передач содержит ведущий вал и три планетарных ряда: ведомый, промежуточный и вспомогательный. Все звенья всех планетарных рядов имеют одновременное вращение. Крутящий момент от вспомогательного звена прибавляется к ведомому звену одного планетарного ряда. Крутящий момент от одного планетарного ряда прибавляется к другому планетарному ряду. Обеспечивается упрощение конструкции коробки передач. 3 з.п.ф-лы. 1 ил.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к планетарным коробкам передач и их использованию в автоматических трансмиссиях.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен дифференциальный вариатор - Патент RU №2457379. В этом вариаторе, содержащем планетарную передачу первой ступени, состоящей из центральной шестерни и водила с сателлитами, планетарную передачу второй ступени, состоящей из водила с сателлитами и центральной шестерни, и планетарную передачу третьей ступени, состоящей из водила, сателлитов и центрального колеса, первая и третья планетарные передачи замкнуты двухвенцовой короной определенной массы, а числа зубьев подобраны таким образом, что это позволяет получить переменный момент на выходном валу [1].

Недостатком этой конструкции является сама конструкция, выполненная соосной и не имеющая опоры на корпус.

Известны современные автоматические коробки передач. Эти коробки передач служат для ступенчатого изменения крутящего момента, а также для обеспечения движения автомобиля задним ходом. На автоматических коробках, как правило, применяются планетарные редукторы, отличающиеся компактностью и возможностью соосной работы. Автоматическая коробка передач состоит из нескольких (обычно двух) планетарных редукторов, соединенных последовательно для совместной работы. Объединение планетарных редукторов позволяет обеспечить необходимое число ступеней работы. Современные автоматические коробки выполняются шестиступенчатыми, семиступенчатыми (Mercedes) и даже восьмиступенчатыми (Lexus).

Планетарный редуктор в коробке передач имеет название - планетарный ряд. Планетарный ряд имеет следующее устройство: солнечная шестерня, сателлиты, коронная шестерня, водило.

Передача вращения производится при условии блокировки одного или двух элементов планетарного ряда (солнечной шестерни, коронной шестерни, водила). Блокировку осуществляют соответствующие фрикционные муфты и тормоза. Муфта блокирует элементы планетарного ряда между собой и тем самым обеспечивает передачу крутящего момента. Тормоз удерживает конкретные элементы за счет соединения с корпусом коробки. Муфты и тормоза приводятся в действие с помощью гидроцилиндров, которые управляются из распределительного модуля. В конструкции коробки может применяться обгонная муфта, которая удерживает водило от вращения в противоположную сторону.

Таким образом, механизмами переключения передач в автоматической коробке являются фрикционные муфты и тормоза. Работа АКПП заключается в выполнении определенного алгоритма включения и выключения муфт и тормозов [2].

Техническими недостатками этих коробок передач являются медленное переключение передач и слабая динамика разгона автомобиля.

Данные технические решения приняты за прототип, так как обладают максимальной совокупностью общих с изобретением существенных признаков.

ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ И ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ

Задача изобретения состоит в том, чтобы создать наиболее эффективную коробку передач с непрерывной передачей крутящего момента от двигателя к ведущим колесам.

Технический результат - максимальное упрощение конструкции и материалоемкости коробки передач, уменьшение количества деталей.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предлагаемое в изобретении решение указанной выше задачи, достижение поставленной цели и требуемого технического результата обеспечивается тем, что в коробке передач, согласно изобретению каждый планетарный ряд содержит три звена: ведущее, вспомогательное и ведомое, а все звенья всех планетарных рядов имеют одновременное вращение.

При этом коробка передач имеет дополнительную передачу крутящего момента от вспомогательного звена к ведомому звену одного планетарного ряда и дополнительную передачу крутящего момента от одного планетарного ряда к другому планетарному ряду.

Коробка передач может быть также выполнена с передачей заднего хода, при этом используется планетарный ряд передачи заднего хода или в другом варианте, шестерни, расположенные на валах, жестко соединены с валами, за исключением одной шестерни заднего хода и одной шестерни передач переднего хода, которые вращаются свободно и расположены на общем валу, а между свободно вращающимися шестернями расположена муфта синхронизатора, выполненная с возможностью включения/выключения соответствующей передачи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Сущность изобретения поясняется чертежом:

На фиг. 1 изображена кинематическая схема планетарной коробки передач по изобретению, содержащая ведущий вал коробки передач 1; выходной вал коробки передач 2; промежуточный вал 3; ведущее звено вспомогательного планетарного ряда 4; вспомогательное звено вспомогательного планетарного ряда 5; ведомое звено вспомогательного планетарного ряда и ведущее звено промежуточного планетарного ряда 6; вспомогательное звено промежуточного планетарного ряда 7; ведомое звено промежуточного планетарного ряда и вспомогательное звено ведомого планетарного ряда 8; ведущее звено ведомого планетарного ряда 9; ведомое звено ведомого планетарного ряда 10; шестерни привода вспомогательного звена вспомогательного планетарного ряда 11, 12; шестерни привода вспомогательного звена промежуточного планетарного ряда 13, 14; шестерни привода промежуточного вала 15, 16; шестерни передач переднего хода 17, 18; шестерни задней передачи 19, 20; муфту синхронизатора включения задней передачи 21; промежуточную шестерню задней передачи 22; обгонную муфту 23.

Ниже изобретение более подробно рассмотрено со ссылками на прилагаемые к описанию чертежи, на которых в качестве примеров показаны предпочтительные, но необязательные варианты возможного осуществления изобретения, конструктивного выполнения и функционирования предлагаемой в изобретении коробки передач транспортного средства.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Отличительными особенностями заявляемой коробки передач являются:

наличие в каждом планетарном ряде трех звеньев: ведущего, вспомогательного и ведомого;

одновременное вращение всех звеньев всех планетарных рядов;

дополнительная передача крутящего момента от вспомогательного звена к ведомому звену одного планетарного ряда;

дополнительная передача крутящего момента от одного планетарного ряда к другому планетарному ряду.

Работа коробки передач по изобретению осуществляется следующим образом и будет показана на примере планетарной коробки передач (Фиг. 1):

Работа планетарной коробки передач (Фиг. 1) осуществляется следующим образом. Двигатель транспортного средства запущен. Крутящий момент от ведущего вала 1 коробки передач передается на расположенное на этом валу ведущее звено 4 вспомогательного планетарного ряда и на ведущее звено 9 ведомого планетарного ряда. Далее крутящий момент от ведомого звена 10 ведомого планетарного ряда через шестерни 15 и 16 передается на промежуточный вал 3. Шестерня 18 промежуточного вала, находящаяся в постоянном зацеплении с шестерней 17, расположенной на выходном валу 2 коробки передач, приводит ее в движение. Далее крутящий момент передается на ведущие колеса. Шестерня 12 промежуточного вала и шестерня 11, находящиеся в постоянном зацеплении, приводят в движение вспомогательное звено 5 вспомогательного планетарного ряда, что добавляет крутящий момент ведомому звену 6 вспомогательного планетарного ряда, являющемуся ведущим звеном промежуточного планетарного ряда. Шестерня 14 промежуточного вала и шестерня 13, находящиеся в постоянном зацеплении, приводят в движение вспомогательное звено 7 промежуточного планетарного ряда, что добавляет крутящий момент ведомому звену 8 промежуточного планетарного ряда. Далее ведомое звено 8 промежуточного планетарного ряда, являющееся вспомогательным звеном ведомого планетарного ряда, добавляет крутящий момент ведомому звену 10 ведомого планетарного ряда. Выходной вал 2 коробки передач стремится к максимальным оборотам, а передаточное число уменьшается. При замедлении движения обороты выходного вала 2 коробки передач уменьшаются, а передаточное число увеличивается.

Таким образом, коробка передач по изобретению обеспечивает возможность достижения требуемого технического результата, а именно максимального упрощение конструкции и материалоемкости путем уменьшения количества деталей и повышения ее компактности.

Отдельные детали и узлы заявляемой коробки передач могут быть изготовлены с использованием известных в машиностроительной отрасли материалов и технологий.

Конкретные размеры и отдельные особенности конструктивного исполнения отдельных деталей и узлов могут быть выбраны из стандартных типоразмеров и стандартов промышленного машиностроения.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. RU №2457379 F16H 3/74, опубл. 27.07.12.

2. http://svstemsauto.ru/box/akpp.html.

1. Планетарная коробка передач, отличающаяся тем, что каждый планетарный ряд содержит три звена: ведущее, вспомогательное и ведомое, а все звенья всех планетарных рядов имеют одновременное вращение, отличающаяся дополнительной передачей крутящего момента от вспомогательного звена к ведомому звену одного планетарного ряда и отличающаяся дополнительной передачей крутящего момента от одного планетарного ряда к другому планетарному ряду.

2. Планетарная коробка передач по п. 1, отличающаяся тем, что содержит планетарный ряд передачи заднего хода.

3. Планетарная коробка передач по п. 1, отличающаяся тем, что выполнена с передачей заднего хода, при этом расположенные на валах шестерни жестко соединены с валами, за исключением одной шестерни заднего хода и одной шестерни передач переднего хода, которые вращаются свободно и расположены на общем валу.

4. Планетарная коробка передач по п. 3, отличающаяся тем, что между свободно вращающимися шестернями расположена муфта синхронизатора, выполненная с возможностью включения/выключения соответствующей передачи.

www.findpatent.ru

Основные схемы планетарной коробки-автомат

_____________________________________________________________________________

Основные схемы планетарной коробки-автомат

Основные кинематические схемы планетарных 4-ступенчатых АКПП с повышающей передачей

Жесткое условие повышения топливной экономичности транспортных средств привело к требованию дополнения трехступенчатых коробок-автоматов четвертой, повышающей, передачей.

Здесь разработчики пошли двумя путями: стали искать новые кинематические схемы с целью получения четвертой передачи и дополнили уже существующие трехступенчатые схемы дополнительным, так называемым, повышающим планетарным рядом.

Причем повышающий планетарный ряд устанавливается как перед основной коробкой передач, так и после нее. Принцип работы повышающего планетарного ряда во всех схемах одинаков.

Водило всегда должно быть соединено с входным валом, орбитальная шестерня - выходным, а солнечная шестерня остановлена.

Для управления планетарным рядом повышающей передачи АКПП используется, как правило, три элемента управления:

- муфта свободного хода, блокирующая солнечную шестерню и водило или водило и орбитальную шестерню

- блокировочная дисковая муфта, установленная между солнечной шестерней и водилом; она используется при движении транспортного средства по инерции или под уклон для обеспечения режима торможения двигателем, когда муфта свободного хода не эффективна.

- дисковый или ленточный тормоз солнечной шестерни, включающий повышающую передачу.

Использование дополнительного планетарного ряда в схемах типа Simpson или со сцепленными сателлитами приводит к тому, что АКПП становится четырехстепенной, поэтому для включения передачи необходимо воздействовать на три элемента управления.

На первых трех передачах повышающий планетарный ряд редуктора коробки-автомат с помощью обгонной муфты или дисковой муфты заблокирован и его передаточное отношение равно 1. Все переключения происходят в основной части коробки передач.

Для получения четвертой повышающей передачи, блокировочная муфта дополнительного планетарного ряда автоматической коробки передач выключается, и включается тормоз солнечной шестерни, при этом обгонная муфта переходит в режим свободного хода. В основной же части коробки передач в это время включена прямая передача.

На первых порах производителей вполне устраивало такой способ получения повышающей передачи. Конструкция АКПП изменялась незначительно, поэтому первоначально все фирмы пошли именно по этому пути.

Однако, с технической и экономической точек зрения, подобное решение вряд ли можно считать удачным.

Во-первых, неоправданно увеличено количество планетарных рядов, принесшее только лишь одну дополнительную передачу (повышающую), и, во-вторых, усложнилась система управления, поскольку помимо основной коробки передач, необходимо управлять еще и повышающим планетарным рядом.

Поэтому, естественно, следующим этапом был поиск более рациональных кинематических схем, позволяющих уйти от схем с четырьмя степенями свободы и использовать только два планетарных ряда.

В результате, практически всеми компаниями, занимающимися разработкой и производством коробок-автоматов, были разработаны кинематические схемы трехстепенных коробок передач, позволяющие реализовать четыре передачи переднего хода (включая повышающую), используя только два планетарных ряда.

Краткий обзор коробок автоматов различных производителей

АКПП Chrysler 41ТЕ (А604) / 42LE (А606)

АКПП Chrysler 41ТЕ (А604) / 42LE (А606) построены по одной и той же схеме и используются в автомобилях с приводом на передние колеса.

Только 41ТЕ предназначена для поперечно расположенного двигателя, a 42LE для продольно расположенного двигателя.

В состав кинематической схемы входят два планетарных ряда, три блокировочные муфты и два тормоза.

Они позволяют реализовать четыре передачи переднего хода и одну передачу заднего хода. Отличительной особенность коробки-автомат Chrysler 41ТЕ (А604) / 42LE (А606) является то, что в них совсем не используются ленточные тормоза и обгонные муфты.

АКПП GMC-4L60-E

Кинематическая схема АКПП GMC-4L60-E состоит из двух планетарных рядов, трех блокировочных муфт, двух тормозов, один из которых ленточный, и двух муфт свободного хода.

Для обеспечения режима торможения двигателем на второй и третьей передачах в АКПП GMC-4L60-E используется дополнительная блокировочная муфта, установленная параллельно одной из муфт свободного хода.

АКПП FORD-AXOD-E (AX4S)

Схема АКПП FORD-AXOD-E (AX4S) построена с использованием двух планетарных рядов. Для управления коробкой передач используются две блокировочные муфты, три тормоза, два из которых ленточных, и две муфты свободного хода.

Муфта включения первой передачи и передачи заднего хода АКПП FORD-AXOD-E (AX4S) разделена на две части.

Обе они соединяются со звеном через муфты свободного хода, имеющие противоположные направления действия.

Одна часть этой муфты коробки-автомат предназначена для передачи момента двигателя от входного вала на звено.

Другая же ее часть используется для обеспечения режима торможения двигателем, когда момент передается со звена на входной вал.

АКПП Volkswagen 096, 097

АКПП Volkswagen 096, 097 построены по одной и той же схеме и используются в транспортных средствах с приводом на передние колеса.

Трансмиссия 096 предназначена для использования с поперечно расположенным двигателем, а 097 для продольно расположенного двигателя.

Здесь использовано два планетарных ряда, один из которых построен по схеме со сцепленными сателлитами.

Управление АКПП Volkswagen 096, 097 осуществляется с помощью трех блокировочных муфт, двух дисковых тормозов и одной муфты свободного хода.

Одна из блокировочных муфт позволяет соединять коробку автомат Volkswagen 096, 097 непосредственно с коленчатым валом двигателя, минуя трансформатор.

Это позволяет отказаться от использования блокировочной муфты трансформатора и несколько упростить систему управления трансмиссией.

АКПП ZF 4HP18

Автоматические трансмиссии фирмы ZF устанавливаются на автомобилях BMW, Alfa Romeo, некоторых моделях Audi, Jaguar, Lincoln, Peugeot, Porsche, Rover, SAAB, Volvo и др.

Кинематическая схема АКПП ZF 4HP18, практически, повторяет кинематическую схему трансмиссий 096 и 097.

Для управления автоматической коробкой передач использовано три блокировочных муфты, два тормоза, один из которых ленточный, и две муфты свободного хода.

АКПП Mitsubishi F4A41/F4A51

АКПП Mitsubishi F4A41/F4A51 построены по одной и той же кинематической схеме, которая представляет собой несколько видоизмененную схему трансмиссий фирмы Chrysler 41 ТЕ и 42LE.

Разработчики отказались от использования ленточных тормозов и муфт свободного хода.

Управление АКПП Mitsubishi F4A41/F4A51 осуществляется с помощью трех блокировочных муфт и двух дисковых тормозов.

Они позволяют реализовать четыре передачи переднего хода и одну передачу заднего хода.

АКПП Aisin-Warner AW60-40

Эта компания, также как и ZF, занимается только проектированием и производством АКПП. В основном они устанавливаются на автомобили Toyota и некоторые модели Volvo, Opel и Suzuki.

В кинематической схеме АКПП Aisin-Warner AW60-40, так же как и во всех предыдущих, использовано два планетарных ряда.

Один из этих рядов автоматической коробки передач имеет сдвоенные сателлиты, т.е. малое и большое центральные колеса соединяются не одним, а двумя сателлитами.

Для управления использованы три блокировочные муфты, две муфты свободного хода и два тормоза, один из которых ленточный.

АКПП Nissan RE4F02/RE4F04

В состав кинематических схем АКПП Nissan RE4F02/RE4F04 входят два планетарных ряда, три блокировочные муфты, две муфты свободного хода и два тормоза, один из которых ленточный.

АКПП Mercedes 722.3/722.4

Кинематическая схема АКПП Mercedes 722.3/722.4 позволяет реализовать четыре передачи переднего хода и одну заднего хода.

В отличие от всех предыдущих четырехступенчатых коробок передач, здесь реализовано три понижающих и одна прямая передача переднего хода.

Повышающей передачи в этих автоматических коробках передач нет. В схеме использовано три планетарных ряда, один из которых со сцепленными сателлитами.

Для управления автоматической коробкой передач Mercedes 722.3/722.4 использовано две блокировочные муфты, одна муфта свободного хода, два ленточных тормоза и один дисковый тормоз.

Для получения повышающей передачи разработчики дополнили кинематическую схему АКПП Mercedes 722.3/722.4 повышающим планетарным рядом, установив его после основной коробки передач. Эта модель АКПП получила номер 722.5.

Кинематические схемы пятиступенчатых планетарных коробок-автоматов

Стремление улучшить разгонные динамические качества автомобилей привело разработчиков АКПП к необходимости использования третьей понижающей передачи.

Таким образом, в середине 90-х годов автомобили некоторых компаний стали оснащаться пятиступенчатыми АКПП, в которых были реализованы три понижающих передачи переднего хода, прямая передача и повышающая передача.

Так компанией ZF были предложены два совершенно различных подхода решения этой задачи.

В кинематическую схему известной АКПП ZF 4HP18 был добавлен дополнительный планетарный ряд, который, в отличие от четырехступенчатых автоматических коробок передач, используется в качестве понижающей передачи.

На первой второй и третьей передачах включен тормоз малого центрального колеса дополнительного ряда, поэтому его передаточное отношение больше 1.

Затем при включенной в основной коробке третьей передачи происходит выключение тормоза малого центрального колеса дополнительного ряда и включается блокировочная муфта этого ряда.

Таким образом, общее передаточное отношение коробки автомат становится равным 1. После этого в основной коробке включается уже повышающая передана. АКПП, построенная по такой схеме, получила индекс ZF 5HP18.

Кроме описанной схемы АКПП 5HP18, компания ZF разработала принципиально новую кинематическую схему планетарной коробки, реализующую пять передач переднего хода.

Эта АКПП получила номер ZF 5HP30. В ней использованы три планетарных ряда, три блокировочных муфты, две муфты свободного хода и три дисковых тормоза.

Эта автоматическая коробка передач относится к трехстепенным, и поэтому для получения жесткой кинематической связи между входным и выходным валами необходимо включить два элемента управления.

Компанией Mercedes так же была разработана оригинальная кинематическая схема коробки автомат, реализующей пять передач.

Она состоит из трех планетарных рядов, трех блокировочных муфт и четырех дисковых тормозов, которые позволяют реализовать пять передач переднего хода и две передачи заднего хода.

В отличие от ZF5HP30, эта автоматическая коробка передач относится к классу четырехстепенных, поэтому на каждой передаче должно быть включено три элемента управления.

Корпорация Chrysler так же не осталась в стороне от этого процесса, но пошла достаточно оригинальным путем. Для разработки АКПП 45RFE за основу была взята уже известная кинематическая схема автоматических коробок передач 41ТЕ и 42LE.

Для получения пятой передачи в автоматическую коробку передач были добавлены планетарный ряд и тормоз.

Но оригинальность заключается в том, что пятая передача предназначена только для использования в режиме принудительного понижения передачи 4-2 (kick down).

Это было сделано для уменьшения разницы скоростей движения автомобиля на четвертой и второй передачах. Разгон автомобиля происходит с помощью четырех передач, тех же самых, которые использованы в АКПП 41ТЕ и 42LE.

Для принудительного понижения передачи используется дополнительная пятая передача (на плане угловых скоростей рабочая точка этой передачи затемнена), передаточное отношение которой несколько меньше передаточного отношения второй (разгонной) передачи.

_____________________________________________________________________________

Общее устройство АКПП

_____________________________________________________________________________

CVT вариатор Ауди

Коробка автомат Toyota

_____________________________________________________________________________

АКПП Mazda/Mitsubishi

Коробка автомат ZF

Двигатели Mitsubishi

Двигатели Toyota

Блок цилиндров и головка 3S-FE/3S-GE
Техническое обслуживание ГРМ 3S-FE, 3S-GE
Коленвал двигателей 3S-FE, 3S-GE
Технические характеристики двигателя 3S-FE, 3S-GE
Распредвалы 3S-FE и 3S-GE
Система охлаждения двс 3S-FE и 3S-GE
Топливная систем 3S-FE, 3S-GE
Параметры двигателя 4A-FE, 5A-FE, 7A-FE и 4A-GE
Головка и блок цилиндров двигателя 4A-GE, 4A-FE, 5A-FE, 7A-FE
Дроссельная заслонка 4A-FE, 5A-FE, 4A-GE, 7A-FE
Вентилятор системы охлаждения 4A-FE, 5A-FE, 7A-FE, 4A-GE
Форсунки двигателей 4A-FE, 5A-FE, 4A-GE, 7A-FE
Замена водяного насоса 4A-GE, 4A-FE, 5A-FE, 7A-FE
Поршневая группа и коленвал двигателей 4A-FE, 5A-FE, 4A-GE, 7A-FE
Диагностика двигателей 4A-FE, 5A-FE, 7A-FE и 4A-GE
Замена компонентов блока цилиндра 4A-GE, 4A-FE, 5A-FE, 7A-FE
Система охлаждения 4A-FE, 5A-FE, 4A-GE, 7A-FE
Система смазки двигателей 4A-FE, 5A-FE, 4A-GE, 7A-FE
Топливная система двигателей 4A-FE, 4A-GE, 5A-FE и 7A-FE
Система зажигания 4A-FE, 5A-FE, 4A-GE, 7A-FE
Термостат и радиатор двс 4A-FE, 5A-FE, 7A-FE, 4A-GE
Бензонасос 4A-GE, 4A-FE, 5A-FE, 7A-FE
Ремень ГРМ двигателей 4A-FE, 5A-FE, 7A-FE
Снятие головки блока цилиндров двигателей 4A-FE, 5A-FE, 7A-FE
Регулировки клапанов 4A-FE, 5A-FE, 7A-FE
Монтаж головки блока цилиндров двигателя 4A-FE, 5A-FE, 7A-FE
Замена ремня ГРМ 4A-GE
Демонтаж головки блока цилиндров двигателей 4A-GE
Настройки клапанов 4A-GE
Монтаж головки блока цилиндров двигателя 4A-GE
Детали двигателей 1AZ-FE / 2AZ-FE
Блок управления и датчики 1AZ-FE и 2AZ-FE
Компоненты рабочих систем двигателя 1AZ-FE, 2AZ-FE
Система управления двигателем 1AZ-FE и 2AZ-FE

Двигатели ЗМЗ

avtosteh.ru

Схемы планетарной коробки-автомат

________________________________________________________________________________________

Схемы планетарной коробки-автомат

Основные кинематические схемы планетарных 4-ступенчатых АКПП с повышающей передачей

- муфта свободного хода, блокирующая солнечную шестерню и водило или водило и орбитальную шестерню

- дисковый или ленточный тормоз солнечной шестерни, включающий повышающую передачу.

Использование дополнительного планетарного ряда в схемах типа Simpson или со сцепленными сателлитами приводит к тому, что коробка передач становится четырехстепенной, поэтому для включения передачи необходимо воздействовать на три элемента управления.

Однако, с технической и экономической точек зрения, подобное решение вряд ли можно считать удачным.

Краткий обзор коробок автоматов различных производителей

АКПП Chrysler 41ТЕ (А604) / 42LE (А606)

Коробка автомат Chrysler 41ТЕ (А604) / 42LE (А606) построены по одной и той же схеме и используются в автомобилях с приводом на передние колеса.

В состав кинематической схемы входят два планетарных ряда, три блокировочные муфты и два тормоза.

АКПП GMC-4L60-E

Кинематическая схема коробки GMC-4L60-E состоит из двух планетарных рядов, трех блокировочных муфт, двух тормозов, один из которых ленточный, и двух муфт свободного хода.

Для обеспечения режима торможения двигателем на второй и третьей передачах используется дополнительная блокировочная муфта, установленная параллельно одной из муфт свободного хода.

АКПП FORD-AXOD-E (AX4S)

Муфта включения первой передачи и передачи заднего хода разделена на две части.

Обе они соединяются со звеном через муфты свободного хода, имеющие противоположные направления действия.

АКПП Volkswagen 096, 097

Здесь использовано два планетарных ряда, один из которых построен по схеме со сцепленными сателлитами.

Управление осуществляется с помощью трех блокировочных муфт, двух дисковых тормозов и одной муфты свободного хода.

АКПП ZF 4HP18

Кинематическая схема практически, повторяет кинематическую схему трансмиссий 096 и 097.

АКПП Mitsubishi F4A41/F4A51

Разработчики отказались от использования ленточных тормозов и муфт свободного хода.

Управление осуществляется с помощью трех блокировочных муфт и двух дисковых тормозов.

Они позволяют реализовать четыре передачи переднего хода и одну передачу заднего хода.

АКПП Aisin-Warner AW60-40

В кинематической схеме так же как и во всех предыдущих, использовано два планетарных ряда.

АКПП Nissan RE4F02/RE4F04

АКПП Mercedes 722.3/722.4

Для управления автоматической коробкой передач использовано две блокировочные муфты, одна муфта свободного хода, два ленточных тормоза и один дисковый тормоз.

Кинематические схемы пятиступенчатых планетарных коробок-автоматов

Таким образом, в середине 90-х годов автомобили некоторых компаний стали оснащаться пятиступенчатыми коробками, в которых были реализованы три понижающих передачи переднего хода, прямая передача и повышающая передача.

Так компанией ZF были предложены два совершенно различных подхода решения этой задачи.

Кроме описанной схемы, компания ZF разработала принципиально новую кинематическую схему планетарной коробки, реализующую пять передач переднего хода.

Эта коробка получила номер ZF 5HP30. В ней использованы три планетарных ряда, три блокировочных муфты, две муфты свободного хода и три дисковых тормоза.

Для получения пятой передачи в автоматическую коробку передач были добавлены планетарный ряд и тормоз.

_________________________________________________________________________________________

autozapchastiremont.ru

Смотрите также

Станции

Районы

Округа