Как правильно прогревать гидромеханический автомат? | Обслуживание | Авто
Во время морозов необходимо обязательно обращать внимание на автоматическую трансмиссию. При понижении температуры воздуха ниже -5 градусов она требует специальных мероприятий перед поездкой, а при -10 и -15 градусах подготовка к движению становится обязательной. Как это правильно делать?
Почему необходимо прогревать автомат?
Автоматическая коробка передач очень чувствительна к низким температурам. Критическими для нее становятся морозы ниже -15 градусов. Универсальное трансмиссионное масло теряет штатную текучесть, и коробка не может нормально работать в первые минуты после холодного старта. Водители чувствуют, как тяжело переводится селектор, реакции на газ становятся замедленными, трансмиссия переключается с небольшими рывками.
Загустевшее на морозе масло сказывается на работоспособности пакетов фрикционов, которые отвечают за переключения ступеней коробки.
Загустевшее масло в первые минуты поездки в морозы может провоцировать и повреждения гидротрансформатора.
В общем, прогрев для автомата в морозы обязателен. Однако самостоятельно без движения машины автомат прогревается намного хуже, чем механическая коробка с ручным управлением.
Прогревание в движении
Водители, ездящие на машинах с «механикой», чтобы прогреть мотор и трансмиссию, просто включают мотор, выходят из машины и ждут пока стрелка термометра системы охлаждения поднимется на одно-два деления. За пять минут они успевают взять щетку и смести снег с крыши и стекол. По возвращении в салон водители застают машину полностью готовой к поездке. В подобных условиях автомат не прогреется.
Дело в том, что при работе в режиме P (паркинг) момент от силового агрегата не подается на валы рабочих планетарных механизмов.
Они остаются без вращения и принимают тепло только от мотора, который в первые минуты сам испытывает дефицит тепла.
Конечно, можно подождать, пока немного прогреется мотор, а затем включить коробку в режим D и аккуратно отправиться в поездку без резких разгонов и торможений. Первые несколько десятков метров будут для коробки трудными. Промерзший автомат начнет раскручивать шестерни, масло будет быстро нагреваться и прокачиваться по каналам смазки. Поэтому необходимо ехать на малом газу и исключать резкие скачки оборотов мотора. А через пять-десять минут трансмиссия достигнет рабочей температуры, и можно эксплуатировать автомобиль как обычно. Тем самым автомат хорошо прогревается только в движении.
Прогревание на месте
Между тем бывают случаи, когда требуется нагрузить коробку сразу после старта.
Это могут быть ситуации, когда двор запорошен снегом и для выезда с паркинга требуется сразу буксовать и давать на колеса максимальную тягу.
Для прогревания коробки на стоячей машине необходимо поставить селектор в режим D или R, а затем удерживать машину тормозом в течение нескольких минут. Если колеса упираются в высокий бордюр, то тормоз можно не использовать, потому как машина не сможет преодолеть препятствие. Тогда момент от мотора пойдет в гидротрансформатор и будет перемешивать масло, которое быстро разогреется и начнет передавать тепло другим конструктивным частям коробки. Немного прогреются фрикционы и гидроблок с клапанами.
Нескольких минут достаточно, чтобы автомат согрел масло, вышел за пределы критических температур и был готов к нагрузкам. Далее можно штурмовать снежную целину, не боясь повредить коробку.
Правда, этот прием применим только по отношению к коробкам с гидротрансформатором. Преселективные роботы таких действий не любят, потому как конструктивно очень близки к механическим коробкам и могут прогреваться на холостых оборотах.
Выбор коробки передач.
Что лучше, механика, автомат, вариатор или робот? / Полезные статьи / Атлант ММеханическую коробку передач выбрать, или автоматическую? А если автоматическую, то обычный автомат, «робот», или вариатор? Такие вопросы очень популярны в среде автолюбителей при выборе будь-то нового, будь-то подержанного автомобиля. Интернет заполнен на тему коробок передач, причем как полезной информацией, так и информационным «хламом». Отличить полезное от хлама может только профессионал в теме. Такой у него, у Интернета, недостаток. Поэтому я решил написать немножко строк про все эти механики, автоматы, роботы и вариаторы, причем, не погружаясь «в гайки», чтобы любой читатель, вне зависимости от уровня технической грамотности, смог понять, о чем идет речь, и что ему, ЛИЧНО, будет лучше.
Механическая коробка передач
Начнем с «механики». В случае механической коробки передач, под капотом имеем двигатель, «черный ящик» коробки, со всеми её валами, шестеренками, синхронизаторами и включающими муфтами.
Гидромеханическая автоматическая коробка передач, или «обычный автомат»
Чтобы не управлять коробкой «врукопашную», и не особо напрягаться ручками-ножками в плотном городском потоке, и придумана автоматическая коробка передач.
Для чего эти страсти? А для того, чтобы плавно трогаться, как можно плавнее переключать передачи безо всякого сцепления «от ноги» водителя, как в «механике» между двигателем и «черным ящиком» с шестеренками. Ведь для того, чтобы тронуться, нужно плавненько соединить мотор и «черный ящик» коробки. Вот гидротрансформатор, совершенно не теряя усилий от двигателя, это и делает.
А жидкость нужна для того, чтобы через нее передавать вращательное движение. А то воздух, он не справится. Плотность воздуха мала для передачи энергии на таких скоростях вращения. Что же касается переключений передач, то они выполняются по команде блока управления, автоматически, в зависимости от условий движения. Раньше эти блоки были гидравлические, сейчас электронные.
В общем, всё в гидромеханической АКП, вроде, хорошо. Сама едет, сама переключается. Водителю остается только жать педали «газа» и тормоза, да селектор «автомата» щелкать между «Паркинг», «Драйв» и «Назад». Причем работает эта штука вполне надежно. Если не изображать из себя Шумахера на АКП, и соблюдать Регламент ТО, то и не ломается.
Но недостатки есть. Главные среди них – ощутимые моменты автоматических переключений диапазонов АКП в «черном ящике» с шестеренками, и более высокое потребление горючего, в сравнении с «механикой» при одинаковых силовых агрегатах. Потребность в большем комфорте, возраставшие цены на топливо и забота об экологии стимулировали инженеров подумать на тему автоматизации ещё раз.
«Вариатор». Вариаторная АКП
Чтобы понять, до чего додумались инженеры, представьте… велосипед. Педали, две звездочки, а между ними – цепь. На заднем колесе чуть более продвинутых моделей есть несколько звездочек, чтобы можно было передачи переключать. Переключил на большую звездочку – крутить педали легче и можно ехать в крутую горку, только чаще крутить педали приходится. Скорость велосипеда при этом падает, но это плата за высокую тягу. А если ехать по ровной местности, или с горы, то включил звездочку сзади поменьше – крутишь педали реже, а скорость велосипеда растет. Теперь представьте, что на велосипеде вместо цепной передачи стоит ременная. То есть, вместо цепи – ремень, вместо звездочек — шкивы, только вместо кучи звездочек на заднем колесе – ОДИН шкив, но его диаметр может… плавно изменяться.
Представили? Вот, перед вами, вариаторная автоматическая коробка передач! Один шкив – постоянного размера, второй – переменного и его диаметр меняется по команде блока управления, подстраиваясь под условия движения.
А между ними – прочнейший «ремень», представляющий собой или многозвенную цепь, или составной, из металлических пластин. Плавное изменение диаметра одного из этих шкивов приводит к тому, что моменты переключений АКП не ощущаются вовсе. Ведь их попросту нет, этих моментов переключений. J Изумительно комфортная штука в работе, этот вариатор! Но и в нем не обошлось без недостатков, существенных и помельче.
«Вариаторы» недёшевы. Также они категорически не любят пробуксовок. Из-за того, что между «черным ящиком» со шкивами и ремнем приходится ставить все тот же гидротрансформатор (трогаться-то нужно!), а также из-за механического трения в «черном ящике», потери энергии достаточно велики, расход топлива, в с сравнении с «обычной» АКП, немногим меньше. А может быть и больше. А еще приходится с программами двигателя «поколдовать», чтобы он не гудел, как троллейбус на постоянных оборотах при разгонах. Ведь ступенчатого переключения передач – нет. Поэтому инженерам опять открылся простор для изысканий.
«Роботы». Роботизированные коробки передач
Чтобы преодолеть недостатки гидромеханических и вариаторных АКП, несколько конструкторских школ обратили свое внимание на… обычную механическую коробку. А что если заменить ножной привод сцепления электроприводом, рычаг переключения передач и тяги к «черному ящику» с шестеренками электрическими исполнительными механизмами, и управлять сцеплением и переключениями с помощью электронного блока, исходя из условий движения? Конечно, легко и скоро только сказка сказывается. Над программами управления для этого блока и надежностью электропривода инженерам пришлось крепко повозиться, но автоматизированные механические коробки передач, которые журналисты окрестили «роботизированными», или «роботами», пошли в серийное производство для автомобилей малых классов. Они представляют собой именно классическую «механику», в которой управление сцеплением и переключениями передач осуществляется электронным блоком.
Главное достоинство большинства «роботов» — высокая топливная экономичность, для чего они, прежде всего и создавались. Ведь компьютер с совершенной программой управления никогда не ошибается, никогда не сердится, не впадает в депрессию и никогда не устает, в отличие от водителей с разным опытом, мастерством и стойкостью к физическим и моральным нагрузкам. Поэтому автомобиль с «роботом» расходует меньше топлива, чем такое же авто с любой другой коробкой, включая «механику». А ещё такой «робот» дешевле любой другой АКП в покупке, при заказе нового авто. Вот так.
Но и тут без недостатков не обходится. Как ни старались инженеры оптимизировать моменты переключений, «клевки» автомобиля носом при буйных разгонах весьма ощутимы. Такие «роботы» для экономичной и спокойной езды, а не для «шумахера». Еще они не любят пробуксовок в агрегатах сцепления. Пришлось инженерам опять поднапрячься.
«Роботы» класса DSG от Volkswagen
Представьте себе автомобиль с шестиступенчатой механической коробкой передач.
Представили? Только коробка эта не совсем обычна. Точнее, совсем не обычна. Она как бы состоит из ДВУХ агрегатов, причем 1-я, 3-я и 5-я передачи связаны с двигателем через один модуль сцепления, а 2-я, 4-я и 6-я – через другой. Получается что-то вроде «два в одном». А теперь представьте, что все управление – полностью автоматическое, электронное и электрическое. Причем, когда вы разгоняетесь, например, на 2-й передаче, блок управления УЖЕ ВКЛЮЧИЛ 3-ю, и только выжидает наилучший момент чтобы сделать моментальный «клац-клац» независимыми сцеплениями, чтобы «отпустить» вторую передачу и «врубить» заранее подготовленную 3-ю. Переключения в такой АКП занимают не просто доли секунды, а миллисекунды! Водитель и пассажиры этих переключений просто не замечают, и разгон плавен, и очень быстр. Например, в DSG, которую первым в мире поставил на конвейер концерн VOLKSWAGEN, моменты переключений занимают 7 миллисекунд. Это гораздо быстрее, чем вы мигаете глазами. Поэтому никаких рывков и толчков, как у «роботов» описанных выше, нет.
ГАРАНТИЯ НА DSG 7 SPEED увеличена до 5 лет или 150 000 км пробега:
Концерн VOLKSWAGEN AG, идя на встречу пожеланиям клиентов, с целью сохранения уверенности покупателей в автомобилях концерна, осуществляет за счет завода изготовителя бесплатный ремонт или замену узлов коробки передач DSG 7 DQ 200 в срок до 5 лет или до достижения 150 000 км пробега с момента передачи автомобиля первому покупателю. При обращении владельца автомобиля к официальным дилерам с претензией по работе DSG 7 DQ 200 бесплатно будут проводиться диагностика и при необходимости бесплатный ремонт в соответствии с актуальными техническими рекомендациями концерна.
Точно так же такие «роботизированные» коробки переключаются не только «вверх», но и вниз. Блок управления коробкой внимательно «наблюдает» за действиями водителя с помощью датчиков на педалях и рулевом механизме, и заранее подготавливает наилучшую передачу для целей водителя.
Если я скажу, что такие «роботы» класса VW DSG работают блестяще, то это не будет преувеличением, причем не только с точки зрения переключений передач.
Их блоки управления тоже не «устают» и не «ошибаются», поэтому потребление топлива у автомобиля с DSG, особенно в городском цикле, меньше, чем с любой другой коробкой, включая «механику».
Что же касается недостатков, то их мало, но они, увы, есть: Высокая стоимость и неприемлемость пробуксовок в агрегатах сцепления (впрочем, какое сцепление это любит?).
Резюме:
Как видите, однозначно сказать, что лучше, и что хуже, нельзя. Каждому свое!
|
механика» или «робот» |
Если вы активный драйвер, понимаете толк в скоростном и маневренном управлении автомобилями |
|
традиционная гидромеханическая АКП |
Если вы выбираете внедорожник, хотите комфорта в городе, но и за город выбираетесь, причем, не только на шоссе |
|
простой «робот» |
Если вы спокойный водитель, ездите по городу, выбираете малый автомобиль и экономичность для вас очень важна – то более простой «робот» вас вполне устроит |
| «Вариатор» | этот тип коробки будет хорош для поклонников предельной плавности хода |
Вот такие варианты.
С Уважением, Денис Козлов (ДОК)
Ваш эксперт в выборе и обслуживании автомобиля
С появлением роботизированных коробок передач с двумя сцеплениями начало казаться, что дни гидромеханической АКПП сочтены — более простые, дешевые и эффективные «роботы» должны были вытеснить классический автомат. Но время шло, а автоматы никуда не исчезали – напротив, за последние годы они стали гораздо совершеннее. Текст: Олег Карелов. Основа гидромеханического автомата (впрочем, слегка пошатнувшаяся в последнее время, о чем чуть ниже) – это гидротрансформатор. Аналогично сцеплению в механической трансмиссии роль гидротрансформатора – передача крутящего момента от двигателя к коробке передач с возможностью проскальзывания, дабы автомобиль мог плавно тронуться с места.
Принцип его работы легко проиллюстрировать на следующем примере. Представим два вентилятора, установленные друг напротив друга. Если мы включаем один из них, то создаваемый им воздушный поток приводит в движения и второй вентилятор. Эта же идея реализована в гидротрансформаторе. Но самые интересные свойства гидротрансформатора связаны с наличием третьего колеса – реактора. Служит оно для воздействия на возвращающийся к насосному колесу поток и, соответственно, располагается в середине гидротрансформатора. Закреплено оно неподвижно, а потому попадающий на его лопатки поток создает направленную в обратную сторону силу реакции, которая дополнительно подкручивает турбинное колесо. Эти свойства гидротрансформатора – увеличивать крутящий момент и допускать долгое проскальзывание – вообще говоря, позволяют и вовсе обойтись без коробки передач. Например, BMW 750i 1986-го модельного года спокойно трогался с третьей передачи и на ней же достигал 250 км/ч! Но, конечно, такое под силу лишь избранным, да и то ценой ухудшения динамики и расхода топлива. Всем же остальным обойтись без механизма переключения трудновато. В гидромеханическом автомате для изменения передаточного числа используются планетарные передачи. Это принципиально отличает его от механической трансмиссии с параллельными валами. Как он работает? В планетарной передаче есть три элемента: первый – центральная солнечная шестерня; второй — вращающиеся вокруг неё сателлиты – шестерни, чьи оси жестко связаны друг с другом; и третий — большое эпициклическое зубчатое колесо, обхватывающее сателлиты. Соответственно, процесс переключения здесь осуществляется установлением жесткой связи между двумя элементами из этой тройки или их блокировкой на корпус. Например, жесткое соединение солнечной шестерни и осей сателлитов дает прямую передачу – эпицикл уже не может проворовываться относительно них, и вся планетарная передача вращается как единое целое. Все эти торможения и блокировки осуществляются с помощью фрикционов и тормозных лент, а управляет ими сложная гидросистема, включающая в себя множество каналов, клапанов, гидроаккумуляторов и, конечно, насос, создающий давление масла. Эта гидравлика первоначально и реализовывала всю управляющую логику, причем опираясь всего на два параметра: нагрузку на двигатель и скорость автомобиля. С распространением электроники в конце 80-ых годов автомат стал точнее оценивать условия движения. Например, он уже не будет нагружать слишком ранними переключениями еще непрогретый двигатель, а при смене передач учтет температуру собственного масла, то есть сделает поправку на его вязкость. Это особенно важно для обеспечения плавности переключения. Дело в том, что избежать провалов тяги позволяет так называемое перекрытие передач: включение следующей скорости, еще до выключения текущей передачи. Изначально гидромеханический автомат – далеко не самый эффективный способ передачи крутящего момента. Основные потери в нем связаны с гидротрансформатором – даже в установившемся режиме движения насосное и турбинное колесо проскальзывают относительно друг друга. Тратится энергия и на удерживание фрикционов и тормозных лент – масленый насос поддерживает давление в десятки атмосфер. В результате КПД автомата не превышает 85%, в то время как КПД механической коробки близок к 98%! Чтобы улучшить этот показатель стали применять блокировку гидротрансформатора – на повышенной передаче, при достижении определенной скорости, встроенный фрикцион, похожий на обычное сцепление, жестко связывает турбинное и насосное колесо. С развитием электронного управления блокировка гидротрансформатора стала производиться на всех передачах – фрикцион разжат лишь в момент старта и переключения скорости. При этом, правда, иногда страдает плавность переключений. Как показывает опыт наших замеров, многие современные автоматы уступают в этом плане старым моделям. Особенно это заметно на 6-ступенчатых моделях ZF – на их графике продольного ускорения отчетливо видно, как за одним провалом тяги в момент переключения следует второй рывок, вызванный уже блокировкой гидротрансформатора. Некоторые пошли еще дальше. Инженеры Mercedes и вовсе отказались от гидротрансформатора – вместо него они стали применять сцепление. Правда, не сухое, как в механических трансмиссиях, а мокрое, выдерживающее более длительную пробуксовку. Замыкается оно в момент старта, и, соответственно, все переключения передач происходят при наличии жесткой связи коробки с двигателем. Последняя же тенденция, которую уже нельзя не заметить – это рост числа передач. В середине прошлого десятилетия, когда появились 7-скоростные «роботы» с двумя сцеплениями, гидромеханический автомат явно отставал – 6-ступенчатые модели только начинали появляться. Но затем быстро последовали семи-, восьми скоростные, на подходе уже и 10-скоростные коробки. Разумеется, столь сложные агрегаты уже не отличаются надежностью и ресурсом – детали приходится сильно уменьшать в размерах, но зато по экономичности и разгонной динамике они обыгрывают механическую трансмиссию. Уступая последним в КПД, многоскоростные автоматы позволяют точнее удерживать мотор в оптимальном диапазоне оборотов, что и определяет, в конечном счете, динамические свойства автомобиля. Многоступенчатость позволяет без ущерба для плавности ускорить и процесс смены передач, ведь перепад оборотов двигателя становится меньше. Впрочем, и раньше у автоматов не было проблем с быстродействием: например, 4-скоростная коробка ZF, устанавливаемая на BMW конца 80-ых годов, перещелкивала передачи за 0,3 с – среди протестированных нами автомобилей подобным быстродействием обладал только «робот» Porsche 911! Обычные же преселективные трансмиссии работают примерно в два раза медленнее. Таким образом, у современного автомата практически нет слабых мест. Сохранив свои главные качества – плавность переключений и способность долгое время работать в режиме пробуксовки при движении на малых скоростях, он стал гораздо эффективнее и интеллектуальнее. Правда, пока все эти достижения доступны лишь на дорогих автомобилях – сложные, многоступенчатые автоматы, разумеется, и стоят немало, а потому сегмент недорогих моделей все-таки постепенно переходит на роботизированные коробки – в условиях борьбы за экономичность старые 4-, 5-скоростные автоматы уступают позиции. 26.11.2011 |
Однако на этом сходство с фрикционным сцеплением заканчивается – внутри гидротрансформатор устроен совсем иначе.
В нем есть насосное колесо, вращаемое двигателем и создающее поток масла, и турбинное, связанное с валом коробки и воспринимающее давление потока. Разница с вентиляторами лишь в том, что насосное колесо осуществляет забор масла не с обратной стороны, а с передней центральной части, то есть является центробежным насосом. Отброшенное им вперед по внешнему контуру масло попадает на лопатки турбинного колеса, перенаправляется к центру и возвращается обратно. То есть циркуляция жидкости происходит фактически в замкнутом объеме между двух колес, что позволяет максимально их сблизить, уменьшив рассеяние потока и увеличив эффективность передачи крутящего момента.
Получается, что гидротрансформатор увеличивает крутящий момент на выходе! И чем больше разница в скорости вращения турбинного и насосного колеса, тем больше эта сила реакции потока, и тем значительнее увеличивается момент – в пределе он может умножаться в три раза. То, что нужно для уверенного старта с места, когда двигатель работает на оборотах холостого хода, а вал трансмиссии неподвижен.
В чем же преимущества такой конструкции? С планетарной передачей проще организовать автоматическую смену скоростей – для этого нужно лишь замыкать между собой отдельные её шестерни. Гораздо компактнее и сама передача – теоретически эта сборка из всего лишь пяти шестерен позволяет реализовать пять скоростей: 4 передних и 1 заднюю. И хотя на практике, вследствие конструктивных ограничений, приходится применять большее количество планетарный рядов, тем не менее, этот узел все равно остается очень небольшим.
Если же затормозить на корпус коробки оси сателлитов, то солнечная и эпициклическая шестерни начнут вращаться в разные сторону – получаем заднюю передач. И так далее.
Такой процесс требует точности: слишком малое перекрытие ведет к провалу тяги, а слишком большое – и вовсе резко затормозит автомобиль. Разумеется, электроника тут позволяет гораздо аккуратнее выдерживать необходимые моменты переключений. Увеличивает она и ресурс трансмиссии, корректируя работу в зависимости от степени износа. Но главное – она помогает улучшить экономичность.
Кстати, этот момент легко отследить по тахометру – обороты мотора слегка падают, будто включилась еще одна передача. В таком режиме КПД уже поднимается до 94%.
Это существенно поднимает требования к синхронизации процессов включения-выключения скоростей, но КПД возрастает до 97%, то есть сравнивается с показателями роботизированных механических коробок. Постоянное жесткое соединение с валом мотора означает и более линейные отклики на педаль газа, что востребовано в мощных спортивных моделях AMG.
Но это лишь локальное поражение – в будущем гидромеханических коробок сомневаться не приходится.
Для понимания процесса надо знать о двух главных моментах, возникающих при управлении автомобилем:
Уменьшение количества переключений передач уменьшает утомляемость водителя.
Гидромеханическая коробка передач выполняет сразу несколько функций. Она совмещает в себе сцепление и классическую коробку. Переключение передач здесь производится автоматически либо полуавтоматически. Таким же образом устроена и гидромеханическая коробка передач погрузчика. Во время движения водитель не задействует педаль-сцепление. Все, что нужно — это акселератор и тормоз.
В последнем случае оно более густое. Для того чтобы включить первую и заднюю скорость на гидромеханике, используются Такая конструкция позволяет максимально плавно передавать крутящий момент от маховика на колеса.
Но при этом переключение скоростей более плавное, нежели у вальных аналогов.
Муфта расклинивается и реактор вращается с нарастающей скоростью. Когда обороты последнего элемента будут максимальными, гидротрансформатор перейдет в состояние работы муфты. Так он будет вращаться с такой же скоростью, что и маховик.
Соответственно, обороты колеса и скорость движения машины тоже растут.
Им на смену зачастую приходит гидромеханическая трансмиссия.
Однако в машинах с АКПП подобное действие во многих случаях выполняет гидромеханическая коробка передач.
Гидромеханический привод работает таким образом – насосное колесо, на которое поступает вращающий момент от двигателя, вращаясь, направляет на турбинное колесо поток масла, которое им раскручивается и предает усилие на вал коробки передач.
Обычно такую коробку передач сокращенно называют ГМП или ГМКП.
Первичный вал связан с турбиной гидротрансформатора, а вторичный вал – с карданной передачей трансмиссии. Первая (понижающая) передача имеет передаточное число 1,79 , а вторая передача – прямая, т. е. ее передаточное число равно единице.
Они обладают компактностью, пониженным уровнем шума при работе и длительным сроком службы. Переключение передач в них происходит практически без разрыва потока мощности.
3 .
Ведомым является водило этого ряда, выполненное заодно с ведомым валом 12 . Муфта свободного хода 13 включена.
«Автомат» против «Вариатора» | X-Oil
По итогам 2018 года, каждый третий проданный автомобиль в РФ был оборудован автоматической коробкой передач. Удобства и преимущества такого типа трансмиссии невозможно отрицать, но необходимо различать виды автоматических КПП, которых несколько: традиционный гидромеханический автомат, вариатор и роботизированная трансмиссия. Последняя представляет из себя автоматизированную механическую коробку и, ввиду наличия собственных разновидностей и особенностей, заслуживает отдельного рассмотрения. Именно поэтому, сегодня мы остановимся на первых двух.
Классическая автоматическая трансмиссия
Традиционная автоматическая коробка передач (AT) серийно устанавливается на автомобили без малого 80 лет – первопроходцем стала трансмиссия «Hydramatic» от компании GeneralMotors, впервые установленная на Oldsmobileв 1940 году. Самые ранние «автоматы» были трехскоростными, с 1970-х получили распространение четырехступенчатые, а на данный момент большинство гидромеханических трансмиссий обладают шестью и более передачами.
Название «гидромеханика» продиктовано самой конструкцией таких трансмиссий, две ее основных части представляют из себя гидротрансформатор и планетарную коробку передач. Гидротрансформатор состоит из трех основных компонентов: рабочего колеса (насоса), которое приводится в движение коленчатым валом двигателя, турбины, напрямую соединенной с трансмиссией, и реактора, который служит для увеличения крутящего момента в определенных режимах движения (например, при старте или подъеме в гору). Насос жёстко соединен с корпусом гидротрансформатора и при вращении коленвала он создаёт внутри гидроблока поток масла, который вращает реактор и турбину.
Стоит отметить, что реактор вращается не всегда – когда он неподвижен, увеличивается скорость потока масла и момент на валу турбины существенно увеличивается.
Несмотря на то, что гидротрансформатор способен увеличивать крутящий момент, делать это он может в довольно узком диапазоне. Поэтому, к гидротрансформатору подключают многоступенчатую коробку передач. Планетарная КПП устроена по образу и подобию механической трансмиссии, но с небольшими отличиями:
— каждая передача имеет несколько степеней свободы, которые зависимы друг от друга примерно так же, как планеты в солнечной системе;
— если в «механике» за переключение передач отвечают синхронизаторы и блокирующие муфты, то в «автомате» это делают пакеты фрикционов – аналоги сцепления в МКПП. Под давлением масла, гидротолкатель воздействует на фрикцион. Давление создает масляный насос, а электроника распределяет его в соответствии с алгоритмом работы коробки между соответствующими пакетами фрикционов.
Вопреки сравнительно сложной конструкции, автоматические коробки достаточно надежны и обеспечивают хороший баланс между комфортом и скоростью переключений.
Гидтротрансформатор хорошо сглаживает момент переключения – небольшие рывки можно почувствовать только в «спортивном» режиме коробки, который есть у большинства современных автомобилей. Ресурс также на высоте – при должном уходе и регулярной замене жидкости, автоматические КПП спокойно «ходят» по 250-300 тысяч километров. Все эти факторы сделали традиционные АКПП самыми популярными автоматическими трансмиссиями в мире. Недостатков «автоматы» тоже, увы, не лишены: часть мощности силовой установки «съедает» гидротрансформатор, как следствие — повышенный расход топлива, дорогой ремонт, необходимость регулярной замены специальных масел (и их цена).
Вариаторная трансмиссия
Впрочем, в последние десятилетия огромное распространение получил сравнительной молодой конкурент традиционной гидромеханики – вариатор (CVT– continuouslyvariabletransmission, дословно – бесконечноступенчатая трансмиссия). Что же заставило такие компании какNissan, Subaru, Renault, Honda, Toyota перевести от 30% до 70% своего модельного ряда на такой тип трансмиссии?
Несмотря на то, что легковые автомобили с вариаторами появились сравнительно недавно, первое упоминание о похожей конструкции относится аж к записям Леонардо Да Винчи 1490 года.
Без малого 500 лет идея о бесступенчатой трансмиссии оставалась на бумаге (если не считать не совсем удачные попытки применить ее на мотоциклах в самом начале 20 века), пока один из основателей компании DAF, Губерт Иосиф Ван Дорн не впервые применил вариатор для серийной малолитражки DAF600 и нескольких других моделей DAFна рубеже 50-х и 60-х годов. После того, как легковое отделение DAFбыло выкуплено компанией Volvo, вариаторы появились и в модельном ряду шведского производителя – например, модель Volvo340. Господин Ван Дорн же, тем временем, создает компанию VDT, основной задачей которой стала разработка и производство вариаторных трансмиссий. По настоящему массовым такой тип коробки передач стал только к концу 1980-х, когда VDTи FujiInd. объединились с целью совместного производства вариаторов для автомобилей SubaruJusty. Практически сразу коробки производства этого альянса начал активно использовать Nissan, еще позднее свою собственную разработку представила Honda.
Так что же отличает вариатор от традиционной автоматической коробки передач? Отсутствие этих самых передач! На первый взгляд, для водителя выглядит все точно так же: вариатор имеет те же режимы работы, что и любой современный «автомат», включая ручное переключение и спортрежим.
Фундаментальное отличие состоит в техническом устройстве, которое мы рассмотрим на примере клиноременного агрегата как наиболее распространенного в современных автомобилях. Конструкция клиноременного вариатора довольно проста: два шкива, каждый из которых представляет из себя два конуса, направленных острыми концами навстречу друг другу, между шкивами зажат ремень. Ведущий шкив приводится от двигателя, ведомый же соединен с колесами. Принцип работы заключается в изменении радиуса огибания ремнем ведущего и ведомого шкива – таким меняется передаточное число. При старте с места, ремень на ведущем шкиве коробки работает по минимальному радиусу, а на ведомом – по максимальному. С ростом оборотов, радиус работы на ведущем начинает увеличиваться. Таким образом, вариатор всегда обеспечивает оптимальное передаточное число для текущего режима движения, что сулит лучшую топливную экономичность на фоне отменной динамики, а также великолепную плавность работы – переключений ведь нет! Казалось бы, перед нами идеальная трансмиссия, но не все так однозначно.
Отсутствие переключений передач создает «троллейбусный» эффект от разгона – мотор «повисает» на оборотах крутящего момента, неприятно завывая на одной «ноте». Большинству автовладельцев такая особенность не нравилась и в последних поколениях вариаторы научили имитировать переключения, притом, плавность работы не пострадала. Бесступенчатые коробки не рассчитаны для использования с мощными моторами – сложно вспомнить автомобили мощнее 250 сил, оборудованные такой трансмиссией. Также, вариаторы «не любят»: буксовать, буксировать, агрессивную езду, бездорожье. Самый же значительный недостаток вариатора – сравнительно низкий ресурс. Редкая модель вариатора выдерживает 150 000 км без существенного ремонта, а специалистов по ремонту не так много ввиду новизны такого типа коробок в принципе (на территории РФ они получили распространение после успеха ряда моделей Nissan, таких как Quashqai, X-Trailи Teana). Впрочем, ремонт вариатора зачастую оказывается дешевле такового у автоматических коробок.
Для обеспечения максимального срока службы агрегата не стоит пренебрегать регулярным обслуживанием и применением специальных жидкостей, предназначенных специально для конкретной модели автомобиля.
Подводя итоги, можно уверенно заявить о том, что у каждого вида трансмиссий есть свои сильные и слабые стороны. Вариатор можно однозначно рекомендовать спокойному водителю для городской, асфальтовой эксплуатации. Во всех остальных случаях предпочтительнее классический «автомат».
Разновидности автоматических коробок передач машины
Новичкам кажется, что во всех автомобилях установлен один тип автоматической коробки передач, что не совсем верно. Производители оснащают машины различными типами трансмиссий. Изучим особенности каждой «коробки-автомата» — в чём различия.
Какие бывают
По популярности автоматические трансмиссии разделяют на:- классические «автоматы»;
- вариаторы;
- «роботы».
Классическая коробка-автомат
Классика – это гидромеханическая трансмиссия. Она отличается повышенной прочностью, легче других в ремонте и дешевле обходится. Она надежна, конструкция её давно изучена, но отличается слегка увеличенным расходом топлива и чуть меньшей мощностью на колёсах. Это хороший вариант для водителей, которые не стараются «выжать из авто всё возможное» и для спокойного городского вождения. Это лучшая альтернатива «механики».Такой тип трансмиссии получил наибольшее распространение среди автолюбителей. В ней соблюден оптимальный баланс технических качеств и стоимости в эксплуатации и ремонте. Об этом говорит статистика, утверждающая, что именно этот тип АКПП чаще всего приобретается. Так как именно такие трансмиссии устанавливают на авто среднего класса, она лучше других подойдет для эксплуатации в городских условиях.
Современные устройства давно избавились от недостатков и имеют приличный ресурс до капитального ремонта. Самые продвинутые модели имеют до 10 ступеней передач.
Из минусов: имеет большую массу, динамика машины уменьшается, а расход топлива увеличивается.
Вариатор
Бесступенчатая трансмиссия, или вариатор – коробка передач с плавным переключением скоростей. Данный тип трансмиссии не имеет обычных ступеней передач. Они есть, но «виртуальные», сделанные для удобства управления машиной. Чтобы автомобиль не ехал «на одной ноте». Езда с CVT дает необычные ощущения: прибавляешь газ и следует ровное, без рывков и провалов ускорение.Конструкция вариатора позволила легко осуществить ручной режим управления: достаточно ввести в память компьютера несколько фиксированных значений передаточного отношения, и его можно будет переключать вручную рычагом или кнопками.
Вариатор – прекрасный выбор. Во время езды можно насладиться плавным ходом и отсутствием малейших рывков при изменении скорости движения. Это хорошая альтернатива классической коробке передач. Такая АКПП хорошо себя покажет на качественных дорогах, где возможен быстрый разгон и движение на большой скорости.
Также подойдет для крупных городов с плотным движением и постоянными пробками.Вариатор максимально экономичен, дает предельно возможную динамику разгона автомобиля, но имеет минусы. Данная коробка боится бездорожья, она может перегреваться в сложных условиях движения. Ремонт обойдется недешево, мастера с нужной квалификацией придется поискать. При нормальной эксплуатации без резких стартов, езды по бездорожью и частой смене масла, ресурс достигает сотен тысяч километров. Поменять «ремень» технически несложно, но дорого.
«Робот»
Роботизированная трансмиссия — это усовершенствованная «механика» с электронными «мозгами». В ней электронный механизм самостоятельно переключает передачи, выжимает сцепление вместо водителя. За это отвечает электронный блок управления. Чем современей его «софт» — тем лучше работает трансмиссия. Есть «робот» с одним сцеплением — вариант для бюджетных автомобилей. Он лучше, чем обычная «механика», но на нем ощущаются небольшие толчки при переключении скоростей.
Такая трансмиссия проста в управлении как «автомат» и экономит топливо как «механика».Более продвинутым вариантом (уже не дешёвым) является «робот» с двумя сцеплениями. Он обеспечивает более быстрый разгон и плавное движение автомобиля.
При неполадках ремонт механической части не вызывает сложностей, она достаточно надежная. При выходе из строя электронной части – ремонт может быть дорогим, и не каждый мастер справится.При покупке нового автомобиля и регулярном обслуживании его у дилера о состоянии АКПП любого типа можно не беспокоиться. А на выбор влияют такие факторы, как стоимость, ремонтопригодность, стиль вождения. При современных возможностях ремонта любая «коробка-автомат» имеет право на существование. Что лучше выбрать – дело личного вкуса и финансовых возможностей.
В итоге: АКПП с гидротрансформатором тяжелый, отбирает мощность от мотора и прожорлив; вариатор полегче, тоже ухудшает динамику, но почти не увеличивает аппетит; механика с автоматическим управлением («робот») несколько вяловата, зато экономит бензин.
Водителю на заметку
Многие автолюбители не всегда в состоянии определить, какой именно тип коробки установлен – «классика» или вариатор. На помощь придут несколько признаков, опираясь на которые, легко сделать правильный вывод.- Изучение инструкции по эксплуатации. В неё производитель указывает тип трансмиссии. Если там указаны литеры «А/Т», то речь идет о 100% традиционном автомате. Вариатор обозначен как «CVT». Если документы не сохранились, то необходимые сведения можно найти в интернете.
- Провести тест-драйв машины. Авто, на которых установлен вариатор, едут плавно. Никаких толчков водитель не ощущает. Процесс разгона во многом похож на то, как набирает скорость троллейбус. Автомобили, в которых установлен классический «автомат», ощущается рывки и толчки при переключении скорости.
Можно добавить, что «коробка-автомат» больше подходит для городских условий с достаточно хорошими дорогами. При проживании в сельской местности или за городом, предпочтение стоит отдать более простой в управлении «механике».
как отличить DSG от автомата и что лучше
Меня многие автолюбители спрашивают, что лучше покупать DSG или автомат? В чем их сходства и различия? Почему опытные автовладельцы не любят роботизированные коробки? Раз уж так много вопросов возникло по этому поводу, то я решил сделать сравнение. А прочитав мои заключения, вы уже сами сделаете вывод, что покупать: ДСГ или автомат?
Напишите в комментариях: какая коробка стоит у вас на машине?
Что общего между АКПП и DSG
Прежде, чем разбираться в различиях, давайте узнаем в чем сходство между АКПП и ДСГ.
Эти коробки – автоматические. Это значит, что водителю больше не надо нажимать на педаль сцепления, а потом переключать кулису передач селектора и выжимать акселератор. Все это за него делает электроника внутри автомата и механические детали, связанные с ней.
Благодаря автоматизации, снижается человеческий фактор, который влияет на задержки при переключении скоростей.
Как вы знаете, из-за этих задержек автомобиль дергается при переключении, едет рывками. Особенно такое случается с новичками, теми, кто впервые сел за руль. В автомашине с автоматической коробкой передач, переключения происходят плавно, без толчков и рывков.
Внимание! АКПП Al4 DP0, которые устанавливаются на Пежо-Ситроен, Рено, могут толкаться и пинаться. Но это их конструктивная особенность. Если же это происходит часто, и водитель чувствует, что сила толчков увеличивается или машина задумывается при переключении, то это повод свозить авто на диагностику в сервис-центр.
ДСГ и автоматические коробки не отличаются друг от друга и по обозначению режимов. Буквы идентичны, что написанные на коробке, что «горящие» на мониторе приборной панели.
А теперь давайте посмотрим на основные отличия.
Основные различия
ДСГ от автомата отличается конструктивно.
Автомат – это полностью автоматическая конструкция, роботизированная коробка – это полумеханическая коробка передач. Хоть скорости и переключаются благодаря автоматике, установленной в коробку, управляет передачей, на которой будет двигаться машина в данный момент – водитель.
Сейчас выпускаются классические гидравлические автоматы, со встроенной функцией типтроника, где передачами может также управлять водитель. Более подробно читайте о типтронике и мехатронике тут, чтобы не запутаться в отличиях межу АКПП и ДСГ далее.
Автомат состоит из следующих комплектующих:
- гидротрансформатор;
- планетарная передача;
- гидроблок.
Конструктивные особенности в строении робота:
- 2 первичных (внутренний и наружный) и 2 вторичных вала;
- модуль управления, называется «Mechatronic»;
- двойное сцепление. Одно действует только по четным передачам, другое – по нечетным.
Внимание! Автомобиль с ДСГ всегда готов переключиться на новую передачу, в отличие от классического гидромеханического автомата.
Вы скажете, что это все внутренние конструкции и поймет их различие только опытный механик. Далее я вам открою внешние секреты, которые отличают эти два вида одинаковых по виду и в то же время разных по конструкции и взаимодействию с двигателем и колесами.
Вы поймете, например, как отличить ДСГ от автомата на машине Шкода Октавия. В общем, читайте ниже главные отличия.
Старая гидромеханическая коробка передач
Гидромеханические коробки передач бывают четырехступенчатыми, пяти ступенчатые и выше. В роботах вы не найдете четыре передачи. Начинается все с 6 ступенчатой в РКПП.
Старые добрые автоматы, как бы их не облегчал производитель, все-таки тяжелые по сравнению с роботами.
Поэтому они добавляют 30 килограмм в машину, замедляя динамику автомобиля. Хотя динамика губится не только лишним весом. Сама гидравлическая коробка не способна быстро менять передачи, как это делает тот же РКПП.
В автомате отсутствует жесткое сцепление с мотором. А также АКПП дорогая в обслуживании и ремонте. Хотя по цене можно найти вполне добротные контрактные автоматы, которые проработают более 200 000 километров.
Отличие автоматической от ДСГ вы найдете и во внешнем виде. Но об этом в блоке об отличиях.
Роботизированная коробка передач или DSG
Если автомат – это однотипная коробка. Меняется только ступени от меньшей к большей. То робот в отличие от гидромеханики имеет два вида коробок, которые отличаются количеством передач и крутящим моментом:
- сухая ДСГ;
- мокрая ДСГ.
Отличить автомат от DSG можно по одному или двум сцеплениям, которые он имеет в коробке.
Сухая DSG
Сухой вариант ДСГ – это аналог механического сцепления. Стальные диски работают в воздухе, а не в масляной ванне. А сжимание и разжимание происходит посредством электрических проводов.
Другое дело мокрый робот.
Мокрая DSG
Новички автолюбители часто задают вопрос, как отличить мокрую ДСГ от сухой.
А отличие ее в том, что стальные диски и фрикционы вращаются в масляной среде. А сжимает и разжимает их гидравлическая система, схожая с гидравликой на автомате.
Мокрый вариант ДСГ намного надежен, чем сухой. Стальные диски, вращающиеся в масляной жиже, имеют длинный срок службы в отличие от тех, которые вращаются в воздухе.
Плюс ко всему, сухой ДСГ ограничен оборотами, так как, если повысится скорость вращения, то они быстрее сгорят. Сухие ДСГ весят меньше на 23 килограмма меньше, чем мокрые. Но и количество крутящего момента у сухих тоже ограничено. Оно составляет всего 250 Нм, в отличие от 350 Нм на мокрых.
Робот с одним сцеплением
Робот с одним сцеплением – это механика, подключенная к исполнительным механизмам.
Ее отличает низкая цена, задумчивость перед переключением скорости во время движения.
Такие роботы не экономят топливо в отличие от их собратьев с двухдисковым сцеплением.
Робот с двумя сцеплениями
Этот ДСГ еще называется преселективной коробкой. По устройству похож на запараллеленные две механические коробки передач. Работают они по очереди. Когда машина двигается на первой скорости, то вторая уже готова вступить в работу. Компьютер заранее готовит следующее передачу к работе.
Такие DSG отличаются плавность хода. Их используют на гоночных автомобилях. А по цене робот с двумя сцеплениями обойдется вам, как классический гидромеханический автомат.
Положительной стороной ДСГ с двумя сцеплениями является экономия топлива, простота в ремонте. Однако запчастей на такие роботы почти не найти на российских рынках, так как спрос на них мал.
Внимание! Если ДСГ с двумя сцеплениями начнет пинаться, то обычно ее меняют полностью, либо делают капитальный ремонт.
На обычном автомате можно еще поездить и при сильных рывках, вылечить его заменой стальных дисков или фрикционов.Пока большую часть рынка занимание классический гидромеханический автомат. И это естественно, так как классике доверяют больше, чем новшествам, которые пока не показали себя с хорошей стороны.
Напишите в комментариях, какой робот стоит на вашей машине. Или вы пользуетесь автоматом и не доверяете РКПП?
Коробка ДСГ или автомат: как определить тип КПП
Итак, с внутренней конструкцией классических и роботизированных автоматов разобрались. Вы спросите меня, а как отличить эти КПП по внешнему виду.
Обратите внимание на следующие методы определения ДСГ:
- наличие мехатроника у РКПП. Он заключен в черной крышке похоже на поддон. Она стоит спереди автомата ближе к радиатору охлаждения;
- VIN – код машины. На нем указан тип коробки переключению скоростей;
- если установить машину с ДСГ под уклоном и не поставить на ручник, то машина покатится в сторону наклона поверхности;
- передачи на ДСГ переключаются быстрее, чем на обычных автоматах;
- теплообменник роботизированной коробки имеет прямоугольное строение.
Это основные отличия, по которым можно определить, какая коробка установлена на машине, если человек не разбирается в КПП.
ДСГ устанавливают на такие машины, как Volkswagen (VW), Audi, Skoda. Шестиступенчатая роботизированная коробка устанавливается только на моторы с мощным двигателем. На бюджетные автомашины производитель ставит семи ступенчатые с сухим сцеплением.
Напишите в комментариях, какую коробку предпочли бы вы и почему?
Для кого какой тип лучше подойдет
Если после прочтения этой статьи, вы задумались машину с какой коробкой все-таки приобрести, то я вам посоветую следующее:
- АКПП – хорошее вложение средств. Это надежный, долговечный друг автомобиля. При соответствующем уходе он прослужит более 150 000 километров. ДСГ же такой срок службы не покажет. Тем более автомат может стойко выносить стоянки в пробках, движение в городском режиме. Минусом автомата является высокая цена новой коробки, хотя контрактные стоят дешевле, и дорогостоящее обслуживание. Но опять же, если человек будет правильно эксплуатировать коробку, вовремя менять масло, делать типовой ремонт, то АКПП прослужит долго;
- ДСГ – более плавный при переключениях скоростей, расходует мало топлива по сравнению с автоматом. Однако ресурс его ограничен. Если автомат можно подшаманить и он будет ездить еще 100 000 километров без дополнительных вложений, то ДСГ придется сразу менять на новую или контрактную. ДСГ не любит простоев в пробках, постоянных сбросов скорости и повышения ее в городских условиях. Поэтому робот лучше использовать тогда, когда вы часто путешествуете на большие расстояния. Здесь он показывает себя с лучшей стороны.
При соответствующем уходе он прослужит более 150 000 километров. ДСГ же такой срок службы не покажет. Тем более автомат может стойко выносить стоянки в пробках, движение в городском режиме. Минусом автомата является высокая цена новой коробки, хотя контрактные стоят дешевле, и дорогостоящее обслуживание. Но опять же, если человек будет правильно эксплуатировать коробку, вовремя менять масло, делать типовой ремонт, то АКПП прослужит долго;Теперь вы знаете, какая разница между одним типом коробки передач и другим.
Поэтому при выборе машины с одним из типов КПП, описанных выше, больше всего ориентируйтесь на то, как вы хотите эксплуатировать автомобиль и ваш кошелек.
Например, при малом количестве денег, можете купить ДСГ. Я советую все же подкопить денег и купить нормальную машину с классическим автоматом.
Напишите в комментариях, какой тип КПП предпочитаете?
Заключение
Я вам рассказал о двух типах коробок передач и об их различии. Помните, что срок службы любого автомата, будь то вариатор, робот или классика, зависит от условий эксплуатации и манеры езды водителя. Если вы прогреваете коробку передач зимой, меняете трансмиссионную жидкость после 30 тысяч и 60 тысяч километров, проходите ежегодное техническое обслуживание, то автомат вам прослужит долгие годы.
Если понравилась статья, ставьте лайки, делитесь ею в социальных сетях. Пишите в комментариях, о чем еще хотели бы прочитать на наших страницах.
автомат или механика, плюсы и минусы коробок передач
Когда приходит пора выбирать новый автомобиль, мы, как правило, думаем о том, с каким типом двигателя и коробки передач будет наша будущая машина. Если раньше выбор состоял из двух вариантов – механическая или автоматическая трансмиссия, то сегодня наряду с обычной «механикой» можно избрать автоматическую, роботизированную или бесступенчатую коробку передач. В этой статье мы рассмотрим плюсы и минусы перечисленных выше трансмиссий.
АКПП vs МКПППростая сложная «механика»
По своему устройству механическая коробка передач – просто устроенный агрегат, если, конечно, сравнивать ее с автоматическими и роботизированными трансмиссиями. Эта простота обусловливает невысокую стоимость автомобиля, оснащенного такой коробкой, и простоту в обслуживании и эксплуатации.
Впрочем, на счет последнего можно поспорить: принцип работы механической КПП предполагает активное участие водителя, и потому роль человеческого фактора в эксплуатации «механики» весьма велика. Одно дело, если машину с МКПП водит опытный водитель, знающий, на каких скоростях нужно переключаться на ту или иную передачу, и владеющий приемами эксплуатации в сложных условиях (например, если авто застряло в снегу или песке). Совсем другое дело, когда машину с таким типом трансмиссии водит новичок. Здесь есть большой риск того, что по банальному незнанию правил эксплуатации МКПП начинающий водитель может, что называется, угробить коробку за относительно короткий срок (в то время как максимальный ресурс такого агрегата может исчисляться сотнями тысяч километров пробега). Тем, кто все же решил выбрать автомобиль с механической КПП, стоит знать все о положительных и отрицательных сторонах этого типа трансмиссии.
Схема мкппПлюсы МКПП:
1) Простота конструкции, относительная дешевизна ремонта и обслуживания.
2) Большой ресурс эксплуатации (некоторые коробки передач данного типа могут использоваться даже после того, как выйдет из строя «родной» двигатель автомобиля).
3) Экономия топлива (по сравнению с автоматической КПП, автомобиль на «механике» потребляет на 10-15% меньше горючего) и высокая динамика разгона.
4) Высокий процент коэффициента полезного действия (механическая КПП позволяет использовать всю мощность двигателя и его крутящего момента).
5) Хорошая приемистость автомобиля (быстрота увеличения оборотов двигателя) при которой водитель сам избирает стиль вождения, регулируя момент переключения скоростей.
6) Меньший, чем у автоматической КПП, вес.
7) Возможность запуска двигателя при вышедших из строя зажигании и аккумуляторной батареи.
8) Возможность буксировки автомобиля без использования эвакуатора, на жесткой или гибкой сцепке на любые расстояния.
Минусы МКПП:
1) Сложность эксплуатации для новичков (начинающие водители из-за необходимости использовать сцепление могут повредить как само сцепление, так и узлы коробки – например, включив вместо передней передачи заднюю или не включив полностью сцепление).
2) Перегрузка мотора при некорректном включении передач (тоже касается неопытных водителей, которые могут забыть вовремя переключиться на высшую или низшую ступень, заставляя, тем самым, работать мотор на повышенных оборотах).
3) Увеличенный, по сравнению с АКПП, промежуток переключения передач (во время переключения с низшей на высшую ступень и обратно двигатель на определенный промежуток времени разобщается с трансмиссией, что ведет к потере мощности).
4) Усталость водителя при эксплуатации «механики» при езде в городском режиме (приходится постоянно включать/выключать передачи).
Удобный, но дорогой в обслуживании «автомат»
Если механическая коробка передач отличается простотой конструкции, то у автоматической количество узлов и агрегатов больше, что, в свою очередь, влияет на дороговизну ее изготовления, ремонта и эксплуатации.
Однако такая коробка более удобна в пользовании, особенно при езде в городе, так как здесь не требуется постоянное включение/выключение сцепления – это придется по вкусу водителям-новичкам.
Таким образом участие человека в работе автоматической трансмиссии сведено к минимуму. К тому же, сегодня покупатель может выбирать из нескольких видов автоматических коробок передач: гидромеханической КПП (обычный «автомат»), механической КПП с двумя сцеплениями, роботизированной КПП и бесступенчатого вариатора. У каждого из этих типов трансмиссий есть свои плюсы и минусы, на которых мы остановимся подробнее, но сначала укажем на общие положительные и отрицательные черты автоматических КПП.
Плюсы АКПП:
1) Легкость эксплуатации (нет необходимости постоянно включать сцепление).
2) Отсутствие риска перегрузить двигатель (коробка-«автомат» сама выбирает оптимальный момент для переключения на повышенную или пониженную передачу).
3) Сокращенный промежуток времени между переходами с низшей ступени на высшую и обратно без потери мощности двигателя.
Минусы АКПП:
1) Дорогой ремонт и обслуживание.
2) Большой вес агрегата (по сравнению с механической КПП).
3) Относительно невысокая приемистость автомобиля (наиболее характерно для гидромеханических АКПП).
4) Более высокий, по сравнению с «механикой», расход топлива (характерно для гидромеханических, роботизированных КПП и вариатора).
5) Невозможность буксировки автомобиля на гибкой или жесткой сцепке (только при помощи эвакуатора).
6) Отсутствие торможения двигателем в режиме Drive (для такого типа торможения приходится переключаться в режим пониженной передачи).
7) Небольшой по сравнению с механической КПП ресурс эксплуатации до капремонта (максимально — до 200 тысяч километров пробега).
Теперь остановимся на негативных и позитивных качествах каждого вида указанных здесь АКПП.
Итак, к плюсам гидромеханической КПП можно отнести возможность передачи большого крутящего момента от двигателя к колесам, надежность и долговечность конструкции. К минусам — провалы при переключении передач, невозможность буксировки.
К положительным сторонам роботизированной КПП отнесем относительную дешевизну (по сравнению с другими «автоматами») производства и эксплуатации, а к минусам – рывки при переключении скоростей.
Коробка передач с двумя сцеплениями позволяет передавать максимальный крутящий момент на уровне механической трансмиссии, без потери мощности двигателя. А вот негативным моментом в эксплуатации такой коробки является ее ненадежная конструкция и дорогостоящий ремонт.
Наконец, к плюсам бесступенчатого вариатора относится самое плавное из всех перечисленных КПП переключение передач и возможность использования максимального коэффициента полезного действия двигателя. А к минусам – сравнительно короткий срок службы до капитального ремонта (как показывает практика, зачастую проводить капитальный ремонт вариаторов приходится на пробеге 100-110 тысяч километров) и отсутствие возможности передачи максимального крутящего момента от двигателя к колесам.
Итог
Пока что наиболее практичной во многих отношениях является механическая трансмиссия.
Но прогресс не стоит на месте, и современные автоматические коробки передач становятся все более надежными, долговечными и, что главное, экономичными. Такой вид трансмиссии как коробка с двумя сцеплениями уже «научили» расходовать меньше топлива, чем обычная механическая КПП. Но сложность конструкции и следующая из этого дороговизна ремонта и обслуживания таких трансмиссий пока что говорит не в пользу «автоматов».
Топливная система турбинного двигателя — гидромеханическая и гидромеханическая / электронная
Гидромеханический контроль топлива
Гидромеханические регуляторы подачи топлива использовались и до сих пор используются на многих двигателях, но их использование становится ограниченным, уступая место электронным средствам управления. Регуляторы подачи топлива имеют две секции, вычислительную и дозирующую, чтобы обеспечить правильный расход топлива для двигателя. Чистый гидромеханический контроль топлива не имеет электронного интерфейса, помогающего вычислять или измерять расход топлива.
Он также обычно приводится в действие зубчатой передачей газогенератора двигателя для определения частоты вращения двигателя. Другими измеряемыми механическими параметрами двигателя являются давление на выходе компрессора, давление в горелке, температура выхлопа, а также температура и давление воздуха на входе. Как только вычислительная секция определяет правильный объем потока топлива, секция дозирования через кулачки и сервоклапаны подает топливо в топливную систему двигателя. Фактические рабочие процедуры для гидромеханического контроля топлива очень сложны, и, тем не менее, учет топлива не такой точный, как с электронным типом интерфейса или управления.Электронное управление может получать больше входных сигналов с большей точностью, чем гидромеханическое управление. Ранние электронные средства управления использовали гидромеханическое управление с электронной системой, добавленной к системе для точной настройки дозирования топлива. В этом устройстве также использовалась гидромеханическая система в качестве резервной на случай отказа электронной системы.
[Рисунок 2-49] Рисунок 2-49. Схема узла управления подачей топлива, гидромеханическая / электронная.
Гидромеханическое / электронное управление подачей топлива
Добавление электронного управления к базовому гидромеханическому управлению подачей топлива стало следующим шагом в развитии средств управления подачей топлива газотурбинных двигателей.Как правило, в системах этого типа для регулировки расхода топлива использовался удаленный EEC. Описание типовой системы объясняется в следующей информации. Основная функция топливной системы двигателя заключается в повышении давления топлива, измерении расхода топлива и подаче распыленного топлива в секцию сгорания двигателя. Расход топлива регулируется узлом гидромеханического управления топливом, который содержит секцию отсечки топлива и секцию дозирования топлива.
Этот блок управления подачей топлива иногда устанавливается на лопастном топливном насосе.Он обеспечивает соединение рычага мощности и функцию отключения подачи топлива.
Устройство обеспечивает механическую защиту золотника газогенератора от превышения скорости при нормальной (в автоматическом режиме) работе двигателя. В автоматическом режиме EEC контролирует дозирование топлива. В ручном режиме берет на себя гидромеханическое управление.
Во время нормальной работы двигателя дистанционно установленный электронный блок управления топливом (EFCU) (такой же, как EEC) выполняет функции настройки тяги, регулирования скорости и ускорения, а также ограничения замедления через выходы EFCU на блок управления топливом в ответ на мощность рычажные входы.В случае отказа электрической части или EFCU или по выбору пилота блок управления подачей топлива работает в ручном режиме, позволяя двигателю работать с пониженной мощностью под управлением только гидромеханической части контроллера.
Вся система подачи топлива в двигатель и система управления состоит из следующих компонентов и обеспечивает указанные ниже функции:
1. Лопастной топливный насос в сборе представляет собой топливный насос с фиксированным рабочим объемом, который подает топливо под высоким давлением в систему управления топливом двигателя.
[Рисунок 2-50] Рисунок 2-50. Топливный насос и фильтр.
2. Перепускной клапан фильтра в топливном насосе позволяет топливу обходить топливный фильтр, когда перепад давления на топливном фильтре является чрезмерным. Встроенный индикатор перепада давления визуально отмечает состояние избыточного перепада давления до того, как произойдет байпас, путем выдвижения штифта из стакана топливного фильтра. Нагнетательный поток топливного насоса, превышающий требуемый блоком управления подачей топлива, возвращается от регулятора к промежуточной ступени насоса.
3. Узел гидромеханического управления подачей топлива обеспечивает функцию измерения топлива EFCU.
Топливо подается в регулятор подачи топлива через входной фильтр с размером отверстий 200 микрон и дозируется в двигатель с помощью дозирующего клапана с сервоприводом. Это устройство соотношения расхода топлива и давления на выходе компрессора (Wf / P3), которое устанавливает дозирующий клапан в зависимости от давления на выходе компрессора двигателя (P3).
Перепад давления топлива на сервоклапане поддерживается сервоуправляемым байпасным клапаном в ответ на команды от EFCU.[Рисунок 2-49] Электромагнитный клапан ручного режима находится под напряжением в автоматическом режиме. Автоматический режим ограничивает работу механического регулятора скорости. Он ограничен одной настройкой регулятора скорости, превышающей диапазон скоростей, управляемый электроникой. Выключение клапана ручного режима позволяет механическому регулятору скорости работать как регулятор всех скоростей в зависимости от угла рычага мощности (PLA). Система управления подачей топлива включает в себя маломощный чувствительный моментный двигатель, который можно активировать для увеличения или уменьшения расхода топлива в автоматическом режиме (режим EFCU).Моментный двигатель обеспечивает интерфейс с электронным блоком управления, который определяет различные параметры двигателя и окружающей среды и активирует моментный двигатель для соответствующего измерения расхода топлива.
Этот моментный двигатель обеспечивает электромеханическое преобразование электрического сигнала от EFCU. Ток моментного двигателя равен нулю в ручном режиме, который устанавливает фиксированное соотношение Wf / P3.
Это фиксированное отношение wf / P3 таково, что двигатель работает без помпажа и способен создавать как минимум 90-процентную тягу на высоте до 30 000 футов для этой примерной системы.Все управление скоростью золотника высокого давления (газогенератора) осуществляется регулятором нахлыстовой массы. Регулятор грузоподъемности регулирует работу пневматического сервопривода в соответствии с заданной скоростью, определяемой установкой угла рычага мощности (PLA). Пневматический сервопривод выполняет модуляцию соотношения Wf / P3 для управления скоростью газогенератора, стравливая P3, действуя на сервопривод дозирующего клапана. Ограничительный клапан P3 стравливает давление P3, действующее в сервоприводе дозирующего клапана, когда конструктивные ограничения двигателя встречаются в любом режиме управления.
Электромагнитный клапан обогащения топлива для запуска обеспечивает дополнительный поток топлива параллельно с дозирующим клапаном, когда это необходимо для холодного запуска двигателя или перезапуска на высоте. Когда требуется обогащение, клапан приводится в действие EFCU. В ручном режиме он всегда обесточен, чтобы предотвратить работу на большой высоте с пониженным холостым ходом.
За дозирующим клапаном расположены ручные запорные клапаны и клапаны повышения давления. Запорный клапан представляет собой поворотный узел, соединенный с силовым рычагом. Это позволяет пилоту подавать топливо в двигатель вручную.Клапан повышения давления действует как ограничитель нагнетания для гидромеханического управления. Он работает для поддержания минимального рабочего давления во всем блоке управления. Клапан повышения давления также обеспечивает герметичное перекрытие подачи топлива к топливным форсункам двигателя, когда ручной клапан закрыт.
4. Узел делителя потока и сливного клапана подает топливо в форсунки первичного и вторичного топлива двигателя.
Он опорожняет форсунки и коллекторы при остановке двигателя. Он также включает в себя встроенный соленоид для изменения расхода топлива в условиях холодного пуска.
Во время запуска двигателя делитель потока направляет весь поток через первичные сопла. После запуска, когда потребность двигателя в топливе увеличивается, клапан делителя потока открывается, позволяя работать вторичным форсункам. В течение всего установившегося режима работы двигателя из первичных и вторичных форсунок поступает топливо. Самобайпасный экран размером 74 микрона расположен под впускным патрубком для топлива и обеспечивает последнюю возможность фильтрации топлива перед топливными форсунками.
5. Топливный коллектор в сборе представляет собой согласованный набор, состоящий из первичного и вторичного коллекторов и узлов топливных форсунок.
Двенадцать топливных форсунок направляют первичное и вторичное топливо через форсунки, вызывая завихрение топлива и образование мелкодисперсной струи. Коллектор в сборе обеспечивает подачу топлива и распыление для обеспечения правильного сгорания.
Система EEC состоит из гидромеханического управления подачей топлива, EFCU и потенциометра угла рычага мощности, установленного на самолете. Управляющие сигналы, генерируемые самолетом, включают в себя давление на входе, перепад давления воздушного потока и температуру на входе, а также выбор пилотом ручного или автоматического режима для работы EFCU.Управляющие сигналы, генерируемые двигателем, включают скорость вращения золотника вентилятора, скорость вращения золотника газогенератора, внутреннюю температуру турбины, температуру нагнетания вентилятора и давление нагнетания компрессора. Управляющие сигналы, генерируемые самолетом и двигателем, направляются в EFCU, где эти сигналы интерпретируются. Потенциометр PLA установлен в квадранте дроссельной заслонки. Потенциометр PLA передает электрический сигнал в EFCU, который представляет потребность двигателя в тяге в зависимости от положения дроссельной заслонки. Если EFCU определяет, что требуется изменение мощности, он дает команду моментному двигателю модулировать перепад давления на датчике головки.
Это изменение перепада давления заставляет дозирующий клапан перемещаться, изменяя поток топлива в двигатель по мере необходимости. EFCU получает электрические сигналы, которые представляют рабочие параметры двигателя. Он также принимает сигнал, инициированный пилотом (положением рычага мощности), представляющий потребность двигателя в тяге. EFCU вычисляет электрические выходные сигналы для использования системой управления топливом двигателя для планирования работы двигателя в заданных пределах. EFCU запрограммирован на распознавание заданных рабочих пределов двигателя и вычисление выходных сигналов, чтобы эти рабочие пределы не превышались.EFCU удаленно расположен и установлен на планере. Интерфейс между EFCU и самолетом / двигателем обеспечивается через разветвленный узел жгута проводов. [Рисунок 2-51] Рисунок 2-51. Система управления двигателем.
Летный механик рекомендует
Комплексное управление гидромеханической регулируемой трансмиссией
Гидромеханическая регулируемая трансмиссия (HMT) имеет преимущества непрерывного изменения и высокой эффективности.
Так что это одна из идеальных трансмиссий для тяжелых транспортных средств.Процесс непрерывного изменения скорости включает регулирование скорости в диапазоне и сдвиг диапазона. В данной статье предлагается интегрированная стратегия управления HMT. Получен алгоритм стратегии управления скоростью асимметричной насыщенной инкрементальной пропорциональной интегральной производной (ПИД) в условиях диапазона и сдвига диапазона. В этой статье представлена логика переключения диапазонов и стратегии управления переключением диапазонов. Модель контроллера создается в Matlab Simulink и симулируется с моделью транспортного средства, оснащенного двухдиапазонным HMT.Создан прототип HMT-платформы аппаратного моделирования (HILS) для интегрированной стратегии управления. Результаты HILS показывают, что процесс переключения диапазона плавный и колебания скорости не происходят. На стадии стабилизации дроссельной заслонки частота вращения двигателя регулируется до близкой к оптимальной, а правила ее изменения соответствуют результатам моделирования.
Стратегия интегрированного контроля разумна.
1. Введение
С развитием автомобильной промышленности заказчики повышают требования к комфорту и топливной экономичности.Передачи важны для удовлетворения требований [1, 2].
Основные характеристики и характеристики передаточного числа HMT показаны на Рисунке 1. Входная мощность делится на две части: гидравлическую мощность и механическую мощность в блоке разделения мощности. Гидравлическая трансмиссия включает в себя гидравлический насос переменного рабочего объема и двигатель постоянного рабочего объема. Изменяя рабочий объем насоса, скорость двигателя постоянно изменяется от минимальной (отрицательной) до максимальной (положительной), что определяется как ход.Каждый ход соответствует рабочему режиму механической трансмиссии, который определяется как диапазон. Наконец, два потока мощности сходятся в непрерывно регулируемый поток мощности в узле слияния.
(a) Основы HMT
(b) Характеристики передаточного числа
(a) Основы HMT
(b) Характеристики передаточного числа
HMT — новая бесступенчатая трансмиссия.
Это заставляет двигатель работать в высокоэффективной области, поэтому он имеет преимущество высокой эффективности.И он мог передавать большую нагрузку, чем ременная бесступенчатая трансмиссия (CVT). Следовательно, HMT — одна из идеальных трансмиссий для тяжелых грузовиков [3]. И это успешно применялось на большегрузных автомобилях [4–6].
На основании большого количества исследовательских работ по проектированию и моделированию HMT был разработан ряд методов проектирования и анализа. Линарес и др. [5] объяснил основы всех типов трансмиссии CVT и описал конструктивные параметры и основы системы разделения мощности.Макор и Россетти [7] оптимизировали конструкцию HMT и получили хорошую сходимость по скорости и высокий средний КПД. Чтобы разработать систему управления HMT, Чжан и Чжуо [8] построили модель HMT, используя принцип динамики. Choi et al. [9] провели тренажер трактора с ГМТ в режимах работы и движения. И скорость трактора, и частота вращения двигателя могли поддерживаться на желаемых значениях.
По сравнению с технологиями проектирования и анализа HMT, контроль HMT все еще находится на ранней стадии разработки.
Процесс изменения скорости состоит из регулирования скорости в диапазоне и смещения диапазона. Следовательно, необходимо регулировать скорость в диапазоне, время переключения диапазона и методы переключения. Множество исследований было посвящено регулированию скорости в диапазоне и компонентах управления. Юань и др. [10] и Wei et al. [11] разработал ПИД-регулятор с переменным параметром и изучил систему управления скоростью на HMT. В их исследованиях может быть реализовано отслеживание соотношения скоростей цели. Но их исследования были сосредоточены только на регулировании передаточного числа по дальности.Hu et al. [12] исследовали возможность переключения без отключения электроэнергии. Чжан и Чжуо [13] представили метод изменения скорости и сдвига диапазона для достижения самого широкого диапазона скоростей и избежания повторяющегося переключения. Savaresi et al.
[14] разработали систему управления, включающую сервоконтроллер на клапане, сервоконтроллер на гидравлическом передаточном числе и синхронизатор. Но улучшение характеристик трактора было достигнуто только за счет замены нынешних насосов / двигателей и датчиков скорости. Tanelli et al. [15] разработали систему управления для трактора, оборудованного HMT, включающую управление переключением одного и двух диапазонов сцепления, а также улучшенное качество переключения.В статье представлен комплексный метод управления HMT. Модель контроллера создается в Matlab Simulink и симулируется с моделью транспортного средства, оборудованного HMT. Проведен тест HILS HMT.
2. Стратегия интегрированного управления HMT
Двухдиапазонный HMT показан на рисунке 2 и проиллюстрирован для иллюстрации метода управления. Двухдиапазонный HMT включает в себя три планетарных редуктора (, и), два тормоза (), один насос переменного рабочего объема () и один двигатель постоянного рабочего объема ().На рисунке 2 это входная скорость HMT и выходная скорость HMT.
Когда тормоз включен, а тормоз отпущен, планетарный ряд работает, а HMT работает в гидравлическом диапазоне (). Когда тормоз включен, а тормоз отпущен, планетарный редуктор включается и работает, а HMT работает в гидромеханическом диапазоне (HM).
Скоростные характеристики HMT состоят из нескольких связанных бесступенчато регулируемых диапазонов. Следовательно, интегрированная стратегия управления должна включать управление скоростью в диапазоне, логику переключения диапазона, условия переключения диапазона и стратегии управления переключением.
Скорость HMT регулируется в зависимости от скорости автомобиля и открытия дроссельной заслонки. HMT заставляет двигатель и транспортное средство работать различными способами в соответствии с выбранным режимом для достижения ожидаемых характеристик.
3. Стратегия управления скоростью в диапазоне
Стратегия управления скоростью в диапазоне изменяет управляющий ток гидравлического насоса в соответствии с разницей между частотой вращения двигателя и идеальной скоростью.
Стратегия регулирования скорости в диапазоне изучалась в течение многих лет, в основном в области ПИД-регулирования, управления отслеживанием передаточного числа и т.д. [10–13].
В определенных дорожных условиях ускорение автомобиля с HMT ограничено крутящим моментом двигателя и максимальным крутящим моментом двигателя. Максимальный крутящий момент двигателя определяется максимальным давлением при условии, что двигатель выбран.
Когда ошибка между фактической частотой вращения двигателя и целевой скоростью больше во время ускорения транспортного средства, градиент диапазона управляющего тока насоса переменного рабочего объема увеличивается в соответствии с алгоритмом PID. И градиент скорости вращения двигателя и увеличение сопротивления ускорению транспортного средства, из-за чего гидравлический блок теряет способность ускорять транспортное средство после того, как давление поднимается до максимального давления.Следовательно, когда автомобиль ускоряется, необходимо установить верхний предел насыщения.
Когда транспортное средство быстро замедляется, передаточное число HMT должно быстро уменьшаться. Таким образом, нижний предел насыщения при замедлении транспортного средства должен быть больше, чем при ускорении транспортного средства. То есть пределы насыщения асимметричны. В этой статье предлагается стратегия инкрементального ПИД-регулирования скорости асимметричного насыщения HMT в диапазоне, и выводятся общие алгоритмы в каждом диапазоне.
3.1. Универсальный алгоритм инкрементального ПИД-регулятора
Контроллер HMT относится к цифровому блоку управления ПИД-регулятором, и его приращение где означает приращение при и означает ошибку при; ,, — коэффициенты соответственно, где,,; относится к коэффициенту масштабирования и относится к интегральному коэффициенту; относится к производному коэффициенту,; означает производную постоянную времени, означает интегральную постоянную времени и означает период выборки.
Результат — где сумма).
3.2. Стратегия инкрементального ПИД-регулирования с асимметричным насыщением в диапазоне
Ошибка контроллера HMT находится где и — это частота вращения двигателя и идеальная частота вращения, соответственно.
Уравнение (2) может быть выражено следующим образом, если вместо и подставить ток насоса и приращение: где «» определяется рабочими диапазонами HMT. В диапазонах прямой пропорциональности, если передаточное число берется, знак плюс; в противном случае принимается знак минус. В диапазонах обратной пропорции, если передаточное число, берется знак минус; в противном случае используется знак плюса.В двухдиапазонном HMT диапазон H является прямо пропорциональным диапазоном. В положительной половине диапазона первая «±» в (4) принимает знак «плюс». А в отрицательной половине диапазона, вторая принимает знак минус. Диапазон HM — это диапазон обратной пропорции. Точно так же первый «±» в (4) принимает знак минус, а второй — знак плюс. относится к току накачки при. и — верхний и нижний пределы тока накачки. В двухдиапазонном HMT гидравлический насос с регулируемым рабочим объемом представляет собой аксиально-поршневой насос Sauer Danfoss серии 90, где и mA (предназначен для устранения нулевой мертвой зоны механизма управления рабочим объемом).
и являются асимметричными насыщенными верхним и нижним пределами градиента тока управления, которые зависят от рабочего объема насоса / двигателя, передаточного отношения, сопротивления транспортного средства и так далее.
На рисунке 2 выходная скорость HMT является функцией скорости двигателя. И подходящие параметры ПИД, и в (5) для каждого диапазона должны быть выбраны путем большого количества моделирования и экспериментов, чтобы уменьшить колебания скорости двигателя. В результате теоретических расчетов и моделирования параметры ПИД-регулятора следующие:,, в диапазоне,,, в диапазоне HM, мА и мА.
4. Логика сдвига диапазона
Логика сдвига диапазона — это порядок диапазонов. Для реализации бесступенчатой трансмиссии элементы переключения диапазонов HMT, такие как тормоза, должны управляться последовательно, и HMT может работать в последовательном диапазоне. Логика сдвига диапазона двухдиапазонного HMT показана в таблице 1.
| |||||||||||||||||||
5.
Условия сдвига диапазона Сдвиг диапазона относится к процессу перехода между двумя соседними диапазонами. Чтобы улучшить качество переключения, условия переключения следующие: (1) Конечная выходная скорость HMT в текущем диапазоне должна быть равна исходной точке целевого диапазона. В каждом диапазоне применяется управление с обратной связью для управления скоростью двигателя. Идеальное время переключения достигается в соответствии с частотой вращения двигателя и частотой вращения двигателя. Целевая скорость двигателя достигается в идеальной точке переключения, где скорости ведущего и ведомого дисков целевого тормоза равны.В двухдиапазонном HMT получается идеальная скорость от диапазона H до диапазона HM: где,, и — количество зубьев шестерен от входного вала до соответственно; ,, и являются характеристическими параметрами трех планетарных передач. (2) Отклонение частоты вращения двигателя (абсолютное значение) должно быть больше минимального установленного значения. Во избежание повторения переключения необходимо установить минимальное отклонение частоты вращения двигателя.
Только когда отклонение частоты вращения двигателя превышает допустимое, может быть разрешено переключение диапазона. (3) Условие переключения на более высокую передачу должно быть выполнено.В зависимости от дорожной обстановки водитель выбирает больший диапазон с помощью переключателя диапазонов, чтобы ограничить скорость автомобиля. Только тогда, когда переключателем диапазона разрешено переключение на более высокую передачу, будет выполнено переключение на более высокий диапазон.
В итоге, условия переключения с диапазона H на диапазон HM равны
Условия переключения с диапазона HM на диапазон ниже, где находится установленное значение переключателя диапазонов. Если выходная скорость HMT равна 0; если, HMT может работать только в диапазоне; и когда HMT может работать в диапазоне HM.- минимальное отклонение частоты вращения двигателя.
6. Стратегии переключения диапазона
В процессе переключения диапазона тормоз текущего диапазона отпускается, и включается тормоз целевого диапазона.
Последовательность переключения тормоза определяется логикой сдвига диапазона, а время начала сдвига диапазона определяется условиями сдвига диапазона.
Направление вращения двигателя постоянно во время сдвига диапазона. Но изменение направления крутящего момента двигателя приводит к замене контуров высокого и низкого давления.Между тем, поток мощности гидравлической системы меняется на противоположный. Скорость двигателя колеблется из-за резкого изменения давления и объемного КПД гидроагрегата. При этом резко меняются скоростные характеристики HMT и изменяются силовые характеристики, что приводит к появлению шума и вибрации.
Именно стратегии переключения диапазона отвечают за идеальное включение и выключение тормозов, чтобы уменьшить время переключения и ударные нагрузки, а также минимизировать колебания входной и выходной скорости [10].Стратегии сдвига диапазона относятся к параметрам управления и их управляющим сигналам, включая изменение, время начала и время остановки.
Стратегии смены диапазона в этой работе включают следующее: (1) Время перекрытия между двумя тормозами. относится ко времени начала включения встречного тормоза и относится ко времени начала отпускания выходящего тормоза. Время перекрытия между тормозами равно (2) Масляный буфер во время отпускания тормоза. На него влияют время начала, время окончания, максимальная ширина импульса и изменение ширины импульса сигнала пропорционального предохранительного клапана.(3) Регулировка рабочего объема насоса. Он определяется временем начала, временем окончания и изменением тока смещения.
Указанные выше время начала и время окончания являются приращениями времени относительно времени начала сдвига диапазона.
Время и изменение управляющих переменных стратегий переключения диапазонов должны быть определены путем ряда моделирования и экспериментов и связаны со следующими факторами: (1) Схема механической трансмиссии. Из-за совпадения зубцов в конструкции механической трансмиссии фактическое передаточное отношение каждого диапазона не может быть равным идеальному передаточному отношению HMT, которое тесно связано с изменением тока смещения.
(2) Характеристики отклика и объемный КПД замкнутого гидравлического контура. Изменение тока смещения может быть достигнуто только при сдвиге диапазона и может вызвать удар, если его синхронизация неверна. То есть ток смещения может изменяться после выключения отходящего тормоза. Его время начала больше нуля, а время окончания связано с характеристиками отклика замкнутого гидравлического контура. На изменение тока смещения влияет объемный КПД замкнутого гидравлического контура.(3) Параметры тормоза. На время перекрытия влияют диаметр гидроцилиндра и ход выходящего и встречного тормозов. На процесс изменения ширины импульса и максимальную длительность импульса пропорционального предохранительного клапана влияют коэффициент крутящего момента фрикционной пластины, жесткость и начальное смещение возвратной пружины в выходном тормозе. Диаметр и длина гидравлического контура управления тормозом также влияют на управляющие сигналы.
Хотя стратегии сдвига диапазона различаются для разных схем HMT, существует несколько универсальных правил, а именно: (1) В процессе переключения с диапазона H на диапазон HM изменение тока смещения отрицательное, в то время как в процессе переключения с диапазона HM на Диапазон H, положительный.
(2),, и определяются временем запаздывания механизма управления гидравлическим насосом переменного рабочего объема и временем заполнения тормоза маслом. Если, то. Если, то и. Если, то и; немного меньше. (3) Минимальное давление масла для амортизации давления масла должно быть больше минимального давления масла для перемещения поршня тормоза.
Согласно результатам моделирования, стратегии сдвига диапазона из диапазона в диапазон HM следующие:,, и; мА; , как показано на рисунке 3. Управляющие сигналы от диапазона HM к диапазону такие же, как и при повышении передачи по значению и времени, за исключением мА.
7. Моделирование стратегий управления
В соответствии со стратегиями управления модель контроллера построена в Matlab Simulink (рис. 4) и смоделирована с моделью транспортного средства, оснащенного двухдиапазонным HMT. Модель автомобиля построена на MSC Easy5 [16]. Результаты показаны на Рисунке 5.
Когда коэффициент сопротивления качению равен 0,02, открытие дроссельной заслонки показано на Рисунке 5 (a).
Управляющие сигналы и скорости показаны на рисунках 5 (b), 5 (c) и 5 (d).
Перед тем, как дроссельная заслонка двигателя открыта (раньше), тормоз включается, а другой отключается. Двигатель находится в режиме холостого хода, HMT находится в нейтральном диапазоне, а автомобиль припаркован. При открытии дроссельной заслонки () сигнал управления начинает усиливаться, HMT переходит на дальность, и автомобиль трогается с места.
В момент, условия сдвига диапазона HMT удовлетворяются от диапазона к диапазону HM, и контроллер начинает запускать стратегии сдвига диапазона (показанные на рисунке 3). Во время переключения диапазона () сигнал торможения уменьшается, а сигнал торможения постепенно увеличивается.Ток смещения уменьшается на 14 мА (), а частота вращения двигателя немного колеблется. После сдвига диапазона HMT переходит в диапазон HM. При уменьшении рабочего объема гидронасоса автомобиль ускоряется в отрицательной половине диапазона HM. Во время HMT проходит нулевую точку в положительную половину диапазона HM, в которой смещение равно нулю.
В положительной половине диапазона HM, когда рабочий объем гидравлического насоса увеличивается в обратном направлении, автомобиль ускоряется.
При уменьшении дроссельной заслонки и уменьшении целевой скорости двигателя ток смещения увеличивается в обратном направлении, пока фактическая частота вращения двигателя не станет ниже ее целевой скорости.В момент времени скорость автомобиля начинает снижаться. В момент, когда дроссельная заслонка двигателя закрывается, целевая частота вращения двигателя изменяется, и ток смещения сильно изменяется. В момент, HMT возвращается к положительной половине диапазона HM, и автомобиль непрерывно замедляется. В момент, когда HMT входит в смещение диапазона от диапазона HM к диапазону H, управляющий сигнал тормоза постепенно уменьшается с увеличением управляющего сигнала торможения. Ток смещения увеличивается на 14 мА (), частота вращения двигателя также немного колеблется, и HMT переходит в диапазон H.В момент времени HMT возвращается в нейтральное положение.
На рисунке 5 управляющий ток гидравлического насоса не колеблется в пределах диапазона. Повторяющегося сдвига нет. Двигатель падает до холостого хода после того, как HMT возвращается в нейтральное положение.
Идеальная и фактическая частота вращения двигателя показаны на Рисунке 5 (c). Запуск ракеты-носителя занимает 1,2 с (от 5 до 6,2 с). После запуска транспортного средства, очевидно, больше, чем. От s, поскольку нагрузка на двигатель больше, быстро падает до немного выше.После этого держится около, а максимальная разница составляет 44 об / мин (за исключением нулевых точек гидронасоса и переключения диапазонов). падает до менее чем после закрытия дроссельной заслонки. быстро снижается до. Из-за инерции автомобиля реальная частота вращения двигателя сохраняется в течение некоторого времени (около 10,1 с) с регулировкой HMT. Когда скорость автомобиля приблизительно равна нулю, двигатель быстро переходит на холостой ход.
Скорость автомобиля показана на Рисунке 5 (d).
При трогании с места, ускорении, замедлении и остановке транспортного средства не происходит колебаний скорости во время переключения диапазонов или в нулевых точках.
8. Аппаратное обеспечение в моделировании контура
HILS HMT — это метод тестирования, основанный на системе компьютерного моделирования. В тесте HILS объект HMT заменяет модель HMT в схеме моделирования. И он напрямую управляется контроллером через устройства ввода / вывода и схему интерфейса.
Благодаря тому, что объект HMT подключен к схеме моделирования, этот тест может дополнительно подтвердить надежность результатов моделирования. Этот метод позволяет проверить правильность стратегии управления на основе компьютерного моделирования HMT и точно настроить параметры управления.Он также может проверить правильность имитационной модели HMT. Это особенно эффективно для использования модели серого ящика для описания HMT, который трудно описать математической моделью.
На основе испытательного стенда динамического моделирования мощностью 330 кВт исходные объекты нагрузки приводят в движение и нагружают HMT в соответствии с динамическими характеристиками двигателя и транспортного средства посредством модели вождения в реальном времени.
В этой системе HMT является материальным объектом, а все остальные части являются моделями или управляются моделями.Система HILS показана на Рисунке 6. И некоторые объекты теста HILS показаны на Рисунке 7.
Программное обеспечение HILS HMT состоит из модели контроллера HMT, модели двигателя, моделей автомобилей в реальном времени, и целевые окна в реальном времени. Под управлением модели двигателя в реальном времени компонент нагрузки 2 испытательного стенда динамического моделирования, который работает в соответствии с характеристиками двигателя, обеспечивает питание HMT. Под управлением модели транспортного средства в реальном времени компонент нагрузки 1 загружает HMT в соответствии с характеристиками движения транспортного средства.Модель контроллера осуществляет управление HMT в реальном времени в соответствии со стратегиями управления. HMT регулирует передаточное число в соответствии с изменением условий работы транспортного средства, что позволяет двигателю работать примерно с оптимальной скоростью (наилучшая экономия топлива или наилучшая производительность).
Входными данными модели двигателя в реальном времени является крутящий момент нагрузки, а выходными данными — частота вращения двигателя. На испытательном стенде динамического моделирования компонент нагрузки 2, моделирующий двигатель, находится под управлением режима постоянной скорости.Детектор скорости и крутящего момента 2 передает крутящий момент нагрузки обратно на компьютер моделирования. Результат расчета модели двигателя в реальном времени передается компоненту нагрузки 2.
Модель двигателя в реальном времени может быть описана следующим образом: где — инерция моделируемого двигателя, — статический выходной крутящий момент моделируемого двигателя, — крутящий момент нагрузки по обратной связи. датчика крутящего момента скорости, является выходной скоростью компонента нагрузки 2, является управляющим напряжением контроллера компонента нагрузки 2, и является коэффициентом линейного преобразования управляющего напряжения компонента нагрузки 2.
В компьютерной имитационной модели входными и выходными данными модели транспортного средства являются выходная скорость и крутящий момент нагрузки HMT, соответственно.
На испытательном стенде динамического моделирования компонент нагрузки 1, моделирующий транспортное средство, находится под управлением режима постоянного крутящего момента. Чтобы обеспечить согласованность ввода и вывода с расчетами в имитационной модели, необходимо ввести «виртуальную ось» в модель транспортного средства в реальном времени.
Выходной крутящий момент модели транспортного средства в реальном времени: где — жесткость на кручение виртуальной оси, — это демпфирование виртуальной оси, — это выходной крутящий момент модели транспортного средства в реальном времени, — это сигнал скорости обратной связи датчика скорости, — угловая скорость эквивалентной инерции транспортного средства, — управляющее напряжение контроллера компонента нагрузки 1, и — коэффициент линейного преобразования управляющего напряжения компонента нагрузки 1.
Под нагрузкой компонент 1, работающий без нагрузки в ручном режиме управления, результаты теста сдвига диапазона HMT показаны на рисунке 8.
Рисунки показывают, что процесс переключения диапазона плавный и колебаний скорости не происходит. Это показывает, что стратегия управления сдвигом диапазона, определяемым скоростью двигателя, является разумной. Когда нагрузка увеличивается, выходная скорость явно колеблется в процессе переключения диапазона. В нем говорится, что стратегии управления сдвигом диапазона необходимы.
Когда компоненты нагрузки 1 и 2 управляются автоматически, кривая дроссельной заслонки двигателя показана на рисунке 9 (a), а отклики HMT показаны на рисунке 9 (b).Основные показатели эффективности показаны на рисунках 9 (c) и 9 (d). Как показано на рисунке 9, при изменении дроссельной заслонки двигателя передаточное отношение HMT изменяется под управлением модели контроллера. На стадии стабилизации дроссельной заслонки частота вращения двигателя регулируется до близкой к оптимальной, а правила ее изменения соответствуют результатам моделирования. Благодаря регулировке характеристик двигателя и инерции автомобиля двигатель может работать на максимальной скорости в течение длительного времени.
9. Выводы
(1) Предлагается интегрированная стратегия управления HMT.Получен алгоритм стратегии асимметричного насыщенного инкрементального ПИД-регулирования скорости в условиях диапазона и сдвига диапазона. В этой статье представлена логика переключения диапазонов и стратегии управления переключением диапазонов. (2) Модель контроллера построена в Matlab Simulink и смоделирована с моделью транспортного средства, оснащенного двухдиапазонным HMT. Результаты моделирования показывают, что под управлением предложенных стратегий двигатель работает со скоростью, близкой к идеальной, и транспортное средство соответствует требованиям вождения с изменением дроссельной заслонки.(3) Выполняется HILS-тест HMT. Результаты испытаний показывают, что процесс переключения диапазона плавный и колебаний скорости не происходит. На стадии стабилизации дроссельной заслонки частота вращения двигателя регулируется до близкой к оптимальной скорости, а правила ее изменения соответствуют результатам моделирования.
(4) Результаты демонстрируют, что модель HMT верна, а стратегия управления разумна. Система HILS работает надежно и соответствует требованиям исследования динамических характеристик HMT.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации этой статьи.
Благодарности
Эта работа поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (грант № 51175449) и Программой научных исследований высшего образования провинции Хэбэй (грант № Z2015081).
Проектирование и строительство автоматической гидромеханической заслонки для дренажа и контроля паводков Нила
Аннотация:
Основная цель — спроектировать и построить автоматический гидромеханический откидной затвор для дренажа и контроля паводков Нила с целью:
1.Слейте сток с территории, когда уровень реки ниже уровня ворот.
2. Закройте и прекратите разлив воды в реке, когда уровень воды в реке выше уровня дренажной воды.
3. Осушите разницу между уровнем стока и уровнем реки в случае более высокого уровня стока.
Эти ворота должны быть установлены на главном водостоке Шамбата, чтобы защитить ферму колледжа и здание от опасностей наводнения Нила, например. (Наводнение 1988 г.).
Была изучена территория колледжа, обследована площадь водосбора и рассчитан объем водосбора на пиковый месяц (август).Данные обо всех уровнях и высотах были взяты из Министерства ирригации и из компьютерной программы Google Earth.
Был разработан, построен и испытан с помощью моделирования прототип модели. Этот прототип очень пригодился при проектировании и строительстве главных ворот.
Ворота работают в трех ситуациях: —
Случай 1, когда идет дождь, когда сток переполнен до максимально возможного уровня и вода не достигает ворот.
Случай 2, когда средний уровень дренажа при нормальном уровне затопления. Случай 3, когда наблюдается исключительно высокий уровень наводнения (наводнение 1988 г.).
Среднее время полного дренажа в случае 1 составило 2,23 часа.
Среднее время полного дренажа в случае 2 составило 3,65 часа.
В третьем случае оценивалась глубина затопления в случае пика затопления.
Также рассчитывается общая высота открывания ворот (0,31 м) — это довольно низкий напор, что означает, что любой легкий дождь может обеспечить такой напор и сохранить ворота открытыми.
Стоимость материалов, использованных при строительстве ворот, и стоимость рабочей силы составили (1140) суданских фунтов, но стоимость установки не включена.Ворота показали простую конструкцию, легкий монтаж и невысокую стоимость по сравнению с другими воротами. Его можно использовать во всех областях, которые имеют те же проблемы, упомянутые выше.
Конструктивные особенности систем автоматического контроля и диагностики
Внедрена система автоматического управления гидромеханическими трансмиссиями на базе селектора автоматических трансмиссий на карьерных самосвалах: — самосвал БелАЗ-7555Б грузоподъемностью 55 тн. емкость; — самосвал БелАЗ-7555Э г / п 60 тн; — самосвал БелАЗ-75450 грузоподъемностью 45 тн.Селектор выполняет следующие функции: — управление электромагнитами гидромеханической трансмиссии в автоматическом и командном режимах; — автоматическое управление электромагнитами системы блокировки гидротрансформатора и тормоза замедления; — управление электромагнитом гидрораспределителя, установленным в линии управления тормозом нагрузки; — формирование сигналов управления двигателем; — защита от нештатных действий водителя при управлении гидромеханической трансмиссией; — определение отказов в гидромеханической трансмиссии с возможностью считывания кодов отказов; — обмен информацией с электронными устройствами других производителей по CAN-интерфейсу (отчет J1939).
Завод изготовил опытные образцы карьерных самосвалов БелАЗ-7555Э и БелАЗ-75450 с модернизированной гидромеханической трансмиссией и мехатронной системой автоматического управления. Система управления Mehatronic представляет собой совокупность электронных, электрических и гидравлических компонентов, работающих под управлением высокопроизводительного цифрового контроллера. Этот контроллер реализует решение задач обработки информации и управления гидромеханической трансмиссией в режиме реального времени, а также пропорциональные клапаны для управления потоком гидравлической жидкости к фрикционным муфтам.Пропорциональные электрогидравлические клапаны включения фрикционных муфт — устройства, реализующие преобразование электрических сигналов, поступающих от электронного блока управления, в поток жидкости с давлением, пропорциональным величине управляющих сигналов. В процессе технического обслуживания самосвала ОАО «БЕЛАЗ» возможно подключение ноутбука с сервисной программой к CAN-шине. Эта программа дает возможность электронному блоку записывать новую версию программы управления гидромеханической трансмиссией, а также изменять значения параметров алгоритма управления.
Эта программа также позволяет рассматривать коды неисправностей как заданный период эксплуатации самосвала и осуществлять сканирование сигналов передатчиков, подключенных к контроллеру.
Трансмиссия HMPT 500/600 л.с.
| |
6 м 3 )
Методика цифрового электрогидравлического автоматического управления гидромеханической трансмиссией
[1] Лю Юн-мин, Контроль качества переключения на основе цифрового клапана регулировки давления, Пекин: Пекинский технологический институт, 2005.3. С. 33-38.
[2]
Ма Бяо и Емин, Исследование характеристик динамического отклика автомобильного гидравлического буферного клапана с переключением под нагрузкой, Machinery Design, 2000.
4. С. 17-19.
[3] Банда Дао, Исследование цифрового управления для смены фаз, Пекин: Пекинский технологический институт, 2004 г.8. С. 27-31.
[4]
Ван цзюань, Исследование стратегии цифрового адаптивного управления переключением передач, Пекин: Пекинский технологический институт, 2008 г.
3. С. 58-62.
от Lowes Highland
Смазочные перехватчики Highland (Lowes) Tank модель GreaseStopper
® Автоматические перехватчики смазки. Предназначен для улавливания и удаления большого количества жиров, масел и смазки (FOG).** Файлы в формате Revit (.RFA) для интеграции в инженерные планы доступны для продуктов GreaseStopper ® .**
Жиры, масла и смазки, выделяемые из предприятий общественного питания и больших коммерческих / институциональных кухонь. Это может помешать правильному отводу и очистке городских сточных вод.
GreaseStopper ® Автоматические перехватчики смазки модельного ряда. От относительно небольших блоков, которые можно установить на кухне под раковиной или в другом ограниченном пространстве, до больших блоков большего объема.
GreaseStopper ® включает в себя устройство для удаления жира с электрическим приводом.
Во время работы смазка отделяется гравитационной флотацией, где ее можно снимать с верхней поверхности воды в зависимости от времени или события. Обезжиренный жир собирается в контейнере для мусора вне агрегата для утилизации или переработки.
Highland Tank производит самую обширную линейку перехватчиков смазки в отрасли. Greasestopper® — это больше, чем просто ловушка для жира, она автоматически удаляет скопившийся туман для обработки. Все наши автоматические маслоуловители представляют собой высокоэффективные устройства для сбора жира (GRD).Эти автоматические блоки сбора жира изготовлены в соответствии со стандартами Института сантехники и дренажа и соответствуют стандарту ASME A112.14.4.
Гидромеханические перехватчики смазки
Наши пассивные перехватчики смазки (PGI), также известные как гравитационные перехватчики жира и гидромеханические перехватчики жира, очищают кухонные сточные воды предприятий общественного питания (FSE) с помощью гравитационного разделения.
Гравитационные перехватчики смазки производятся в соответствии со стандартом ASME A112.14.3.
Мониторинг тумана
Пробы сточных вод легко собираются с помощью дополнительного углубления для проб или контейнера для проб. Также доступны улавливатели твердых частиц, сетчатые корзины, системы контроля FOG и многие другие аксессуары и опции.
Гидромеханические перехватчики смазки
Наши пассивные перехватчики смазки (PGI), также известные как гравитационные перехватчики жира и гидромеханические перехватчики жира, очищают кухонные сточные воды предприятий общественного питания (FSE) с помощью гравитационного разделения.Гравитационные перехватчики смазки производятся в соответствии со стандартом ASME A112.14.3.
Мониторинг тумана
Пробы сточных вод легко собираются с помощью дополнительного углубления для проб или контейнера для проб. Также доступны улавливатели твердых частиц, сетчатые корзины, системы контроля FOG и многие другие аксессуары и опции.