Двухвальная ГМП фирмы Honda

На серийных легковых автомобилях вальные автоматические коробки передач получили применение уже в 60-х годах в результате работ, проведенных японской фирмой Honda. Следует отметить, что в двухвальных автоматических коробках при увеличении передач переднего хода больше трех необходимо применять относительно длинные валы (рис. 3.2), что снижает жесткость конструкции и приводит к увеличению шумности при ее работе, а также способствует повышенному износу шестерен. Поэтому в 90-х годах появились трехвальные автоматические коробки передач, валы которых были выполнены более жесткими и короткими. Одновременно удалось уменьшить длину этих автоматических коробок. Кинематическая схема такой вальной коробки показана на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Кинематическая схема 2-хвальной ГМП Honda

Эти вальные коробки оказалось возможным использовать на автомобилях с двигателями, рабочий объем которых составлял 1,4 – 3л (N_e = 70-150 кВт или 95-205 л.с.). Примерный ряд передаточных чисел в таких вальных коробках следующий:

i₁ = 2,72; i₂ = 1,52; i₃ = 1,03; i₅ = 0,78; i_3х = 1,95.

К положительным сторонам вальных коробок следует также отнести то обстоятельство, что конструктор более свободен в выборе передаточных чисел по сравнению с планетарными коробками.

Фирма Mercedes-Benz также разработала пятиступенчатую вальную автоматическую коробку передач (версия МB-722.7), которая выпускается с конца 90-х годов и используется на малых легковых автомобилях класса А, при этом реализованы следующие передаточные числа:

i₁ = 3,63; i₂ = 2,09; i₃ = 1,31; i₄ = 0,9; i₅ = 0,72; i_3х = 3,67.

Для анализа вальных коробок передач требуется определение крутящих моментов, к.п.д., дисковых потерь.

Расчет этих параметров проще, чем в планетарных передачах, при этом сцепления вальных передач нагружены крутящим моментом, передаваемым валом, на котором они расположены:

М_с = М₀∙i_{п ,}

где:

М_с – крутящий момент, передаваемый сцеплением;

М₀ – крутящий момент на ведущем валу;

i_п – передаточное число от ведущего вала до места расположения данного сцепления.

К.п.д. определяется на основе кинематической схемы с учетом числа зацеплений. Для оценки дисковых потерь в выключенных сцеплениях определяются относительные скорости, при этом используется формула, приведенная ранее:

Ниже приводятся более полные сведения о кинематических схемах и конструкциях автоматических коробок вального типа.

Трехвальная ГМП Honda

На рис. 3.3 качестве примера приведена схема гидромеханической коробки передач фирмы Honda (HondaAccord EX), которая имеет четыре передачи переднего хода и может быть использована с двигателями, у которых рабочий объем может достигать 3 л. и мощность 150 кВт или 200 л.с. При этом реализуются четыре передачи переднего хода.

 Передаточные числа имеют следующие значения: 

i₁ = 2,53; i₂ = 1,43; i₃ = 0,98; i₄ = 0,65; i_3х = 1,86.

 Для обеспечения лучшей плавности при переключении передач на первой передаче используется муфта свободного хода. Включение заднего хода производится при помощи зубчатых муфт и сервопривода.

Автоматическая коробка включает гидротрансформатор и имеет три вала: первичный, промежуточный и вторичный. В таблице на рис. 3.3 показан включения фрикционных муфт при реализации той или иной передачи, какие шестерни при этом участвуют в передаче крутящего момента. Промежуточный вал несет шестерню, которая соединяется с главной передачей автомобиля. На первой и второй передачах число шестерен, участвующих в передаче крутящего момента, равно 5, при этом используется три внешних зацепления. Если принять к.п.д.для каждого зацепления η₀ = 0,98, то суммарный к.п.д. для этих передач равен:

η_1м3 = η_2м3 = 0,98³ = 0,94.

На третьей и четвертой передачах в передаче крутящего момента используется только одно зацепление, и к.п.д. на этих передачах равно: 

η_3м3 =η_4м3 = 0,98.

Представленная схема представляется рациональной, так как на высших передачах (третьей и четвертой), где к.п.д. существенно выше, автомобиль работает большую часть времени, а на понижающих (первой и второй) время работы существенно меньше.

Рис. 3.3. Кинематическая схема 3-х вальной ГМП Honda