Коробки передач (КПП, автоматичні коробки передач)

Якщо Ви не знайшли на нашому сайті цікаву Вас коробку передач або її деталь для спецтехніки (дорожньо-будівельної, сільськогосподарської техніки, ...) - не турбуйтеся, Ви можете звернутись до наших менеджерів за допомогою, вказавши необхідну запчастину, марку та модель деталі або спецтехніки (або описати причину неполадки техніки/обладнання). Закріплений за Вами менеджер підготує інформацію за вказаною запчастини (або підбере найбільш оптимальний варіант) і вкаже Вам можливість, вартість  і терміни доставки.

ЗАЛИШИТИ ЗАЯВКУ МЕНЕДЖЕРУ

Коробка передач трансмиссия коробка перемикання передач, коробка швидкостей, КП) — агрегат (як правило   шестерний) різних промислових механізмів (наприклад, верстатів) і трансмиссий механічних транспортних засобів.

Коробка передач в автомобілі (або на будь-якому іншому механічним транспортному засобі - це важільна (з точки зору фізики) покрокова система, яка буквально передає енергію від двигуна колесам - тобто та сила, яку виробляє двигун, щоб привести в рух колеса, спочатку проходить через спеціальну систему, звану коробкою перемикання передач (або поширеної абревіатурою - КПП). Образно і часто фізично коробка передач знаходиться між двигуном і провідними колесами - це свого роду посередник у процесі, який змушує автомобіль рухатися, і це проста у разі механічною КПП або варіатора (про це нижче) і складна практично у всіх інших випадках частина машини... Як правило.

КП транспортних засобів призначена для зміни частоти і крутного моменту на ведучих колесах в більш широких межах, ніж це може забезпечити двигун транспортного засобу. Як правило, це відноситься до двигунів внутрішнього згоряння (ДВС), які мають недостатню пристосованість. Транспортні засоби з паровими або електричними (трамвай, тролейбус, електромобіль) двигунами, що мають високу пристосовність і гіперболічних (у парових) або параболічну (у електродвигунів постійного струму) тягову характеристику зазвичай виконуються без КП. Також КП забезпечує можливість руху транспортного засобу заднім ходом і тривалого відключення двигуна від рушія при пуску двигуна та роботі його на стоянках.

У металорізальних і інших верстатах КП застосовують, у першу чергу, для забезпечення оптимальних режимів різання — частот обертання (швидкостей переміщення) ріжучого інструмента, чи оброблюваної деталі (наприклад, частота обертання шпинделя токарного або свердлильного верстата).

Коробка передач є важливим конструктивним елементом трансмиссии автомобіля і призначена для зміни крутного моменту, швидкості і напряму руху автомобіля, а також тривалого роз'єднання двигуна від трансмиссии.

Коробки змінних передач класифікуються за кількома ознаками.

За способом передачі потоку потужності

• Механічні   коробки передач, в яких використовуються механічні передачі, як правило — зубчасті.
• З співвісними валами   виконані з використанням циліндричних і конічних зубчастих передач.
• Планетарні   виконані з використанням планетарних рядів.
• Гідромеханічні   коробки передач, в яких механічні передачі, як правило, планетарні ряди, використовуються в поєднанні з гідравлічною передачею (гідромуфта, гидротрансформатор).
• Вариаторні в основі мають безступінчасте механічну фрикційну передачу - варіатор, часто в поєднанні з гидромуфтой і планетарними або простими шестеренчатыми передачами.

Класифікація КП з співвісними валами

• По числу основних валів з шестернями:

-- двохвальні з однією сходинкою зачеплення осі   найбільш прості, але не мають прямої передачі (більшість передньопривідних і деякі задньомоторні автомобілі)
-- трехвальные з двома ступенями зачеплення:
      - співвісні   первинний і вторинний вал співвісні — мають пряму передачу, характеризуються зменшеною поперечним габаритом, але збільшеним (несуттєво) поздовжнім (більшість задньопривідних автомобілів), дозволяють отримати в тих же габаритах більший діапазон редукування за рахунок послідовного перетворення моменту
      - з несоосными валами — не мають прямої передачі (роздавальні коробки повнопривідних автомобілів, КПП тракторів)
-- многовальні зі змінним числом зачеплень   дозволяють отримувати велику кількість передач (КПП тракторів, коробки швидкостей і подач токарних верстатів)
-- многовальні з послідовним редукуванням   фактично об'єднують в собі кілька послідовно включених КПП (знайшли застосування на тракторах і бронетехніці, на верстатному обладнанні)
-- безвальные КП
      - співвісні безвальные КП (німецький танк Pz.III)
      - неспіввісні безвальные КП (німецький танк Pz.VI «Тигр»)

• По числу ходів (рухомих шестерень-кареток або муфт):
  - двох-, трьох-, чотирьох - і пятиходовые.
   
• За способом перемикання ступенів:

-- з рухомими шестернями-каретками (тільки прямозубі). Застосовуються там, де перемикання здійснюється при зупинених валах (верстати, що знижують редуктори тракторів);
-- з торцевими кулачковими муфтами і шестернями постійного зачеплення (старі типи тракторів, мотоцикли, багатоступінчасті КПП спортивних автомобілів)
-- з постійним зачепленням шестерень і перемиканням за допомогою зубчастих муфт:
      - без синхронізаторів (роздавальні коробки суч. автомобілів)
      - з синхронізаторами
-- з фрикційним включенням ступенів - переважна більшість гідромеханічних КПП, ходоуменьшители тракторів, реверс редуктори на річкових суднах
-- з включенням ступенів інерційними або відцентровими муфтами

Класифікація планетарних КП

• По числу ступенів свободи при виключенні всіх фрикційних пристроїв:

-- з двома ступенями свободи;
-- з трьома ступенями свободи;
-- з чотирма і більше ступенями свободи.

• За типом використовуваних планетарних рядів:
  - КП з эпициклическими і з приєднаними планетарними рядахі зовнішнього або внутрішнього зачеплення.
   

За способом управління

-- З ручним включенням передач   передачу включає водій (оператор).
      - Безпосередньої дії   використовується тільки зусилля оператора. Приводи безпосередньої дії бувають механічними і гідравлічними.
      - Сервоприводи   використовується зусилля оператора і сервоустройства, при цьому основну частину роботи виконує сервоустройство, а зусилля оператора необхідно для управління роботою сервоустройства. Залежно від джерела (перетворювача) енергії сервоприводи поділяються на гідравлічні, механічні, електричні, вакуумні, змішані та ін В автомобілі - і танкобудуванні найбільше поширення отримали гидросервоприводы.
-- Автоматичні   в залежності від зовнішніх умов (наприклад, частота обертання і навантаження на колінчастому валу двигуна) передачі перемикає автоматизована система управління КП без участі водія.
-- Роботизована (аналог автоматичної) працює так само, як і вищезгадана, але за допомогою комп'ютера (приклад: коробка передач DSG компанії Volkswagen).

За кількістю передач

Вказується кількість передач переднього і заднього ходу.

Типи коробок передач

• Механічна коробка передач   являє собою вертикальний циліндричний редуктор, в якому передбачено ручне перемикання передач.

Механічна коробка передач (скорочене найменування – МКПП, популярну назву - механіка) являє собою вертикальний циліндричний редуктор, в якому передбачено ручне перемикання передач. У залежності від числа ступенів розрізняють чотириступінчасту, п'ятиступінчасту, шестиступінчасту, семиступінчасту і більш коробки передач.

Основними перевагами механічної коробки передач є простота конструкції, надійність, можливість ручного управління у всіх режимах руху. Завдяки цим якостям МКПП є найпоширенішим типом коробки передач. Разом з тим, все більше споживачів в останні роки обирають коробки з автоматичним управлінням.

• Автоматизована коробка передач   забезпечує автоматичний (без прямої участі водія) вибір відповідного поточних умов руху передавального числа, в залежності від безлічі факторів. Починаючи з 2010 року, всі автомобілі в стандартній комплектації оснащуються автоматизованою коробкою передач. 

Коробка-автомат забезпечує плавне перемикання передач і високу надійність роботи. При цьому АКПП має підвищена витрата палива і низьку розгінну динаміку. У ряді конструкцій автоматичної коробки передач передбачена імітація ручного перемикання передач Тіптронік, Стептроник.

В даний час терміном "автоматична коробка передач" позначаються не тільки класична гидротрансформаторная коробка, а також роботизована коробка передач і варіатор. Всі вони мають електронне управління.

Різновидом автоматичної коробки передач є т. н. адаптивна коробка передач, що враховує стиль водіння конкретної людини.

• Роботизована коробка передач   являє собою механічну коробку передач, в якій автоматизовані функції виключення зчеплення і перемикання передач.

Застосування роботизованої коробки передач з подвійним зчепленням забезпечує зниження витрати палива, високу розгінну динаміку. Завдяки цим якостям, популярність роботів стрімко зростає. В даний час преселективные коробки передач встановлюються як на бюджетні автомобілі (Volkswagen, Ford), так і автомобілі преміум класу (Bentley, Porsche). Відомими конструкціями роботизованих коробок передач є коробки передач DSG (Direct Shift Gearbox), SMG (Sequential M Gearbox), Изитроник.

• Варіаторна коробка передач — це механічний вузол, призначений для передачі зусилля двигуна плавно до провідним колесам.

Завдяки своїй конструкції варіатор забезпечує оптимальні динамічні характеристики автомобіля. З іншого боку варіаторна коробка передач має обмеження за величиною передавального крутного моменту. Окремі конструкції мають нарікання в плані надійності і ресурсу. Варіатори використовують, в сновном японські автомобільні компанії (Nissan, Honda, Subaru), з європейських - Audi. Відомими конструкціями варіаторів є Мультітронік, Экстроид.
 

В залежності від принципу дії:

(ступінчасті, безступінчатий і комбіновані коробки передач. Тип коробки передач багато в чому визначає тип трансмиссии автомобіля)

• Ступінчасті коробки передач

ступінчастих коробок передач крутний момент змінюється східчасто. До них відносяться і роботизована механічна коробки передач .

• Безступінчатий коробки передач

До безступінчатим коробок передач відноситься варіатор (популярну назву варіаторна коробка передач). На відміну від ступінчастих коробок, передаточне число варіатора змінюється плавно. Це досягається за рахунок гідравлічного, механічного перетворення крутного моменту.

• Об'єднані коробки передач

Комбінований принцип дії використовується в автоматичній коробці перемикання передач (скорочене найменування – АКПП, популярну назву – коробка-автомат). Класична автоматична коробка передач включає гидротрансформатор (замінює зчеплення і забезпечує безступенчатое регулювання крутного моменту) і механічну коробку передач (зазвичай планетарний редуктор). Сучасні автомати мають сім (7G-Tronic) і навіть вісім ступенів передач.

ГАЛЬМО-СПОВІЛЬНЮВАЧ

РЕТАРДЕР

Гальмо-сповільнювач, ретардер (англ. retarder)   пристрій, призначений для зниження швидкості транспортного засобу без задіяння основний гальмівний системи. Використання гальма-сповільнювача необхідно для експлуатації транспортних засобів (переважно вантажних автомобілів і автобусів, а також поїздів) у гірських умовах на тривалих спусках. З великої кількості схем найчастіше застосовуються електромагнітна та гідравлічна. Перевага гідравлічного гальма-сповільнювача в стабільності гальмового зусилля по мірі підвищення температури, в той час як електродинамічний ретардер здатний видавати більше гальмівне зусилля. Крім того, існують гальма-сповільнювачі, здатні до рекуперації енергії при гальмуванні з подальшим поверненням її при розгоні.

За місцем установки виділяють первинні гальма-сповільнювачі   встановлені на первинному валу коробки зміни передач або на валу двигуна, і вторинні   на вторинному валу КПП.

ІНДУКЦІЙНІ ГАЛЬМА TELMA

Індукційні гальма Telma, зазвичай звані електричними або електромагнітними гальмами, являють собою гальмівну систему міцної конструкції. Вони розсіюють значну частину енергії, що виділяється при гальмуванні і знижують таким чином навантаження на звичайні гальмівні системи.

Гальма-сповільнювачі Telma забезпечують розсіювання енергії гальмування за рахунок генерації струмів Фуко. До складу гальма-сповільнювача Telma входять нерухомий статор і пари роторів, жорстко з'єднаних з обертовим їх приводним валом. Статор і ротори встановлені коаксіально один навпроти одного і розділені невеликим повітряним зазором щоб уникнути будь-якого тертя.

Статор грає роль індуктора. Він складається з послідовно сполученої пари електромагнітів, які при тривалому протіканні електричного струму через обмотки статора створюють електромагнітне поле, необхідне для виникнення струмів Фуко в матеріалі роторів.

Ротори відіграють роль якоря. Вони виготовлені зі спеціально розробленого провідного матеріалу, і вихрові струми в роторах виникають тільки при обертанні роторів з допомогою приводного вала в магнітному полі, створеному статором.

Струми Фуко за визначенням являють собою струми, що виникають у масивному металевому провіднику при його приміщенні в змінне магнітне поле. У разі індукційних гальм Telma мінливість магнітного поля, впливу якого піддаються ротори, досягається за рахунок обертання останніх. Струми Фуко циркулюють навколо ліній магнітного потоку, і ці струми також називаються вихровими струмами.

Поява струмів Фуко в матеріалі ротора призводить до виникнення лапласовых сил, які діють у напрямку, протилежному обертанню ротора. В результаті цього створюється гальмуючий момент, діючий на приводний вал і уповільнює таким чином рух автомобіля.

Струми Фуко є причиною інтенсивного підвищення температури роторів, тепло від яких відводиться в атмосферу за допомогою системи вентиляції.

Завдяки використанню індукційного гальма Telma виявляється можливим ефективне гальмування обертового вала без тертя і, отже, без зносу.

Принцип дії індукційних гальм може здатися простим, але він ґрунтується на складних фізичних законах, як, наприклад, електричний опір матеріалів, електромагнетизм, термодинаміка і механіка рідини. Загальновизнана компетентність компанії Telma в області індукційних гальмівних систем базується на детальному моделюванні всіх фізичних законів, що лежать в основі роботи індукційних гальмівних систем. Таке моделювання підкріплюється багаторічним практичним досвідом і результатами відповідних лабораторних досліджень.

Переваги гальмівних систем Telma

Індукційні гальмівні системи Telma високо цінуються з-за великої кількості переваг.

Гальмо-сповільнювач Telma значно підвищує рівень безпеки транспортного засобу, сприяючи спокою і комфорту як водія, так і пасажирів.

Підтримка процесу гальмування збільшує надійність основний гальмівної системи, забезпечуючи її роботу і ефективність в екстрених випадках.

Крім того, використання гальма-сповільнювача Telma дозволяє зменшити витрати, пов'язані з заміною гальмівних колодок і дисків, і, як наслідок, є реальним джерелом економії на кожен кілометр пробігу.

Нарешті, індукційні гальма Telma не завдають шкоди навколишньому середовищу: їх робота не викликає викиду забруднюючих речовин, внаслідок чого зменшується загроза здоров'ю, пов'язана з утворенням дрібних частинок.

ЧИМ ВІДРІЗНЯЄТЬСЯ РЕТАРДЕР ВІД ИНТАРДЕРА

Интардер   трансмиссионный гальмо-сповільнювач автобусів і середньотоннажних вантажівок європейської конструкторської школи; розробка німецької компанії ZF Friedrichshafen AG. По конструкції являє собою гальмо-сповільнювач (ретардер), вбудований (інтегрований   in) в коробку передач.

Якщо ретардер об'єднаний з коробкою передач, він називається інтегрованим: фірма ZF навіть ввела для нього окрему назву — «интардер».

Интардер з'єднується з вторинним валом не безпосередньо, а через пару шестерень з передавальним відношенням 1:2, тому швидкість обертання ротора тут в два рази вище (що дозволяє поліпшити характеристики гальмівного моменту на малих швидкостях).

ИНТАРДЕР

Интардер – це гідродинамічний неизнашиваемый гальмо-сповільнювач з інтенсивним теплообміном. Це пристрій для ефективного гальмування. Система створює гальмівне зусилля на валу відбору потужності коробки передач. Створюване зусилля впливає безпосередньо на вихідний вал коробки передач і через карданний вал – на колеса автомобіля. Интардер постійно підтримує гальмівне зусилля, навіть у момент перемикання передачі. 
Гальмо - сповільнювач здатний на 90% забезпечити гальмування, з мінімальним залученням основного гальма, тобто фактично звести до мінімуму знос гальмівних колодок. Значно підвищується керованість і безпеку руху. 

Питання виправданості вкладень в це пристрій, з одного боку, можна оцінювати по економії на вартості обслуговування гальмівної системи і часу простою транспорту, але часто ефективне гальмування - це питання надійності доставки, збереження вантажу та охорони життя людей. Интардер підвищує керованість, стійкість автомобіля. Вміле використання интардера, безперечно, принесе користь.

• Встановлюється на виході коробки передач.
• Гальмування незалежно від оборотів двигуна.
• П'ять ступенів гальмування забезпечують м'яку дозування гальмівного зусилля. 
• Компактна конструкція интардера практично не впливає на габарити коробки передач.
• Безперервне гальмівне зусилля при включенні і вимиканні зчеплення або перемиканні передач.
• Интардер працює з механічними синхронізованими коробками передач ZF і з автоматичною коробкою передач AS Tronic, MAN TipMatic®.
• Вдосконалена конструкція попередньої моделі менше важить, володіє меншим рівнем шуму і на 25% ефективніше.
• Тепер интардер можна вбудувати в системи механічних або автоматичних коробок передач і інтегрувати в електронну систему управління гальмівним механізмом автомобіля – включаючи функцію круїз-контролю Tempomat. Це досягнуто завдяки спрощенню конструкції стикувальних вузлів.
• Интардер може виконувати функції охолодження та підігріву коробки передач. Після пуску двигуна він дозволяє швидше встановити необхідну температуру трансмиссионного масла і тим самим - оптимальний температурний режим з точки зору витрат палива.
• Функція бремзомат дозволяє задати постійну швидкість при русі під ухил. Якщо встановлений Tempomat (Круїз контроль), то можливо встановити постійні швидкості руху на рівнині в підйом і під ухил.

Intarder Гальмо-сповільнювач в розрізі Конструкція интардера:

1. привід з циліндричної зубчастої передачею (1)
2. статор і ротор (2)
3. гідравлічний блок управління з електромагнітними клапанами 4+5+6
4. регульований гідронасос
5. теплообмінник з нержавіючої сталі (3)
6. електроніка

Масло

Интардер ZF в якості робочої рідини використовують масло з коробки передач, що не вимагає зовнішніх маслопроводів. Теплообмінник интардера (3) підключається до контуру охолодження двигуна. Масло циркулює між интардером і теплообмінником і повертається в коробку передач. Виникає при гальмуванні енергія перетворюється в теплову енергію, нагріваючи масло, яке відводиться через теплообмінник в контур охолодження двигуна. Для захисту двигуна від перегріву в интардере передбачена система обмеження гальмівної потужності. 
Коли Интардер вимкнений гідронасос направляє масло з коробки передач минувши камеру Интардера безпосередньо в теплообмінник интардера і знову в коробку передач. Завдяки цьому виключаються коливання температури в коробці передач і досягається знижена середня робоча температура масла. Це подовжує термін придатності масла.

Як Интардер керуватися:

Интардер активується або за допомогою електричного перемикача гальмування, або робочим гальмом. Управління режимами гальмування здійснюється за допомогою електронного блоку управління, який аналізує число оборотів, температуру рідини і т. д. 
По сигналу з блоку управління спрацьовують пропорційно діючий клапан (6) гідравлічного блоку керування (4) і перемикаючий клапан (5). Вони забезпечують подачу необхідної кількості масла для необхідного моменту гальмування. В залежності від температури охолоджуючої рідини потужність гальмування автоматично адаптується до охолоджувальної здатності теплообмінника двигуна в момент гальмування.

Як Интардер влаштовано і як працює:

При залученні функції гальма-сповільнювача гідронасос за короткий час подає необхідну кількість масла у внутрішню порожнину интардера, де обертається крильчатка ротора, з'єднаний з вихідним валом коробки передач через зубчасту передачу пускового приводу. Лопаті ротора і статора розташовуються зустрічно по відношенню один одного. Пусковий пристрій надає ротору подвоєну швидкість обертання вихідного вала коробки передач. Ротор розганяє потік масла в камері инардера і воно нагнітається в порожнині нерухомих лопатей статора, звідки повертається назад на лопаті ротора. При попаданні зустрічного потоку масла на лопаті ротора виникає зворотний крутний момент, проти напряму обертання ротора. 
Таким чином і створюється гальмуючий момент, який передається назад на вихідний вал коробки передач, тобто на трансмиссию. Відбувається гальмування автомобіля.

МОТОРНИЙ ГАЛЬМО

Також до гальму-замедлителю відносять моторний гальмо, існує декілька його різновидів. Найстаріша конструкція   компресійний гальма, що застосовується, зокрема, на деяких модифікаціях двигунів ЯМЗ-236 і 238 для вантажівок МАЗ, Урал, КрАЗ — заслінка у випускному колекторі, що перекриває вихід відпрацьованих газів, що створює протитиск, гальмівний двигун і автомобіль. Також при цьому відсікається подача палива в циліндри. Обидва дії виконують пневмоциліндри, включаються педаллю, що стоїть під педаллю зчеплення. 

Американський винахідник Джекобс створив інший тип моторного гальма   декомпресійний гальма, названий в його честь Jake brake і в тому чи іншому вигляді перейнятий виробниками інших країн.

Суть Jake brake — у випуску повітря з циліндра відразу після такту стиснення, таким чином повітря не використовується для спалювання палива, двигун не виконує корисної роботи, а працює як компресор. Приміром, на двигуні Detroit Diesel MBE 4000 (Mercedes-Benz OM 460 LA), що стоїть на деяких вантажівки Freightliner та інших, для гальмування кожен циліндр має спеціальний маленький випускний клапан, що відкривається пневмоприводом. У двигунах Iveco Cursor декомпресійний гальма реалізований інакше   рокери (коромисла) випускних клапанів сидять на эксцентриковом валу, а распредвал має по два кулачка на кожен випускний клапан — високий і низький. При звичайній роботі двигуна клапанами керують лише високі кулачки розподільного вала, а низькі за рахунок зазорів не працюють, при повороті ексцентрикового вала рокери опускаються і низькі кулачки відкривають випускні клапани після такту стиснення.

ВИДИ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ АКПП

 

Перетворювач обертання - гідротрансформатор

Принцип функціонування перетворювача обертання

Одним з основних вузлів гідромеханічної передачі є перетворювач обертання (гідротрансформатор), який служить для автоматичного і безступінчатого (плавного) зміни крутного моменту двигателя (аналог зчеплення в механічній трансмиссии). 

Всередині гидротрансформатора АКПП знаходиться три лопатевих колеса: насос (ротор), турбіна і реактор.

Під час роботи двигуна він повністю заповнюється маслом під тиском, який здійснює складний рух, передаючи крутний момент двигуна від насосного колеса на турбіну.

В процесі своєї роботи будь - гидротрансформатор коробки-автомат може перебувати в одному з двох станів:

• функціонування в режимі редуктора,
• функціонування в режимі рідинної муфти зчеплення. 

Характерним відзнакою першої фази є велика швидкість обертання насоса (ротора) порівняно з турбіною, коли перетворювач обертання виступає в ролі редукторного блоку. 

В механічних редукторах для шестерні приводу більшого розміру використовується шестерня меншого розміру, причому вал більшою шестерні обертається повільніше, розвиваючи при цьому більший крутний момент (за рахунок збільшення плеча). 

У перетворювачі обертання, коли насос обертається швидше турбіни, основна енергія витрачається на розкручування робочої рідини. 

Завдяки специфічності форми лопаток центр тиску зміщується до зовнішньої сторони колеса турбіни, яке на даному етапі може бути уподоблено більшою шестірні механічного редуктора. 

До певної межі, чим більше становить різниця швидкостей обертання турбіни і насоса, тим сильніше виявляється редукторний ефект. 

Крім того, реактор, утримуючись від обертання обгінною муфтою, що забезпечує повернення більшої частини невикористаного турбіною потоку назад до насоса, додатково підсилюючи ефективність передачі крутного моменту.

При повному відкритті дросельної заслінки і нераскрученной турбіні насос забезпечує максимальний підйом тиску робочої рідини з концентрацією центру тиску на зовнішніх кінцях турбінних лопаток (максимальне плече). 

Граничний, що розвивається перетворювачем обертання крутний момент іноді називають також моментом пробуксовки <a href="https://technoaktyv.com.ua/g17249115-gidrotransformatory?sort=-date_created#</strong>