Фрикционные механизмы

Фрикционные механизмы трансмиссии находятся в одном корпусе с другими механизмами передачи и работают в масле (фрикционные механизмы мокрого типа). В этом разделе рассматриваются только такие фрикционные механизмы.

В агрегатах трансмиссии автотранспортных средств имеются следующие фрикционные механизмы мокрого типа:

• синхронизаторы механической коробки передач,

• дисковые сцепления и ленточные тормоза (wet brakes, oil immersed brakes)

• aвтоматической коробки передач.

• фрикционные механизмы других гидромеханических передач,

• дисковая или коническая муфта (фрикцион) дифференциала повышенного трения (limited stip differential),

• дисковый фрикцион вязкостной муфты (viscosus coupling),

• бесступенчатая фрикционная коробка передач (continuously variable transmission,CVT). Требования к маслам, в которых работают фрикционные механизмы:

• низкая и постоянная вязкость в широком температурном интервале;

• обеспечение прочного контакта смыкающихся поверхностей:

• обеспечение необходимых статического и динамического коэффициентов трения при малой и большой скоростях скольжения;

• минимальная зависимость коэффициента трения от температуры;

• обеспечение смазывания в экстремальных условиях и одновременно предотвращение проскальзывания пар трения и подавление вибрации во включенном сцеплении. От коэффициента трения зависит сила сцепления и качество работы фрикционных

механизмов - плавное переключение и бесшумная работа передач во всех режимах, вне зависимости от передаваемого крутящего момента и температуры. Масло должно обеспечить хорошее сцепление, предотвратить проскальзывания фрикционных дисков мощных сцеплений, например, механизмов отбора мощности мобильной техники (independent power take-off (IРТО) clutch slippage). Такие строгие требования могут выполнить только масла очень высокой) качества, чаще всего синтетические и содержащие необходимые модификаторы трения.

Масла с улучшенными фрикционными свойствами и предназначены для гидромеханических передач, в которых имеются фрикционные механизмы, в описаниях имеют определение "для тормозов мокрого типа" (wet brakes, oil immersed brakes).

Фрикционные показатели качества трансмиссионных масел определяются на машине трения SAE Nо.2 (по стандартам США) или на аналогичной машине DКА (по европейским стандартам).

Автоматические коробки передач

Автоматическая коробка передач легкового автомобиля состоит из гидротрансформатора, через который вращательное движение передается от двигателя передача и дифференциал на зубчатую передачу, состоящую из одной или двух планетарных передач (рис. 1.1). Передачи переключаются при помощи дискового сцеплений и ленточного тормоза мокрого типа. Управление осуществляется гидравлическим или электронно-гидравлическим устройством. Передачи переключаются автоматически в зависимости от подачи топлива, частоты вращения двигателя, скорости движения автомобиля и нагрузки.

Рис. 1.1. Схема автоматической коробки передач

Гидравлические и гидромеханические механизмы

Передачи гидравлической трансмиссии - передачи, работа которых основана на превращении механической энергии в энергию течения потока жидкости в насосе с дальнейшим обратным преобразованием энергии потока жидкости в механическую энергию гидродвигателя или турбины. Самая простая гидродинамическая передача состоит из двух центробежных рабочих колес - насосного и турбинного. При вращении колеса насоса масло непосредственно поступает на лопасти колеса турбины и передает вращательное движение. Такая передача называется гидравлическим сцеплением, гидравлической муфтой.

Гидротрансформатор состоит из двух рабочих колес, между которыми имеется неподвижное рабочее колесо для»изменения направления потока жидкости, обеспечивающее трансформирование передаваемого крутящего момента. Гидротрансформаторы применяются в автоматических коробках передач.

Автоматические коробки передач

Автоматическая коробка передач легкового автомобиля состоит из | гидротрансформатора, через который вращательное движение передается от двигателя

Планетарная передача, применяемая в автоматической коробки передач, отличается высоким передаточным числом, способностью суммировать несколько движений, тихой работой, малыми размером и массой по сравнению с системой цилиндрических шестерен механической коробки передач. Нагрузка в них распределяется на несколько, чаще всего на три сателлита, поэтому шестерни, подшипники и валы менее нагружены и более плавно принимают динамические нагрузки.

В автомобилях с передним ведущим мостом автоматическая коробка передач размешается в одном корпусе с главной передачей и дифференциалом (аиtoтаtiс trапsхахlе)(рис. 1.2).

Рис. 1.2. Двигатель, блок автоматической коробки передач,

главная передача и дифференциал

Автоматическая коробка передач автобусов, грузовых автомобилей и мощной мобильной техники является более сложной и имеет дополнительные механизмы - многоступенчатую планетарную передачу, гидродинамический замедлитель и др.

В автоматической коробке передач и других гидромеханических передачах переключение передач осуществляется при помощи мокрых дисковых сцеплений и ленточных тормозов (рис. 1.3).

Несмотря на технические преимущества автоматической коробки передач, они поглощают больше энергии, чем механические передачи и расход горючего повышается примерно на 10 %.

Масло автоматической коробки передач (АТР) должно выполнять функции:

• смазочного материала зубчатой передачи.

• жидкой среды фрикционных механизмов,

• рабочей жидкости гидравлических систем.

В связи с этим, к маслу для гидромеханических передач предъявляются сложные, иногда противоречивые требования:

• смазывание и снижение износа подшипников и зубчатых передач,

• снижение трения сопряженных пар,

• обеспечение плавной работы фрикционных механизмов,

• передача крутящего момента в гидротрансформаторе,

• отвод тепла,

• защита от коррозии,

• отсутствие влияния на эластомеры,

• высокий индекс вязкости для обеспечения плавной и устойчивой работы во всем температурном интервале,

• устойчивость к ценообразованию.

Считают, что наиболее важными являются стойкость к окислению и фрикционные свойства. При окислении образуются мало-растворимые осадки, которые могут засорять очень чувствительные поверхности трения сцепления и тормоза. Поэтому в масло, наряду с противоокислительными, вводятся и моющие присадки, способные создать устойчивую суспензию образующихся продуктов износа и окисления.

Масла для автоматической коробки передач - особый вид масел с конкретными физико-химическими, вязкостными и эксплуатационными свойствами. Они не подразделяются ни на эксплуатационные, ни на вязкостные группы или классы.

Кроме отличия значений эксплуатационных свойств, масла для автоматической коробки передач отличаются также малыми диапазонами отклонений от номинальных значений свойств (табл. 1.1). Высокий индекс вязкости обеспечивает высокую температурную стабильность вязкости, а высокая термоокислительная стойкость позволяет поддерживать стабильность других свойств во всем намеченном интервале службы.

Таблица 1.1 - Сравнение свойств жидкостей АТР и масел для механических передач (АРI GL-4)

Рис. 1.3. Типы мокрых сцеплений автоматической коробки передач: А - дисковый; В-гидравлический механизм включения; С - ленточный

Другие гидромеханические узлы автотранспортных средств

Гидравлический усилитель руля - усилитель, в котором масло из насоса через клапан управления приводит в движение поршень усилителя и облегчает проворачивание руля. Усилитель бывает независимым - когда выполнен раздельно от рулевой передачи, и интегральным - когда находится в одном корпусе с рулевой передачей. В обоих случаях для усилителя руля применяется масло автоматической коробки передач (АТF).

Объемная гидропередача (гидростатическая трансмиссия) состоит из масляного насоса, гидравлических двигателей и, при необходимости, редукторов. В такой трансмиссии двигатель при помощи насоса нагнетает масло в гидравлические двигатели и приводит их с. действие. Скорость вращения валов в гидравлических двигателях бывает высокая, поэтому перед задним мостом или у колес ставятся механические редукторы. Скорость езды изменяется производительностью насоса или гидравлических двигателей. Гидрообъемная трансмиссия применяется в мощных тракторах, самоходных рабочих машинах и др.

Особенности иностранной терминологии

На разных языках встречаются неоднозначные определения терминов по трансмиссиям и маслам.

Совокупность узлов и агрегатов трансмиссии в русской литературе просто называется трансмиссией. В США «трансмиссией» называют только коробку передач, по-иному называются другие агрегаты. Например, автомобильный ведущий мост, в котором имеются главная передача, дифференциал, а иногда еще и другие передачи, чаше всего называют просто «ахlе»(англ.) и «Асhхе»(нем.). На русский язык эти слова переводятся как «ось» В целях правильного понимания описаний масел на иностранных языках, ниже приводятся английские (англ.) и немецкие (нем.) термины трансмиссии:

дифференциал - англ. differencial. ем. ferencialgetreibe, diffferencial, Ausgleichgetiebe;

самоблокирующийся дифференциал, дифференциал с повышенным внутренним трением, дифференциал ограниченного скольжения - англ. limited slip differencial, нем. Sperrdifferencial;

колесная передача, редуктор колеса - англ. wheeled reductor, final drive; нем. Radvorgelege; ускоряющая передача - англ, overdrive;нем. Schnellganggtriebe;замедлитель, тормоз-замедлитель - англ, retarder, нем. Retarder; Dauerbremse; : рулевая передача - англ, steering gear; нем. Lenkgetreibe; червяк рулевой передачи - англ, steering worm gear; нем. Lenkschneke; рулевой механизм с усилителем - англ. power steering (США), servo steering (Великобритания), нем. Servolenkung;

усилитель руля (гидравлический) - англ., hydrosteering gea; нем. Hydrolenrung;

усилитель - англ. servo, power unit (Великобритания), booster (США), нем. Servomotod;

гидравлическая муфта, гидромуфта англ. - fluid couping, fluid tluwheel , нем. Strömungs-kupplung; gidaulische Kupplung

гидротфансформатор - англ, torque converter, hydraulic torque converter; нем.. Strömungs-getreibe, Föttinge-Wandler, Wandler;r

вязкостная муфта, вискомуфта - англ. viscousus coupling, нем. Viskositärs-kupplung;

гидрообъемная (гидростатическая) трансмиссия - англ. hydrostatic transmission, нем. hydrostatische Getriebe;

гидравлический насос - hydraulic pump, нем. Hydraulikpumpe; гидравлический двигатель (постоянной производительности) - англ, ант.fixed-displacement motor, нем. Konstantmotor;

гидравлический двигатель колеса - англ. hydrostatic wheel, нем. Hydromotor-Rad.

трансмиссия (силовая передача) - англ, drive line, total drive line (TDL). power trau:, power-transmission, нем. Antrieb, Transmission, Kraftübertragung;

привод - англ. drive, driver, transmission, нем. Antrieb;

отбор мощности - англ, power take-off (PTO). нем Abtrieb;;

передача - англ, gear, drive, нем. Getriebe;

зубчатая передача - англ. gear. нем. Getriebe;

зубчатая передача - англ. gear. нем. Getriebe;

коробка передач - англ, gear box (Великобритания), transmission (США), нем. Schaltgetriebe, Wechselgetriebe, Getriebe;

механическая коробка передач - англ, manual gearbox, manual transmission, нем. Hand-schaltgetriebe. mechanisches Wechselgetriebe;

несинхронизированная коробка передач, переключаемая с использованием зубчатых муфт - англ, nonsynchronized manual transmission, нем. Allklauen-Getriebe;

коробка передач с переключением скоростей под нагрузкой - англ, power shift' transmission, нем.

коробка передач с главной передачей переднего ведущего моста - англ, rransaxle, кем. Transaxle-Getriebe, Wechselachsgetriebe;

автоматическая коробка передач - англ, automatic transmission, нем. Automatik-Getriebe, automatisches Getriebe;

бесступенчатая коробка передач — англ, continuously variable transmission ICVT). нем. Stuf en lose mechanische Getriebe, Umschlingungsgetriebe;

сцепление - англ, clutch, coupling, нем. Reibkupplung;

муфта - англ, coupling, нем. Kupplung;

тормоз автоматической коробки передач (мокрый),

фрикцион - англ, wet brake, oil immersed brake , нем. Gangschallbremse, Naße Bremse'.

делитель, дополнительная коробка передач - англ, divider, нем. Vorschalt-Gctriebe. G nippenge triebe:

раздаточная коробка - англ. transfer case (Великобритания), transfer box (США), нем. Verteilergeiriebe;

карданный вал - англ. drive shaft, propeller shaft, нем. Gelenkwelle;

карданный шарнир, соединение - англ, universal joint (США), universal coupling (Великобритания), нем. Antriebsgelenk, Kreuzgelenk;

ведущий мост - англ, axle, drive axle, нем. Achse, Antriebsachse;

передний управляемый ведущий мост — англ./ronr steering live axle, нем. vordere Lenk-Antriebs-Starrachse;

задний мост - англ, rear axle, нем. hintere Starrachse;

шарнир равных угловых скоростей, ШРУС (шарнир полуоси переднего ведущего моста) - англ, constant velocity joint, CV joint, нем. Gleichganggelenk, Gleichlaufgelenk;

главная передача - англ, final drive, нем. Achsgetriebe;