Коробки передач, элементы трансформации энергии. Рабочие колеса гидромуфты

КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ. ЭЛЕМЕНТЫ ТРАНСФОРМАЦИИ ЭНЕРГИИ

• Основными элементами, обеспечивающими выполнение функционального назначения КП, являются:
• элементы трансформации энергии (ЭТЭ) - зубчатые передачи, гидротрансформаторы, гидрообъемные передачи и др,
• элементы передачи энергии без диссипации (ЭПЭ) - валы, соединительные муфты, фланцы;
• элементы передачи энергии с диссипацией (ЭПЭД) - трубопроводы у гидрообъемных передач, электрические кабели у электродинамических передач;
• элементы управления потоками энергии (ЭУ) - каретки, зубчатые муфты, синхронизаторы, фрикционные муфты и тормозные механизмы, муфты свободного хода, регуляторы рабочего объема насоса и гидродвигателя и др.;
• элементы передачи реактивных нагрузок на корпус (ЭПР) - подшипники;
• корпусные обводы (КО)

• КП классифицируют по следующим признакам:
• по характеру изменения преобразующих свойств:
• - ступенчатые,
• - бесступенчатые
• - комбинированные;
• по физической природе применяемых элементов трансформации энергии (ЭТЭ):
• - механические,
• - гидравлические,
• - электрические,
• - комбинированные;
• но способу управления преобразующими свойствами:
• - автоматические,
• - неавтоматические.
• Основные свойства и характеристики КП определяются используемыми элементами трансформации энергии.

• Механические ЭТЭ бывают трех типов:
• зубчатые,
• фрикционные,
• импульсные.
• В автотракторных трансмиссиях применяются только зубчатые ЭТЭ, отличающиеся высоким КПД, надежностью и простотой конструкции. Механическая КП с дискретным рядом передаточных чисел обеспечивает ступенчатое регулирование. Все ЭТЭ снабжены индивидуальными ЭУ, обеспечивающими переключение ступеней в КП. Схемы простейших зубчатых ЭТЭ приведены на рис. В механическом пропорциональном трансформаторе (МПТ) связь между двумя основными звеньями 1 и 2 пропорциональная и однозначная. Коробки передач, состоящие из МПТ, имеют неподвижные оси валов и называются вальными. Механический дифференциальный трансформатор (МДТ) характеризуется более сложными связями между его звеньями.

Схемы простейших зубчатых ЭТЭ

а – механический пропорциональный трансформатор (МПТ): 1, 2 – зубчатые колеса; б - механический дифференциальный трансформатор (МДТ): а – малое центральное колесо; b - большое центральное колесо; h – водило; g - сателлит

В механическом дифференциальном трансформаторе (МДТ), накладывая возможные внешние связи на его звенья, можно получить различные передаточные числа трансформатора. Основными звеньями его являются центральные зубчатые колеса а и b и водило h. Оси вращения этих звеньев неподвижны. Ось звена g (сателлита) перемещается в пространстве, а сателлит совершает планетарное движение. Простейший МДТ, содержащий три основных звена, называют трехзвенным дифференциальным трансформатором (ТДТ). Коробка передач, состоящая из совокупности МДТ, называется планетарной.

Гидравлические ЭТЭ подразделяются на: - гидродинамические трансформаторы(ГДТ), - гидрообъемные трансформаторы(ГОТ). Гидродинамический трансформатор представляет собой гидродинамическую передачу (ГДП). Основными элементами ГДП являются: - насосное колесо (центробежное) - генератор энергии рабочей жидкости, - турбинное колесо (обычно центростремительное или осевое) - гидравлический двигатель. В состав ГДП могут входить направляющие аппараты (реакторы), устройства питания и ограничения давления. Режимы работы ГДП изменяются автоматически, в зависимости от нагрузки на турбинном колесе, что является ее значительным преимуществом, так как исключается необходимость в системе управления ГДП. В зависимости от способности изменять крутящий момент ГДП подразделяются на: - гидромуфты (ГМ), - гидротрансформаторы (ГТ).

Схемы гидродинамических передач: а – гидромуфта; б - простой одноступенчатый ГТ с последовательностью расположения колес НТА; в - то же, но с последовательностью HAT; г - комплексный блокируемый ГТ; д - комплексный (полимерический) ГТ; е - двухступенчатый ГТ

Гидрообъемный трансформатор (ГОТ) состоит из двух гидромашин (гидронасоса и гидродвигателя) и является основным элементом гидрообъемной передачи (ГОП). В состав ГОП кроме того входят трубопроводы (ЭПЭД), регуляторы рабочих объемов гидромашин (ЭУ), насос подпитки, создающий во всасывающей гидролинии избыточное давление 1...1,2 МПа, регулирующие и предохранительные клапаны. В отличие от ГДТ в ГОП реализуется гидростатический напор вытесняемого насосом объема рабочей жидкости. В качестве насоса и гидродвигателя используются поршневые и роторные гидромашины. ГОП обеспечивает бесступенчатое регулирование, однако не обладает