RU (495) 989 48 46
Пленка на бампер

АНТИГРАВИЙНАЯ ЗАЩИТА БАМПЕРА

 

Устройство и принцип работы кпп


Принцип работы коробок передач

Коробка переключения передач (сокр. КПП или коробка передач) предназначена для изменения крутящего момента, передаваемого от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам, для движения автомобиля задним ходом и длительного разобщения двигателя от трансмиссии во время стоянки автомобиля и при движении его по инерции.

Механическая коробка передач — КПП, в которой выбор передач и их включение осуществляется вручную, механическим способом. Механическая коробка передач уже не является наиболее распространенным типом КПП из применяемых на автомобилях сегодня. Однако она все еще остается достаточно востребованной благодаря своей надежности, простоте конструкции и ремонтопригодности.

Устройство механической коробки передач

Конструктивно МКПП состоит из следующих элементов:

Сцепление

Сцепление является неотъемлемым компонентом механической КПП, осуществляющим разъединение двигателя и коробки в момент переключения ступеней без последствий для агрегатов. Говоря упрощенно — сцепление отключает крутящий момент. В момент выжатой педали сцепления мотор и колеса автомобиля вращаются отдельно друг от друга.

Сцепление создано для аккуратного соединения мотора и колес. Состоит из двух дисков, один из которых соединен с двигателем, второй — с колесами. В момент отпускания педали сцепления диски прижимаются и начинаются вращаться вместе. Именно поэтому и важна плавность отпускания педали.

Шестерни и валы

В стандартных МКПП оси валов расположены параллельно, на них располагаются шестеренки. Ведущий (первичный) вал присоединяется к маховику мотора через корзину сцепления, находящиеся на нем продольные выступы передвигают второй диск сцепления и передают через жестко закрепленную ведущую шестерню вращающий момент на промежуточный вал.

В хвостовике ведущего вала расположен подшипник, к которому примыкает конец вторичного. Отсутствие фиксированной связи делает возможным крутиться валам независимо друг от друга в разных направлениях и с разными скоростями.

На ведомом вале имеется целый набор различных шестерней как жестко закрепленных, так и свободно вращающихся.

Синхронизаторы

Угловые скорости первичного и вторичного валов уравниваются при содействии синхронизатора и становится возможным смена ступени. Синхронизаторы обеспечивают более щадящий режим эксплуатации КПП и пониженный шум.

Во время включения водителем передачи муфта подается в сторону нужной шестеренки. Во время перемещения усилие переходит на одно из блокировочных колец муфты. За счет разных скоростей между шестерней и муфтой конические поверхности зубьев взаимодействуют с помощью силы трения. Она поворачивает блокировочное кольцо на упор.

Зубья последнего устанавливаются против зубьев муфты, поэтому последующее смещение муфты становится невозможным. Муфта заходит без противодействия в зацепление с малым венцом на шестерне. Шестерня за счет такого соединения жестко блокируется с муфтой. Такой процесс осуществляется за доли секунды. Один синхронизатор обычно обеспечивает включение двух передач.

Виды механических КПП

По количеству ступеней (передач) механические коробки в основном подразделяются на:

Наиболее распространенной механикой считается 5МТ, то есть пятиступенчатая коробка переключения передач.

По количеству валов МКПП подразделяются на:

Принцип работы МКПП

Суть функционирования МКПП состоит в создании соединений между первичным и вторичным валом путем варьирования шестерней с различным количеством зубьев, что адаптирует трансмиссию под постоянно меняющиеся обстоятельства передвижения транспортного средства.

Данный силовой агрегат обеспечивает необходимые режимы работы мотора путем изменения количества оборотов, изменяя передаваемое усилие на ведущие колеса. Соответственно, при уменьшении количества оборотов снижается передаваемое усилие, а при увеличении — увеличивается. Это необходимо при удержании требуемого режима работы мотора при начале движения, снижении скорости или разгоне.

Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

В таких трансмиссиях вращающий момент передается от шестеренок первичного вала на шестеренки ведомого. Ведущий вал соединяется с мотором через маховик, а ведомый передает вращающий момент на передние колеса. Располагаются они параллельно.

Ведущая шестеренка главной передачи на вторичном валу крепко зафиксирована. Между шестеренками находятся муфты синхронизаторов.

Для уменьшения габаритов агрегата и для увеличения количества ступеней устанавливается до трех вторичных валов, на каждом из них стоит шестеренка главной передачи, которая постоянно взаимодействует с ведомой шестеренкой.

Главная передача и дифференциал трансформируют вращающий момент вторичного вала на ведущие колеса машины.

Трехвальная коробка передач: устройство и принцип работы

Подшипники, расположенные в корпусе, обеспечивают вращение валов. На каждом валу имеется комплект шестеренок с различным числом зубьев.

Ведущий вал примыкает к двигателю посредством корзины сцепления, ведомый с карданным, промежуточный передает вращающий момент вторичному.

На первичном валу имеется ведущая шестеренка, которая раскручивает промежуточный с расположенным на нем крепко зафиксированным набором шестеренок. На ведомом валу имеется свой комплект шестеренок, перемещающихся по шлицам.

Между шестеренками вторичного вала находятся муфты синхронизаторы, которые выравнивают угловые скорости шестеренок с оборотами самого вала. Синхронизаторы крепко закреплены на валах и передвигаются в продольном направлении по шлицам. На современных МКПП такие муфты находятся на каждой ступени.

Преимущества и недостатки МКПП

Преимущества Недостатки
Стоимость и масса коробки ниже в сравнении с другими типами КПП Меньший уровень комфорта для водителя в сравнении с другими КПП
Высокие динамика разгона, топливная экономичность и КПД Утомляющий для водителя процесс переключения передач
Высокая надежность за счет простоты конструкции Необходимость периодической замены сцепления
Простое и недорогое обслуживание Более низкая плавность хода автомобиля в сравнении с другими типами КПП
Возможность более эффективного движения по бездорожью Возможность буксировки автомобиля

Как пользоваться механической коробкой

Использование автомобиля с механической КПП имеет некоторые особенности, которые нужно знать автолюбителю.

Во-первых, это последовательность действий при запуске машины:

Во-вторых, схема переключения на МКПП. Она чаще всего находится на внешней части рукоятки рычага. При переключении передачи рекомендуется ориентироваться на тахометр. Переключаться на более высокую передачу можно раскрутив обороты двигателя до 1500–2000 об/мин в случае дизельного мотора и до 2000–2500 об/мин в случае бензинового.

В-третьих, процесс переключения передач. Он состоит из нескольких этапов:

В-четвертых, регулярная проверка уровня рабочей жидкости и замена ее согласно указаниям производителя продлят период эксплуатации механической КПП.

Как работает механическая коробка передач

Коробка передач служит для изменения тяговой силы на колесах автомобиля в зависимости от сопротивления движению и дает автомобилю возможность двигаться задним ходом. Коробка передач позволяет, кроме того, при выключении передач отсоединять ведущие колеса автомобиля от двигателя, обеспечивая тем самым возможность запуска двигателя и его работу на холостом ходу.

Коробка передач представляет собой механизм, состоящий из набора шестерен, которые могут вводиться в зацепление в различных сочетаниях.

Каждое сочетание зацепления шестерен коробки называется ступенью или передачей. Число ступеней (передач) в коробке передач зависит от конструкции автомобиля и обычно бывает от трех до пяти (не считая передачи заднего хода). В соответствии с этим коробки передач называются трехступенчатыми, четырехступенчатыми и пятиступенчатыми.

Рис. Коробка передач автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А: 1 — сальник; 2 — задняя крышка картера; 3 — шарикоподшипник вторичного вала; 4 — картер коробки передач; 5 — маслоотражательное кольцо; 6 — вторичный вал; 7 — вилка переключения шестерни (каретки) первой передачи и заднего хода; 8 — шестерня (каретка) первой передачи и заднего хода; 9 — рычаг переключения передач; 10 — верхняя крышка картера; 11 — шестерня второй передачи; 12 — втулка шестерни второй передачи; 13 — зубчатый венец шестерни второй передачи; 14 — каретка второй и третьей передач; 15 — вилка каретки второй и третьей передач; 16 — зубчатая ступица; 17 — регулировочные прокладки; 18 — упорное кольцо; 19 — зубчатый венец шестерни третьей передачи; 20 — шестерня третьей передачи; 21 — роликоподшипник; 22 — шарикоподшипник первичного вала; 23 — первичный вал; 24 — передняя крышка картера; 25 — маслоотражательное кольцо; 26 — роликоподшипник промежуточного вала; 27, 29, 32 и — шестерни промежуточного вала; 28 — пробка сливного отверстия картера; 30 — ось промежуточного вала; 31 — промежуточный вал; 34 — промежуточная шестерня заднего хода

Зацепление различных пар шестерен осуществляется при помощи кареток (шестерен), передвигаемых вдоль валов коробки. В зависимости от числа подвижных кареток коробки разделяются на двухходовые (две каретки) и трехходовые (три каретки).

Принцип работы автомобильных коробок передач

Принцип работы автомобильных коробок передач независимо от их конструктивного оформления и числа передач одинаков. Рассмотрим их устройство и работу на примере трехступенчатой двухходовой коробки передач автомобилей ГАЗ-69А и ГАЗ-69.

Первичный (ведущий) вал 23 выполнен заодно с шестерней 20 третьей передачи и с зубчатым венцом 19. Первичный вал через сцепление соединяется с коленчатым валом двигателя.

Вторичный (ведомый) вал 6 является как бы продолжением первичного вала и расположен с ним на одной оси. Хвостовик вторичного вала сидит в роликоподшипнике 21, установленном в конце первичного вала. Вторичный вал вследствие этого может вращаться независимо от первичного.

На вторичном валу установлены две шестерни 8 и 11 и зубчатая ступица 16. Шестерня 8 (каретка) сидит на валу на шлицах и может перемещаться вдоль его оси. Шестерня 11 имеет зубчатый венец 13. Она посажена на вторичном валу на бронзовой втулке 12, поэтому свободно вращается на валу. На ступице установлена каретка 14 второй и третьей передач, которая перемещается по ступице.

Промежуточный вал 31 представляет- собой блок шестерен 27, 29, 32 и 33, свободно вращающийся на оси 30.

Промежуточная шестерня 34 заднего хода посажена на ось на бронзовой втулке и свободно вращается на оси.

Первичный и вторичный валы установлены в гнездах картера коробки на шарикоподшипниках 22 и 3. Ось 30 промежуточного вала закрепляется в гнездах картера неподвижно, промежуточный же вал 31 вращается на оси на роликоподшипниках 26. Ось промежуточной шестерни заднего хода неподвижно закреплена в специальных гнездах картера.

Шестерня 20 первичного вала с шестерней 27 промежуточного вала, а также шестерня 33 с промежуточной шестерней 34 заднего хода находятся в постоянном зацеплении. В постоянном зацеплении находятся также шестерня 29 промежуточного вала и шестерня 11 вторичного вала. Каретки 8 и 14 могут перемещаться по вторичному валу и вводиться в зацепление: каретка 14 своими внутренними зубьями с зубчатым венцом 19 шестерни 20 первичного вала или с зубчатым венцом 13 шестерни 11; каретка 8 с шестерней 32 или 34.

При положении кареток, изображенном на рисунке, крутящий момент от двигателя будет передаваться с первичного вала через шестерни 20 и 27 на блок шестерен промежуточного вала.

Однако на вторичный вал крутящий момент передаваться не будет, так как при изображенном положении кареток 8 и 14 вторичный вал разобщен как с первичным, так и с промежуточным валами. Такое положение кареток называется нейтральным. В нейтральное положение каретки ставятся при запуске двигателя и работе двигателя на холостом ходу (на месте или при движении автомобиля накатом).

Рис. Схема включения шестерен и передачи крутящего момента в трехступенчатой коробке передач автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А: а — первая передача; б — вторая передача; в — третья передача; г — задний ход; I — положение рычага при включении первой передачи; II — положение рычага при включении второй передачи; III — положение рычага при включении третьей передачи; IV — положение рычага при включении заднего хода

Чтобы привести автомобиль в движение, надо передать крутящий момент вторичному валу. Для этого каретку 8 или 14 следует ввести в зацепление с одной из шестерен промежуточного вала, при котором обеспечивалось бы получение наибольшего передаточного отношения, а следовательно, и наибольшего крутящего момента на вторичном валу. Передвинем каретку 8 вправо и введем ее в зацепление с шестерней 32 промежуточного вала, как это показано на рис. а. Такое положение кареток соответствует первой передаче.

Чтобы включить вторую передачу, необходимо вывести каретку 8 из зацепления с шестерней 32, а затем, передвинув (по рис. б влево) каретку 14, ввести последнюю в зацепление с зубчатым венцом 13 шестерни 11, постоянно находящейся в зацеплении с шестерней 29 промежуточного вала.

Переходить со второй передачи на третью нужно в той же последовательности, что и с первой передачи на вторую. При этом каретка 14 выводится из зацепления с зубчатым венцом 13 шестерни 11 и вводится в зацепление с зубчатым венцом 19 шестерни 20 первичного вала (рис. в), первичный и вторичный валы начинают вращаться как одно целое.

Для движения задним ходом следует перевести обе каретки в нейтральное положение, а затем каретку 8 передвинуть влево и ввести в зацепление с промежуточной шестерней 34 заднего хода. При этом направление вращения вторичного, вала изменится на обратное.

Для легкого и безударного переключения передач необходимо, чтобы окружные скорости шестерен, вводимых в зацепление, были одинаковы. Окружная скорость шестерни зависит от числа оборотов вала, на котором она сидит, и от ее диаметра: чем больше диаметр шестерни и число оборотов вала, тем больше ее окружная скорость. Для облегчения безударного переключения передач и уменьшения износа зубьев шестерен в коробках передач, в частности в коробке передач автомобилей ГАЗ-69А и ГАЗ-69, предусмотрено специальное устройство — синхронизатор каретки включения второй и третьей передач.

Синхронизатор выравнивает окружные скорости вращения шестерен перед вводом их в зацепление. Устроен он следующим образом. На конце вторичного вала 1 установлена на шлицах и закреплена стопорным кольцом 14 зубчатая ступица 6 синхронизатора. На наружных зубьях ступицы установлена каретка 10 второй и третьей передач, охватываемая вилкой 8. В трех пазах ступицы установлены ползуны 11 блокирующего устройства, соединяемые при помощи шариков 9 фиксаторов с кареткой 10. По обеим сторонам ступицы расположены блокирующие бронзовые кольца 4. Каждое блокирующее кольцо имеет зубчатый венец и пазы 47 для ползунов; внутренняя поверхность кольца выполнена конусообразной.

Синхронизатор расположен между зубчатым венцом 13 шестерни 15 первичного вала и зубчатым венцом 3 шестерни 2 второй передачи. Основания зубчатых венцов шестерен 2 и 15 имеют конусные поверхности.

Рис. Устройство и схема работы синхронизатора коробки передач: а — положение деталей синхронизатора при Выравнивании окружных скоростей; б — положение деталей синхронизатора при включенной передаче; в — детали синхронизатора; 1 — вторичный вал коробки передач; 2 — шестерня второй передачи; 3 — зубчатый венец шестерни второй передачи; 4 — блокирующее кольцо; 5 — упорная шайба; 6 — зубчатая ступица; 7 — пружина; 8 — вилка каретки второй и третьей передач; 9 — шарик фиксатора; 10 — каретка второй и третьей передач; 11 — ползун; 12 — регулировочные прокладки; 13 — зубчатый венец шестерни первичного вала; 14 — стопорное кольцо зубчатой ступицы; 15 — шестерня первичного вала; 16 — первичный вал; 17 — паз для ползуна ступицы

При включении второй или третьей передачи каретка 10 синхронизатора при помощи переключающего устройства перемещается вместе с ползунами 11 по ступице 6. Ползуны, входящие в пазы 17 блокирующих колец 4, прижимают кольцо к конусной поверхности соответствующего зубчатого венца шестерни. Вследствие трения, возникающего между соприкасающимися конусными поверхностями, блокирующее кольцо немного сдвигается в сторону вращения зубчатого венца до упора пазов в боковые поверхности ползунов. При этом скошенная поверхность.торцов зубьев каретки 10, упираясь в скошенную поверхность торцов зубьев кольца 4, не дает зубьям войти в зацепление, вследствие чего обеспечивается сильное прижатие кольца 4 к конусной поверхности зубчатого венца. В результате сильного трения конусов скорости вращения валов уравниваются, каретка 10 сдвигается дальше, выжимая шарики 9 фиксаторов, и своими зубьями входит в промежутки зубьев венца 13, бесшумно включая соответствующую передачу.

Управление коробкой передач осуществляется при помощи рычага 6; качающегося в шаровой опоре крышки картера коробки передач.

В той же крышке в гнездах установлены, два ползуна 3 и 12, которые могут перемещаться вдоль своих осей, скользя при этом в гнездах крышки коробки. Каждый из этих ползунов соединен с вилкой: ползун 12 каретки первой передачи и заднего хода с вилкой 11, ползун 3 каретки второй и третьей передач с вилкой 10.

Концы вилок вмещаются в кольцевых проточках, имеющихся в каретках, и не мешают кареткам свободно вращаться вместе со вторичным валом. При продольном же перемещении вилок, каретки передвигаются вдоль вала и тем самым вводят в зацепление соответствующие шестерни. Посредством перемещения рычага, а следовательно, и вилок с каретками происходит переключение передач в коробке.

Для предотвращения произвольного выключения передач и одновременного включения нескольких передач в механизме переключения передач предусмотрены специальные устройства фиксаторы (стопоры) — для фиксирования рычага в определенном положении и замки, не позволяющие одновременно включать несколько передач.

В трехступенчатых коробках передач с двумя ползунами фиксатор одновременно выполняет и роль замка.

Рис. Механизм переключения передач коробки передач автомобилей ГАЗ-60 и ГАЗ-69А: 1 — пружина фиксатора; 2 — боковая крышка картера коробки передач; 3 — ползун вилки каретки второй и третьей передач; 4 — отжимная скоба; 5 — пружина отжимной скобы; 6 — рычаг переключения передач; 7 — пружина рычага переключения передач; 8 — колпак; 9 — шаровая опора; 10 — вилка каретки второй и третьей передач; 11 — вилка каретки первой передачи и заднего хода; 12 — ползун вилки каретки первой передачи и заднего хода; 13 — сухари фиксатора

Фиксатор состоит из двух полых сухарей 13, скользящих в специальном гнезде, сделанном в крышке коробки передач. Под действием пружины 1 сухари заскакивают в углубления, имеющиеся в соответствующих местах ползунов. Сухари надежно удерживают ползуны от самопроизвольного перемещения, а также предотвращают возможность одновременного перемещения, обоих ползунов.

Передвинуть оба ползуна сразу и включить, таким образом, одновременно две передачи нельзя по следующей причине. Как только один из ползунов передвинется настолько, что сухарь выйдет из углублений, оба сухаря окажутся придвинутыми друг к другу вплотную. Общая длина сдвинутых сухарей подобрана так, что второй сухарь уже не сможет выйти из углубления примыкающего к нему ползуна и тем самым надежно заперт ползун.

Чтобы не произошло случайное включение заднего хода, в крышке коробки передач, несколько ниже шаровой опоры, расположена отжимная скоба 4 с пружиной 5, нажимающей на конец рычага 6. Поэтому для включения заднего хода (и первой передачи) к рычагу нужно приложить повышенное усилие, чтобы отвести скобу в сторону.

В картер коробки передач заливается трансмиссионное масло до уровня отверстия контрольной пробки.

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 2 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Устройство коробки переключения передач: схема, принцип работы МКПП

Коробка переключения передач (сокр. КПП или коробка передач) предназначена для изменения крутящего момента, передаваемого от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам, для движения автомобиля задним ходом и длительного разобщения двигателя от трансмиссии во время стоянки автомобиля и при движении его по инерции.
Устройство механической коробки передач (кликабельно).Механическая коробка передач — КПП, в которой выбор передач и их включение осуществляется вручную, механическим способом. Механическая коробка передач уже не является наиболее распространенным типом КПП из применяемых на автомобилях сегодня. Однако она все еще остается достаточно востребованной благодаря своей надежности, простоте конструкции и ремонтопригодности.

Содержание статьи:

Устройство механической коробки передач

Схема работы КПП: 1 — первичный вал; 2 — рычаг переключения; 3 — механизм переключения; 4 — вторичный вал; 5 — сливная пробка; 6 — промежуточный вал; 7 — картер.Конструктивно МКПП состоит из следующих элементов:

Сцепление

Сцепление является неотъемлемым компонентом механической КПП, осуществляющим разъединение двигателя и коробки в момент переключения ступеней без последствий для агрегатов. Говоря упрощенно — сцепление отключает крутящий момент. В момент выжатой педали сцепления мотор и колеса автомобиля вращаются отдельно друг от друга.

Сцепление создано для аккуратного соединения мотора и колес. Состоит из двух дисков, один из которых соединен с двигателем, второй — с колесами. В момент отпускания педали сцепления диски прижимаются и начинаются вращаться вместе. Именно поэтому и важна плавность отпускания педали.

Шестерни и валы

В стандартных МКПП оси валов расположены параллельно, на них располагаются шестеренки.
Ведущий (первичный) вал присоединяется к маховику мотора через корзину сцепления, находящиеся на нем продольные выступы передвигают второй диск сцепления и передают через жестко закрепленную ведущую шестерню вращающий момент на промежуточный вал.

В хвостовике ведущего вала расположен подшипник, к которому примыкает конец вторичного. Отсутствие фиксированной связи делает возможным крутиться валам независимо друг от друга в разных направлениях и с разными скоростями.

На ведомом вале имеется целый набор различных шестерней как жестко закрепленных, так и свободно вращающихся.

Синхронизаторы

Угловые скорости первичного и вторичного валов уравниваются при содействии синхронизатора и становится возможным смена ступени. Синхронизаторы обеспечивают более щадящий режим эксплуатации КПП и пониженный шум.
Во время включения водителем передачи муфта подается в сторону нужной шестеренки. Во время перемещения усилие переходит на одно из блокировочных колец муфты. За счет разных скоростей между шестерней и муфтой конические поверхности зубьев взаимодействуют с помощью силы трения. Она поворачивает блокировочное кольцо на упор.

Зубья последнего устанавливаются против зубьев муфты, поэтому последующее смещение муфты становится невозможным. Муфта заходит без противодействия в зацепление с малым венцом на шестерне. Шестерня за счет такого соединения жестко блокируется с муфтой. Такой процесс осуществляется за доли секунды. Один синхронизатор обычно обеспечивает включение двух передач.

Виды механических КПП

По количеству ступеней (передач) механические коробки в основном подразделяются на:

Наиболее распространенной механикой считается 5МТ, то есть пятиступенчатая коробка переключения передач.

По количеству валов МКПП подразделяются на:

Принцип работы МКПП

Суть функционирования МКПП состоит в создании соединений между первичным и вторичным валом путем варьирования шестерней с различным количеством зубьев, что адаптирует трансмиссию под постоянно меняющиеся обстоятельства передвижения транспортного средства.

Данный силовой агрегат обеспечивает необходимые режимы работы мотора путем изменения количества оборотов, изменяя передаваемое усилие на ведущие колеса. Соответственно, при уменьшении количества оборотов снижается передаваемое усилие, а при увеличении — увеличивается. Это необходимо при удержании требуемого режима работы мотора при начале движения, снижении скорости или разгоне.

Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

В таких трансмиссиях вращающий момент передается от шестеренок первичного вала на шестеренки ведомого. Ведущий вал соединяется с мотором через маховик, а ведомый передает вращающий момент на передние колеса. Располагаются они параллельно.

Ведущая шестеренка главной передачи на вторичном валу крепко зафиксирована. Между шестеренками находятся муфты синхронизаторов.

Для уменьшения габаритов агрегата и для увеличения количества ступеней устанавливается до трех вторичных валов, на каждом из них стоит шестеренка главной передачи, которая постоянно взаимодействует с ведомой шестеренкой.

Главная передача и дифференциал трансформируют вращающий момент вторичного вала на ведущие колеса машины.

Трехвальная коробка передач: устройство и принцип работы

Подшипники, расположенные в корпусе, обеспечивают вращение валов. На каждом валу имеется комплект шестеренок с различным числом зубьев.

Ведущий вал примыкает к двигателю посредством корзины сцепления, ведомый с карданным, промежуточный передает вращающий момент вторичному.

На первичном валу имеется ведущая шестеренка, которая раскручивает промежуточный с расположенным на нем крепко зафиксированным набором шестеренок. На ведомом валу имеется свой комплект шестеренок, перемещающихся по шлицам.

Между шестеренками вторичного вала находятся муфты синхронизаторы, которые выравнивают угловые скорости шестеренок с оборотами самого вала. Синхронизаторы крепко закреплены на валах и передвигаются в продольном направлении по шлицам. На современных МКПП такие муфты находятся на каждой ступени.

Преимущества и недостатки МКПП

Преимущества Недостатки
Стоимость и масса коробки ниже в сравнении с другими типами КПП Меньший уровень комфорта для водителя в сравнении с другими КПП
Высокие динамика разгона, топливная экономичность и КПД Утомляющий для водителя процесс переключения передач
Высокая надежность за счет простоты конструкции Необходимость периодической замены сцепления
Простое и недорогое обслуживание Более низкая плавность хода автомобиля в сравнении с другими типами КПП
Возможность более эффективного движения по бездорожью При неправильной эксплуатации повышенные нагрузки на ДВС

Как пользоваться механической коробкой

Использование автомобиля с механической КПП имеет некоторые особенности, которые нужно знать автолюбителю.

Во-первых, это последовательность действий при запуске машины:

Во-вторых, схема переключения на МКПП. Она чаще всего находится на внешней части рукоятки рычага. При переключении передачи рекомендуется ориентироваться на тахометр. Переключаться на более высокую передачу можно раскрутив обороты двигателя до 1500–2000 об/мин в случае дизельного мотора и до 2000–2500 об/мин в случае бензинового.

В-третьих, процесс переключения передач. Он состоит из нескольких этапов:

В-четвертых, регулярная проверка уровня рабочей жидкости и замена ее согласно указаниям производителя продлят период эксплуатации механической КПП.

Заключение

В большинстве стран с более высоким доходом населения количество выпускаемых авто с МКПП уменьшено практически до 10-15%. Связано это в первую очередь с комфортом во время вождения — при использовании АКПП он несомненно выше. Механическая КПП имеет самый простой принцип работы. Из-за этого она дешевле и экономичнее. МКПП является отличным решением для любителей быстрой езды или езды по бездорожью. Если комфорт для вас не является первостепенным, то выбор в пользу МКПП очевиден.

Принцип работы мкпп

Принцип работы мкпп

Коробка переключения передач предназначена для изменения крутящего момента, передаваемого от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам, для движения автомобиля задним ходом и длительного разобщения двигателя от трансмиссии во время стоянки автомобиля и при движении его по инерции.

Механическая коробка передач — КПП, в которой выбор передач и их включение осуществляется вручную, механическим способом.

Механическая коробка передач уже не является наиболее распространенным типом КПП из применяемых на автомобилях сегодня.

Однако она все еще остается достаточно востребованной благодаря своей надежности, простоте конструкции и ремонтопригодности.

Устройство механической коробки передач

Конструктивно МКПП состоит из следующих элементов:

Сцепление

Сцепление является неотъемлемым компонентом механической КПП, осуществляющим разъединение двигателя и коробки в момент переключения ступеней без последствий для агрегатов. Говоря упрощенно — сцепление отключает крутящий момент. В момент выжатой педали сцепления мотор и колеса автомобиля вращаются отдельно друг от друга.

Сцепление создано для аккуратного соединения мотора и колес. Состоит из двух дисков, один из которых соединен с двигателем, второй — с колесами. В момент отпускания педали сцепления диски прижимаются и начинаются вращаться вместе. Именно поэтому и важна плавность отпускания педали.

Шестерни и валы

В стандартных МКПП оси валов расположены параллельно, на них располагаются шестеренки. Ведущий (первичный) вал присоединяется к маховику мотора через корзину сцепления, находящиеся на нем продольные выступы передвигают второй диск сцепления и передают через жестко закрепленную ведущую шестерню вращающий момент на промежуточный вал.

В хвостовике ведущего вала расположен подшипник, к которому примыкает конец вторичного. Отсутствие фиксированной связи делает возможным крутиться валам независимо друг от друга в разных направлениях и с разными скоростями.

На ведомом вале имеется целый набор различных шестерней как жестко закрепленных, так и свободно вращающихся.

Синхронизаторы

Угловые скорости первичного и вторичного валов уравниваются при содействии синхронизатора и становится возможным смена ступени. Синхронизаторы обеспечивают более щадящий режим эксплуатации КПП и пониженный шум.

Во время включения водителем передачи муфта подается в сторону нужной шестеренки. Во время перемещения усилие переходит на одно из блокировочных колец муфты. За счет разных скоростей между шестерней и муфтой конические поверхности зубьев взаимодействуют с помощью силы трения. Она поворачивает блокировочное кольцо на упор.

Зубья последнего устанавливаются против зубьев муфты, поэтому последующее смещение муфты становится невозможным. Муфта заходит без противодействия в зацепление с малым венцом на шестерне. Шестерня за счет такого соединения жестко блокируется с муфтой. Такой процесс осуществляется за доли секунды. Один синхронизатор обычно обеспечивает включение двух передач.

Виды механических КПП

По количеству ступеней (передач) механические коробки в основном подразделяются на:

Наиболее распространенной механикой считается 5МТ, то есть пятиступенчатая коробка переключения передач.

По количеству валов МКПП подразделяются на:

Принцип работы МКПП

Суть функционирования МКПП состоит в создании соединений между первичным и вторичным валом путем варьирования шестерней с различным количеством зубьев, что адаптирует трансмиссию под постоянно меняющиеся обстоятельства передвижения транспортного средства.

Данный силовой агрегат обеспечивает необходимые режимы работы мотора путем изменения количества оборотов, изменяя передаваемое усилие на ведущие колеса. Соответственно, при уменьшении количества оборотов снижается передаваемое усилие, а при увеличении — увеличивается. Это необходимо при удержании требуемого режима работы мотора при начале движения, снижении скорости или разгоне.

Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

В таких трансмиссиях вращающий момент передается от шестеренок первичного вала на шестеренки ведомого. Ведущий вал соединяется с мотором через маховик, а ведомый передает вращающий момент на передние колеса. Располагаются они параллельно.

Ведущая шестеренка главной передачи на вторичном валу крепко зафиксирована. Между шестеренками находятся муфты синхронизаторов.

Для уменьшения габаритов агрегата и для увеличения количества ступеней устанавливается до трех вторичных валов, на каждом из них стоит шестеренка главной передачи, которая постоянно взаимодействует с ведомой шестеренкой.

Главная передача и дифференциал трансформируют вращающий момент вторичного вала на ведущие колеса машины.

Трехвальная коробка передач: устройство и принцип работы

Подшипники, расположенные в корпусе, обеспечивают вращение валов. На каждом валу имеется комплект шестеренок с различным числом зубьев.

Ведущий вал примыкает к двигателю посредством корзины сцепления, ведомый с карданным, промежуточный передает вращающий момент вторичному.

На первичном валу имеется ведущая шестеренка, которая раскручивает промежуточный с расположенным на нем крепко зафиксированным набором шестеренок. На ведомом валу имеется свой комплект шестеренок, перемещающихся по шлицам.

Между шестеренками вторичного вала находятся муфты синхронизаторы, которые выравнивают угловые скорости шестеренок с оборотами самого вала. Синхронизаторы крепко закреплены на валах и передвигаются в продольном направлении по шлицам. На современных МКПП такие муфты находятся на каждой ступени.

Преимущества и недостатки МКПП

Преимущества Недостатки
Стоимость и масса коробки ниже в сравнении с другими типами КПП Меньший уровень комфорта для водителя в сравнении с другими КПП
Высокие динамика разгона, топливная экономичность и КПД Утомляющий для водителя процесс переключения передач
Высокая надежность за счет простоты конструкции Необходимость периодической замены сцепления
Простое и недорогое обслуживание Более низкая плавность хода автомобиля в сравнении с другими типами КПП
Возможность более эффективного движения по бездорожью Возможность буксировки автомобиля

Как пользоваться механической коробкой

Использование автомобиля с механической КПП имеет некоторые особенности, которые нужно знать автолюбителю.

Во-первых, это последовательность действий при запуске машины:

Во-вторых, схема переключения на МКПП. Она чаще всего находится на внешней части рукоятки рычага. При переключении передачи рекомендуется ориентироваться на тахометр. Переключаться на более высокую передачу можно раскрутив обороты двигателя до 1500–2000 об/мин в случае дизельного мотора и до 2000–2500 об/мин в случае бензинового.

В-третьих, процесс переключения передач. Он состоит из нескольких этапов:

В-четвертых, регулярная проверка уровня рабочей жидкости и замена ее согласно указаниям производителя продлят период эксплуатации механической КПП.

Устройство механики

  1. Сцепление. Нужно для смыкания и размыкания ведущего вала (первичного) с маховиком коленвала. Как работает сцепление на механике, поговорим в следующих обзорах
  2. Первичный вал. Через него передается вращение от двигателя к другим элементам коробки
  3. Вторичный вал или ведомый. Через него момент и скорость передается на ведущие колеса автомобиля.
  4. В зависимости от разновидности коробки передач в ее составе может быть промежуточный вал. Он нужен для передачи вращения от ведущего вала к ведомому. Это трехвальные КПП.
  5. Синхронизаторы. Они предотвращают удары звездочек с валом при включении передачи, синхронизируют их скорости вращения. Продлевают сроки эксплуатации, повышают надежность МКПП и плавность включения скорости
  6. Элементы управления включением и отключением передач в коробки. Бывают тросовые, тяговые и гидравлические. Это не столь важно для нашей темы, главное понять принцип работы механической коробки

Что такое прямая передача и повышенная

В большинстве случаев прямой передачей считается четвертая.

А почему прямая? Потому что весь крутящий момент напрямую передается от двигателя к колесам, передаточное отношение равно единицы.

В трехвальных коробках первичный и вторичный валы не соединены между собой жестко, соединение происходит при включении четвертой передачи. Принцип такой же, муфта ведомого вала входит в зацепление с шестерней ведущего. Весь момент передается напрямую от мотора к колесам, минуя все звездочки и промежуточный вал. Это способствует экономию энергии, затраченной на вращение колес, а соответственно экономия топлива и увеличение ресурса агрегатов автомобиля.

Схема работы прямой передачи механической коробки передач

А если передаточное число звездочек сделать меньше 1? Это увеличит экономичность машины. При равной скорости движения автомобиля, момента на колеса будет передаваться меньше, а значит, меньше усилий затрачивать будет двигатель для поддержания этой скорости. Отсюда и пониженные обороты мотора – выше его экономичность.

Как этого добиться? Чтобы это число было менее единицы, ведущая звездочка должна быть больше ведомой. Это соотношение обеспечивают высокие передачи: пятая, шестая и т.д. Современные механические КПП могут похвастаться наличием 6 ступеней. Автоматические коробки передач оснащаются 7 и 8 передачами. Все это делается в угоду снижения расхода топлива и сокращению выбросов автомобиля.

Задняя скорость

Для того чтобы заставить колеса крутится в обратную сторону для езды задом, используется дополнительный вал, четвертый. Он маленький, шестерня на нем жестко закреплена. Его назначение – передать обратное вращение вторичному валу.

В отличие от других валов, звездочка заднего хода не находится в постоянном зацеплении с другими шестернями. Для включения задней передачи нужно сместить её и ввести в зацеп с промежуточным и вторичным валами.

Стоит заметить, на ней отсутствует синхронизатор. Поэтому, для четкого включения задней скорости, вращение всех валов должно быть остановлено, отключено сцепление с двигателем и машина должна стоять не подвижно.

Принцип работы шестерни задней передачи механической коробки передач

Двухвальная КПП

Ее применяют в переднеприводных машинах.

Главное отличие – отсутствие промежуточного вала, вторичный находится под первичным.

Ведущий имеет большую длину, звездочки на нем намертво закреплены. Они вращаются вместе с ним. Все переключения происходят на ведомом валу.

Устройство двухвальной механической коробки передач

Принцип работы такой же. На ведомом, шестерни жестко не закреплены. Они находятся в постоянном зацеплении со звездочками ведущего вала. Переключения происходят за счет перемещения муфт и синхронизаторов. Также существует промежуточная шестеренка заднего хода.

Еще одним отличием от трехвальной – дифференциал. Он внедрен в конструкцию коробки передач. Его цель — передать вращение на колеса.

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Механическая коробка передач устройство как правильно переключать передачи

Все автомобили с двигателями внутреннего сгорания непременно оснащены коробками передач. Любой автолюбитель знает, сколько всего существует и каких разновидностей этого устройства, а также принимает факт, что самой распространенной на сегодняшний день является механическая коробка передач. Ее краткое обозначение – МКПП. Основное отличие, помимо конструкционных и показательных, заключается в том, что переключение передач полностью контролируется водителем. Разберемся подробнее, что собой представляет названная разновидность КП.

МКПП

Подробнее о том, что представляет собой «механика»

Как работает механическая КП? Что она из себя представляет? Давайте разберемся.
Механическая коробка передач выполняет простую и понятную функцию: смена передаточного отношения скорости вращения колесам от мотора. Важная составляющая часть её – передаточный механизм зубчатого (чаще всего) вида. Мы уже выяснили, что функционирует механическая КП путем манипуляций водителя, который самостоятельно решает, какое в настоящий момент значение передаточных чисел требуется для корректной работы всего авто.Отсюда и название – механическая, что предполагает полностью ручное управление.

Принцип работы МКПП

В общем и целом, КП – это ступенчатые редукторы закрытого типа. В себе они содержат зубчатые шестеренки, которые в зависимости от востребованности в данный момент могут быть сцеплены и могут изменять обороты и меж входным и выходным валами, а так же их частоту.

Как работает механическая КП

Важно! «Проще говоря, принцип действия механической коробки передач состоит в том, что на различных ступенях входного и выходного валов происходит переключение (вручную) и соединение различных комбинаций шестеренок». Следует рассмотреть ещё один важный вопрос: устройство МКПП.

Устройство механической коробки передач

Стоит понимать, что сама по себе любая коробка передач не сможет функционировать отдельно от других, не менее важных узлов автомобиля. Одним из них является сцепление. Данный узел осуществляет разъединение мотора и трансмиссии в требуемый момент времени. Это позволяет осуществлять переключение передач без последствий для автомобиля при сохранении оборотов двигателя.Наличие сцепление и необходимость его применения обусловлена тем, что МКПП пропускает через свои шестерни большой по значению крутящий момент.Так же важно знать, что любая коробка передач при условии классической конструкции имеет оси валов, на которые нанизаны зубчатые шестеренки. О них мы упоминали ранее. Корпус при этом обычно называют «картером». А самыми распространенными компоновками являются трех- и двухвальные.

устройство МКПП

В первых расположены:

Ведущий вал обычно соединяется со сцеплением, а уже по нему осуществляются перемещения особого диска (его называют диском сцепления). Далее вращение уходит к промежуточному валу, который крепко соединен с шестеренкой первичного вала.При рассмотрении конструктивных особенностей МКПП следует брать во внимание особое расположение ведомого вала. Часто он соосен с ведущей осью, и соединены они посредством подшипника, что находится внутри ведущего вала. Такое устройство обеспечивает независимость их вращений. Блоки шестерней с ведомого вала не зафиксированы, а сами шестерни ограничены специальными муфтами. Они так же могут смещаться по оси.При включенной нейтральной передаче обеспечивается свободное вращение шестеренок. Тогда муфты приобретают разомкнутое положение. После того, как водителем выжато сцепление, а передача переключена, скажем, на первую, специальная вилка в КП переместит муфту таким образом, что она зацепится за требуемую пару шестеренок. Так осуществляется передача вращения и усилия, направленного от двигателя.

Устройство механической коробки передач

От ведомой оси происходит передача крутящих моментов и оборотов двигателя посредством карданного вала (в случае с задним приводом) на ведущие колеса. В момент зацепления синхронизатором ведущего и ведомого вала при условии, что шестерни не участвуют в процессе, достигается наивысший коэффициент полезного действия.Для осуществления движения назад механика оснащена «паразитной» шестеренкой, приводя в действие которую водитель может сменить путь вращения на обратный.Многие из коробок передач механического типа снабжены косозубыми шестернями. Это обусловлено их способностью справляться с большими усилиями и при этом создавать меньше механического шума.Что касается 2-вальной КП, там точно так же предусматривается соединение ведущего вала со сцеплением. Разницей между двуосной и трехосной является наличие блока шестерней на ведущем валу. Ну и, конечно же, отсутствие промежуточного вала.На ведомой оси находится жестко закрепленная шестерня главной передачи. Другие из шестерней оснащены синхронизационными муфтами.

Такое устройство и принцип работы очень похожи с трехосной версией МКПП.Стоит отметить, что двухвальные механические коробки передач обладают большим коэффициентом полезного действия, но из-за особенностей своей конструкции и связанного с этим ограничения на допустимо возможное повышение передаточного числа используются только в легковых автомобилях.Также важным элементом в конструкции механических коробок переключения передач являются синхронизаторы.

Подробнее о МКПП

Ранее, когда первые образцы таких КП ими не оснащались, водителям приходилось осуществлять двойной выжим для равнения окружных скоростей шестерней. С появлением синхронизаторов эта необходимость исчезла.Следует отметить, что синхронизаторы не применяются для коробок передач с большим их числом (когда речь идет, скажем, о 18 ступенях), ведь с технической точки зрения комплектации такого формата просто невозможна. Так же для увеличения скорости переключения передач синхронизаторы не применяются при конструировании спорткаров.Синхронизаторы функционируют таким образом: когда управляющий переключает передачи, муфта смещается к нужной шестерне. Усилия поступают на блокировочное кольцо муфты, и при имеющейся силе трения поверхности зубьев начинают своё взаимодействие.Механическая коробка передач принцип работы имеет, как мы выяснили, доступный и ясный. Рассмотрим теперь вопросы, касающиеся переключение передач.

Переключение передач

Теперь, когда мы знаем, как работает коробка передач механического принципа управления, важно разобраться с самим процессом переключения. За этот процесс ответственным выступает специальный механизм.Автомобили с задним приводом оснащаются рычагом переключения именно на самой МКПП. Механизм же скрыт в корпусе, а рычаг позволяет производить управление. Этот вариант расположения характеризуется некоторыми преимуществами и недостатками. Среди достоинств:

К недостаткам относятся:

Если автомобили оснащены передним приводом, то рычаги предусмотрены на полу между сидением водителя и сидением пассажира, на панели руля или же на приборной панели.Конструктивные особенности в переключении передач автомобилей с передним приводом тоже обладают своими преимуществами и недостатками. Среди первых выделяются особенный комфорт в расположении и удобство переключения, отсутствие вибраций на рычаге, относительно высокая свобода с точки зрения дизайнерской и инженерной компоновки.

Переключение передач МКПП

Недостатки, главным образом, представлены относительно небольшой долговечностью, вероятностью возникновения люфтов, а так же потребности регулировки тяги. К тому же, такой вариант в конструкции и расположении рычага обладает меньше четкостью, чем при расположении на корпусе МКПП.Любому, кто интересуется темой разнообразия коробок передач, следует ознакомиться с плюсами и минусами конкретно механической КП, ведь она – это своего рода «мать» всех последующих вариантов исполнения и функционала коробок переключения.

Плюсы и минусы механических коробок передач

Разумеется, идеальной коробки передач просто не существует. Но несравненными преимуществами именно механической являются:

    1. Относительная дешевизна конструкции по сравнению с аналогами.
    2. Небольшая масса и завидный КПД (коэффициент полезного действия).
    3. Отсутствие особых требований к охлаждению.
    4. Преимущество с точки зрения экономии и лучшая среди аналогов динамика разгона.
    5. Легкость и простота с точки зрения инженерии.
    6. Высокая надежность и высокий ресурс эксплуатации.
    7. Наличие возможности применять различные техники (что важно для асов и водителей со стажем) и стили вождения при некоторых условиях (например, во время гололедицы и при езде по бездорожью).

Устройство механической коробки передач

  1. Машину с МКПП можно завести посредством толчка и осуществить её буксировку максимально легко и удобно на большие расстояния при любой скорости.
  2. Наличие возможности рассоединения двигателя и трансмиссии.

Впечатляющий список. Поговорим о недостатках. Среди них:

  1. Потребность при переключении полного разобщения между силовым механизмом и трансмиссией, а это оказывает влияние на время осуществления переключения.
  2. Для достижения плавности переключения, придется долго набивать руку и копить опыт.
  3. Идеальной плавности добиться не получится вообще, так как число ступеней в современных авто с механической коробкой передач колеблется от 4 до 7.
  4. Относительно малый ресурс на узле сцепления
  5. Статистические данные, говорящие о том, что водители, предпочитающие механику, более подвержены утомлениям в пути.

В завершение статьи рассмотрим краткий курс езды на МКПП для не имеющих опыта водителей.

Механическая коробка для «чайников». 9 важных деталей

Плюсы и минусы МКПП

Новичку, приобретшему авто с механической коробкой, требуется ознакомиться с важными нюансами в обращении с коробкой и уяснить некоторые моменты.Начнем по порядку. Для чего нужны передачи? Для того, чтобы выбирать, какая именно и при каких условиях будет наилучшей для применения в требуемой вам ситуации (погодные условия, качество дорожного покрытия и т.п.)

Важно! Освоение расположения передач. Важным моментом является синхронное нажатие педали сцепления с одновременным переключением скоростей.

1. Запуск мотора. Схема: «нейтралка» — сцепление – запуск двигателя. И никак иначе.

2. Правильное применение сцепления. Выжимать – строго до конца и не больше 2 секунд. Бережем машину.

Удаление царапин на кузове автомобиля без покраски.

НЕ ТРАТЬТЕ ДЕНЬГИ НА ПЕРЕКРАСКУ!
Теперь Вы сами сможете всего за 5 секунд убрать любую царапину с кузова вашего автомобиля.

Читать далее >>

3. Похвальная координация и гладкие действия. Сцепление. Скорость (например, первая). Бросаем сцепление (медленно, конечно же), при этом так же медленно принимаемся за газ.

4. «Дауншифтинг». Проще говоря, при понижении скорости важно понижать и передачи, точно так же, как осуществлялось их повышение при разгоне.

5. Задний ход. Никогда и ни при каких обстоятельствах не рекомендуется включать заднюю передачу до момента, пока авто не остановится.

Важные детали МКПП

6. Паркуемся. Мотор заглушен, выжато сцепление, включена первая передача,  ручной тормоз в рабочем положении. Все просто.

Непонятно, трудно и нудно? Больше практики! Только при условии постоянного и непрерывного вождения описанные принципы и тонкости будут не просто сводом правил или законов, а чем-то естественным и понятным.

Заключение

Механической коробки передач устройство и принцип работы, как мы выяснили, довольно интересны, хоть вместе с тем и сложны для восприятия. Работает МКПП исключительно вкупе с двигателями внутреннего сгорания. Такой тип конструкции и принципов в управлении наделяет рассмотренный тип коробки передач определенными превосходствами перед своими аналогами, которые всё чаще начинают занимать лидирующие по продажам места на рынке. Однако не стоит забывать, что наиболее практичной, хоть и не совсем на первый неопытный взгляд простой в использовании, является именно МКПП.
Познакомьтесь с «механикой» поближе, и вы будете приятно удивлены!

Выводы про МКПП

Назначение и устройство коробки передач автомобиля

Коробка передач служит для изменения тяговой силы на колесах автомобиля в зависимости от сопротивления движению и дает автомобилю возможность двигаться задним ходом. Коробка передач позволяет, кроме того, при выключении передач отсоединять ведущие колеса автомобиля от двигателя, обеспечивая тем самым возможность запуска двигателя и его работу на холостом ходу.

Коробка передач представляет собой механизм, состоящий из набора шестерен, которые могут вводиться в зацепление в различных сочетаниях.

Каждое сочетание зацепления шестерен коробки называется ступенью или передачей. Число ступеней (передач) в коробке передач зависит от конструкции автомобиля и обычно бывает от трех до пяти (не считая передачи заднего хода). В соответствии с этим коробки передач называются трехступенчатыми, четырехступенчатыми и пятиступенчатыми.

Рис. Коробка передач автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А: 1 — сальник; 2 — задняя крышка картера; 3 — шарикоподшипник вторичного вала; 4 — картер коробки передач; 5 — маслоотражательное кольцо; 6 — вторичный вал; 7 — вилка переключения шестерни (каретки) первой передачи и заднего хода; 8 — шестерня (каретка) первой передачи и заднего хода; 9 — рычаг переключения передач; 10 — верхняя крышка картера; 11 — шестерня второй передачи; 12 — втулка шестерни второй передачи; 13 — зубчатый венец шестерни второй передачи; 14 — каретка второй и третьей передач; 15 — вилка каретки второй и третьей передач; 16 — зубчатая ступица; 17 — регулировочные прокладки; 18 — упорное кольцо; 19 — зубчатый венец шестерни третьей передачи; 20 — шестерня третьей передачи; 21 — роликоподшипник; 22 — шарикоподшипник первичного вала; 23 — первичный вал; 24 — передняя крышка картера; 25 — маслоотражательное кольцо; 26 — роликоподшипник промежуточного вала; 27, 29, 32 и — шестерни промежуточного вала; 28 — пробка сливного отверстия картера; 30 — ось промежуточного вала; 31 — промежуточный вал; 34 — промежуточная шестерня заднего хода

Зацепление различных пар шестерен осуществляется при помощи кареток (шестерен), передвигаемых вдоль валов коробки. В зависимости от числа подвижных кареток коробки разделяются на двухходовые (две каретки) и трехходовые (три каретки).

Принцип работы автомобильных коробок передач

Принцип работы автомобильных коробок передач независимо от их конструктивного оформления и числа передач одинаков. Рассмотрим их устройство и работу на примере трехступенчатой двухходовой коробки передач автомобилей ГАЗ-69А и ГАЗ-69.

Первичный (ведущий) вал 23 выполнен заодно с шестерней 20 третьей передачи и с зубчатым венцом 19. Первичный вал через сцепление соединяется с коленчатым валом двигателя.

Вторичный (ведомый) вал 6 является как бы продолжением первичного вала и расположен с ним на одной оси. Хвостовик вторичного вала сидит в роликоподшипнике 21, установленном в конце первичного вала. Вторичный вал вследствие этого может вращаться независимо от первичного.

На вторичном валу установлены две шестерни 8 и 11 и зубчатая ступица 16. Шестерня 8 (каретка) сидит на валу на шлицах и может перемещаться вдоль его оси. Шестерня 11 имеет зубчатый венец 13. Она посажена на вторичном валу на бронзовой втулке 12, поэтому свободно вращается на валу. На ступице установлена каретка 14 второй и третьей передач, которая перемещается по ступице.

Промежуточный вал 31 представляет- собой блок шестерен 27, 29, 32 и 33, свободно вращающийся на оси 30.

Промежуточная шестерня 34 заднего хода посажена на ось на бронзовой втулке и свободно вращается на оси.

Первичный и вторичный валы установлены в гнездах картера коробки на шарикоподшипниках 22 и 3. Ось 30 промежуточного вала закрепляется в гнездах картера неподвижно, промежуточный же вал 31 вращается на оси на роликоподшипниках 26. Ось промежуточной шестерни заднего хода неподвижно закреплена в специальных гнездах картера.

Шестерня 20 первичного вала с шестерней 27 промежуточного вала, а также шестерня 33 с промежуточной шестерней 34 заднего хода находятся в постоянном зацеплении. В постоянном зацеплении находятся также шестерня 29 промежуточного вала и шестерня 11 вторичного вала. Каретки 8 и 14 могут перемещаться по вторичному валу и вводиться в зацепление: каретка 14 своими внутренними зубьями с зубчатым венцом 19 шестерни 20 первичного вала или с зубчатым венцом 13 шестерни 11; каретка 8 с шестерней 32 или 34.

При положении кареток, изображенном на рисунке, крутящий момент от двигателя будет передаваться с первичного вала через шестерни 20 и 27 на блок шестерен промежуточного вала.

Однако на вторичный вал крутящий момент передаваться не будет, так как при изображенном положении кареток 8 и 14 вторичный вал разобщен как с первичным, так и с промежуточным валами. Такое положение кареток называется нейтральным. В нейтральное положение каретки ставятся при запуске двигателя и работе двигателя на холостом ходу (на месте или при движении автомобиля накатом).

Рис. Схема включения шестерен и передачи крутящего момента в трехступенчатой коробке передач автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А: а — первая передача; б — вторая передача; в — третья передача; г — задний ход; I — положение рычага при включении первой передачи; II — положение рычага при включении второй передачи; III — положение рычага при включении третьей передачи; IV — положение рычага при включении заднего хода

Чтобы привести автомобиль в движение, надо передать крутящий момент вторичному валу. Для этого каретку 8 или 14 следует ввести в зацепление с одной из шестерен промежуточного вала, при котором обеспечивалось бы получение наибольшего передаточного отношения, а следовательно, и наибольшего крутящего момента на вторичном валу. Передвинем каретку 8 вправо и введем ее в зацепление с шестерней 32 промежуточного вала, как это показано на рис. а. Такое положение кареток соответствует первой передаче.

Чтобы включить вторую передачу, необходимо вывести каретку 8 из зацепления с шестерней 32, а затем, передвинув (по рис. б влево) каретку 14, ввести последнюю в зацепление с зубчатым венцом 13 шестерни 11, постоянно находящейся в зацеплении с шестерней 29 промежуточного вала.

Переходить со второй передачи на третью нужно в той же последовательности, что и с первой передачи на вторую. При этом каретка 14 выводится из зацепления с зубчатым венцом 13 шестерни 11 и вводится в зацепление с зубчатым венцом 19 шестерни 20 первичного вала (рис. в), первичный и вторичный валы начинают вращаться как одно целое.

Для движения задним ходом следует перевести обе каретки в нейтральное положение, а затем каретку 8 передвинуть влево и ввести в зацепление с промежуточной шестерней 34 заднего хода. При этом направление вращения вторичного, вала изменится на обратное.

Для легкого и безударного переключения передач необходимо, чтобы окружные скорости шестерен, вводимых в зацепление, были одинаковы. Окружная скорость шестерни зависит от числа оборотов вала, на котором она сидит, и от ее диаметра: чем больше диаметр шестерни и число оборотов вала, тем больше ее окружная скорость. Для облегчения безударного переключения передач и уменьшения износа зубьев шестерен в коробках передач, в частности в коробке передач автомобилей ГАЗ-69А и ГАЗ-69, предусмотрено специальное устройство — синхронизатор каретки включения второй и третьей передач.

Синхронизатор выравнивает окружные скорости вращения шестерен перед вводом их в зацепление. Устроен он следующим образом. На конце вторичного вала 1 установлена на шлицах и закреплена стопорным кольцом 14 зубчатая ступица 6 синхронизатора. На наружных зубьях ступицы установлена каретка 10 второй и третьей передач, охватываемая вилкой 8. В трех пазах ступицы установлены ползуны 11 блокирующего устройства, соединяемые при помощи шариков 9 фиксаторов с кареткой 10. По обеим сторонам ступицы расположены блокирующие бронзовые кольца 4. Каждое блокирующее кольцо имеет зубчатый венец и пазы 47 для ползунов; внутренняя поверхность кольца выполнена конусообразной.

Синхронизатор расположен между зубчатым венцом 13 шестерни 15 первичного вала и зубчатым венцом 3 шестерни 2 второй передачи. Основания зубчатых венцов шестерен 2 и 15 имеют конусные поверхности.

Рис. Устройство и схема работы синхронизатора коробки передач: а — положение деталей синхронизатора при Выравнивании окружных скоростей; б — положение деталей синхронизатора при включенной передаче; в — детали синхронизатора; 1 — вторичный вал коробки передач; 2 — шестерня второй передачи; 3 — зубчатый венец шестерни второй передачи; 4 — блокирующее кольцо; 5 — упорная шайба; 6 — зубчатая ступица; 7 — пружина; 8 — вилка каретки второй и третьей передач; 9 — шарик фиксатора; 10 — каретка второй и третьей передач; 11 — ползун; 12 — регулировочные прокладки; 13 — зубчатый венец шестерни первичного вала; 14 — стопорное кольцо зубчатой ступицы; 15 — шестерня первичного вала; 16 — первичный вал; 17 — паз для ползуна ступицы

При включении второй или третьей передачи каретка 10 синхронизатора при помощи переключающего устройства перемещается вместе с ползунами 11 по ступице 6. Ползуны, входящие в пазы 17 блокирующих колец 4, прижимают кольцо к конусной поверхности соответствующего зубчатого венца шестерни. Вследствие трения, возникающего между соприкасающимися конусными поверхностями, блокирующее кольцо немного сдвигается в сторону вращения зубчатого венца до упора пазов в боковые поверхности ползунов. При этом скошенная поверхность.торцов зубьев каретки 10, упираясь в скошенную поверхность торцов зубьев кольца 4, не дает зубьям войти в зацепление, вследствие чего обеспечивается сильное прижатие кольца 4 к конусной поверхности зубчатого венца. В результате сильного трения конусов скорости вращения валов уравниваются, каретка 10 сдвигается дальше, выжимая шарики 9 фиксаторов, и своими зубьями входит в промежутки зубьев венца 13, бесшумно включая соответствующую передачу.

Управление коробкой передач осуществляется при помощи рычага 6; качающегося в шаровой опоре крышки картера коробки передач.

В той же крышке в гнездах установлены, два ползуна 3 и 12, которые могут перемещаться вдоль своих осей, скользя при этом в гнездах крышки коробки. Каждый из этих ползунов соединен с вилкой: ползун 12 каретки первой передачи и заднего хода с вилкой 11, ползун 3 каретки второй и третьей передач с вилкой 10.

Концы вилок вмещаются в кольцевых проточках, имеющихся в каретках, и не мешают кареткам свободно вращаться вместе со вторичным валом. При продольном же перемещении вилок, каретки передвигаются вдоль вала и тем самым вводят в зацепление соответствующие шестерни. Посредством перемещения рычага, а следовательно, и вилок с каретками происходит переключение передач в коробке.

Для предотвращения произвольного выключения передач и одновременного включения нескольких передач в механизме переключения передач предусмотрены специальные устройства фиксаторы (стопоры) — для фиксирования рычага в определенном положении и замки, не позволяющие одновременно включать несколько передач.

В трехступенчатых коробках передач с двумя ползунами фиксатор одновременно выполняет и роль замка.

Рис. Механизм переключения передач коробки передач автомобилей ГАЗ-60 и ГАЗ-69А: 1 — пружина фиксатора; 2 — боковая крышка картера коробки передач; 3 — ползун вилки каретки второй и третьей передач; 4 — отжимная скоба; 5 — пружина отжимной скобы; 6 — рычаг переключения передач; 7 — пружина рычага переключения передач; 8 — колпак; 9 — шаровая опора; 10 — вилка каретки второй и третьей передач; 11 — вилка каретки первой передачи и заднего хода; 12 — ползун вилки каретки первой передачи и заднего хода; 13 — сухари фиксатора

Фиксатор состоит из двух полых сухарей 13, скользящих в специальном гнезде, сделанном в крышке коробки передач. Под действием пружины 1 сухари заскакивают в углубления, имеющиеся в соответствующих местах ползунов. Сухари надежно удерживают ползуны от самопроизвольного перемещения, а также предотвращают возможность одновременного перемещения, обоих ползунов.

Передвинуть оба ползуна сразу и включить, таким образом, одновременно две передачи нельзя по следующей причине. Как только один из ползунов передвинется настолько, что сухарь выйдет из углублений, оба сухаря окажутся придвинутыми друг к другу вплотную. Общая длина сдвинутых сухарей подобрана так, что второй сухарь уже не сможет выйти из углубления примыкающего к нему ползуна и тем самым надежно заперт ползун.

Чтобы не произошло случайное включение заднего хода, в крышке коробки передач, несколько ниже шаровой опоры, расположена отжимная скоба 4 с пружиной 5, нажимающей на конец рычага 6. Поэтому для включения заднего хода (и первой передачи) к рычагу нужно приложить повышенное усилие, чтобы отвести скобу в сторону.

В картер коробки передач заливается трансмиссионное масло до уровня отверстия контрольной пробки.

#читайдома: как работает автомобильная коробка передач

Сегодня в автомобилях используют коробки передач разных типов, радикально отличающихся по конструкции — каждая со своими достоин­ствами и недостатками. Но для начала давайте ответим на самый важный вопрос...

Зачем вообще автомобилю нужна коробка передач?

Из-за особенностей работы ДВС. При низких оборотах ему не всегда хватает сил (крутящего момента) вращать колёса и двигать автомобиль. Чтобы помочь мотору, нужно дать ему возмож­ность при маленькой скорости движения машины крутиться быстрее — для этого двигатель соединяют с колёсами через передачу.

Простейшая передача — это две шестерни разного размера, сцеплен­ные зубьями. Пред­ставьте, что у одной зубьев в три раза больше, чем у другой. Тогда за один оборот большой шестерни малая сделает уже три оборота. И напротив, соединив двигатель с маленькой шестернёй, а колёса — с большой, мы заставим их крутиться в три раза медленнее коленвала. Ещё один плюс: крутящий момент, вращающий колёса, тоже будет в три раза выше крутящего момента двигателя.

Но когда скорость автомобиля возрастёт вдвое, обороты мотора увеличатся уже в шесть раз. А он не может вращаться слишком быстро — топливо просто не будет успевать сгорать. Поэтому по мере разгона двигателю потребуется другая пара шестерён — с менее кардинальной разницей в количестве зубьев (её называют пере­даточным отношением). В совре­менных легковых автомобилях 5–6 разных передач (или ступеней), а у некоторых и девять. А коробка передач — это агрегат, в котором все они собраны вместе.

То есть коробка передач — это просто набор шестерён?

И да, и нет. В реальности всё сложнее. Помимо самих передач нужны ещё механизмы, которые позволяют эти передачи менять. Да и шестерни — лишь один из видов передач. За сто с лишним лет существо­вания автомобилей придумано множество механизмов — от простейших шкивов, между которыми пере­брасывался приводной ремень (подобно тому, как это делается с цепью на велосипедах), до совсем экзотических конструкций. И сегодня в автомобилях используют четыре типа коробок передач: механическую, гидро­механическую, роботизи­рованную и вариатор. Каждая работает по-своему.

особенности, устройство и принцип работы

Электродвигатель с редуктором, или, как его еще называют, мотор-редуктор, можно обозначить как отдельный узел. Совместная работа электродвигателя и редуктора привела к тому, что это устройство использовалось в большом количестве различных областей.

общая информация

Среди основных преимуществ электродвигателя с коробкой передач можно выделить следующие:

Общий принцип работы электродвигателя-редуктора заключается в том, что первая его часть преобразует любую энергию в механическую, а второй элемент уже предназначен для передачи имеющейся механической энергии на выходной вал для изменения его скорости вращения.

Типы электродвигателей

В настоящее время наиболее распространенными считаются мотор-редукторы нескольких типов:

Логично, что принадлежность мотора к редуктору к одному из вышеперечисленных типов будет зависеть от типа самой коробки передач. Также важно отметить, что именно этот элемент будет влиять на то, как именно будет изменяться скорость выходного вала, а также на способ передачи механической энергии на рабочий элемент устройства.

Предположим, что принцип работы редуктора червячный предполагает, что габариты детали будут сравнительно небольшими, а работа двигателя характеризуется отсутствием шума. На сегодняшний день этот вид редукторов можно считать вторым по распространенности.

Что такое редуктор?

Когда двигатель работает, механическая энергия, которая должна передаваться рабочему органу машины. Именно для этого и используется редуктор. Еще один очень важный момент.Когда электродвигатель работает от 220 В с коробкой передач, оказывается, что крутящий момент первичного вала очень большой. После преобразования любого вида энергии в механическую и последующей передачи ее на выходной вал редуктор уменьшает количество оборотов, но сохраняет достаточно высокий крутящий момент.

Применение этой особенности на практике хорошо прослеживается при эксплуатации ручных станков. В таких типах устройств часто используется планетарный, цепной или зубчатый тип трансмиссии.Однако на сегодняшний день существуют агрегаты, в которых электродвигатель с коробкой передач настроен на создание невращающегося движения. Ярким примером вторичного вида работы этого устройства могут быть отбойные молотки (перфораторы).

Деталь Свойства

У электродвигателя с редуктором на 220 В напряжение имеет свои особенности. Начать стоит с того, что в первую очередь волнует, - это срок службы и надежность оборудования. Эти два свойства будут напрямую зависеть от деталей, из которых сделан этот элемент.Если говорить о бытовых агрегатах, шестерни могут быть из пластика. Профессиональные редукторы всегда полностью изготавливаются из металлических материалов.

Положительным моментом является также то, что корпус шестерни металлический, другие материалы считаются неподходящими. Преимущество металлического корпуса для редуктора в том, что в этом случае будет намного легче переносить все нагрузки и возможные удары.

Еще одним важным свойством мотор-редуктора является то, что наличие такой детали позволяет ступенчато изменять скорость выходного вала.

Принцип управления двигателем

Для питания электрических частей двигателя используются различные схемы, в том числе микропроцессорные электроприводы. Еще одним обязательным элементом в любой системе, в которой используется электродвигатель с редуктором, является выпрямитель. Он используется как преобразователь, задача которого - преобразовать переменный ток, протекающий по сети, в постоянный, необходимый для работы агрегата. Стоит отметить, что есть аккумуляторные инструменты, которые получают питание от этого элемента.В этом случае использование выпрямителя не требуется.

Также в системе присутствует регулятор частоты вращения выходного вала. Самый простой вариант преобразователя этих частот - это несколько подключенных управляющих реле, количество включений которых задается вручную человеком. Кроме того, некоторые модели могут быть оснащены магнитным пускателем, при нажатии которого будет изменяться направление вращения выходного вала. Принцип работы таких двигателей самый распространенный, а сама функция называется обратной.

Электродвигатель тихоходный с редуктором

Использование таких моделей, которые еще называют медленными, широко распространено там, где необходимо поддерживать небольшое количество оборотов. Ярким примером использования таких устройств являются электроприводы подъемно-транспортных машин. Чаще всего сфера применения - горная промышленность и металлургия, но данная модель вполне подходит для общепромышленных применений.

Муфта электродвигателя с редуктором

Назначение этой детали - передача крутящего момента между валами или передача крутящего момента между валом и деталями, которые могут быть на нем установлены.

Этот элемент также является соединительным и выполняет такие функции, как соединение вала двигателя и ведущего вала коробки передач, а также выходного вала редуктора с ведомым. Кроме того, существуют специализированные узлы, в которых муфту также можно использовать для соединения и переключения передач непосредственно в самом элементе. Кроме того, эту небольшую деталь можно использовать для уменьшения динамических нагрузок на коробку передач, а также для ограничения передаваемого крутящего момента.

Есть несколько типов муфт.Один из видов называется слепой кладкой. Применяется, когда необходимо соединить валы совпадающих валов, и при эксплуатации полностью исключено любое смещение вала.

Сравнение двух типов

На сегодняшний день наиболее распространенными являются электродвигатели с червячным или цилиндрическим редуктором. Эти два основных типа и можно сравнивать между собой, используя их основные характеристики. Приведены преимущества цилиндрического типа перед червячным.

КПД редуктора этого типа достигает 98%, если не учитывать передаточное число. Такой показатель обеспечивает отличную экономию энергии. Одно из важнейших преимуществ - высокая грузоподъемность. Другими словами, редуктор цилиндрического типа может передавать гораздо большее усилие, чем червячная передача, при условии, что оба этих элемента имеют одинаковые размеры. Кроме того, этот тип агрегатов обладает достаточно высокой кинематической точностью.

p >> .

Принцип работы и АКПП (АКПП)

Автоматическая коробка передач - одна из разновидностей автомобильных трансмиссий, обеспечивающая передачу крутящего момента двигателя на колеса. Главная особенность этой коробки заключается в том, что она выбирает и переключает передачи без вмешательства водителя в соответствии с текущими условиями движения. В сегодняшней статье мы постараемся выяснить все особенности АКПП, устройство и принцип работы.

Классическая АКПП состоит из следующих частей:

Принцип действия и устройство автоматической коробки передач

Эта трансмиссия состоит из набора золотников, направляющих поток трансмиссионного масла на фрикционную муфту и поршни тормозных лент.Положение золотника устанавливается с помощью рычага селектора. Таким образом, после включения определенного режима (например, «Драйв») коробки передач и нажатия педали акселератора двигатель передает свою мощность на колеса, при этом в работу участвует ряд передач (в разделе на втором фото, видна их конструкция). Таков принцип работы и устройства АКПП.

Также стоит отметить, что автомат делится на две категории по принципу действия:

Первый тип имеет следующий принцип работы и устройство автоматической трансмиссии. Здесь давление масла используется от центробежного регулятора гидравлической автоматикой. Регулятор, в свою очередь, соединен с выходным валом АКПП. Кроме того, в гидросистеме подача масла активируется, когда водитель нажимает на педаль акселератора. Затем коробка передач получает информацию о своем положении, в результате чего происходит переключение золотников и дальнейшее движение или остановка автомобиля.

Что касается электронной автоматики, то здесь принцип действия и устройство АКПП заключается в использовании соленоидов, перемещающих золотники в корпусе трансмиссии. Кабели этих деталей идут к блоку управления электронной коробки передач. Последний элемент решает переместить соленоид с учетом положения педали газа, текущей скорости автомобиля и положения рычага селектора.

Как видите, обе трансмиссии имеют схожий принцип работы и устройство.Да и ремонт АКПП, кстати, тоже стоит одинаково дорого для обеих коробок.

p >> .

особенности, устройство и принцип работы

Электродвигатель с редуктором, или, как его еще называют, мотор-редуктор, можно обозначить как отдельный узел. Совместная работа электродвигателя и редуктора привела к тому, что это устройство использовалось в большом количестве различных областей.

общая информация

Среди основных преимуществ электродвигателя с коробкой передач можно выделить следующие:

Общий принцип работы электродвигателя-редуктора заключается в том, что первая его часть преобразует любую энергию в механическую, а второй элемент уже предназначен для передачи имеющейся механической энергии на выходной вал для изменения его скорости вращения.

Типы электродвигателей

В настоящее время наиболее распространенными считаются мотор-редукторы нескольких типов:

Логично, что принадлежность мотора к редуктору к одному из вышеперечисленных типов будет зависеть от типа самой коробки передач. Также важно отметить, что именно этот элемент будет влиять на то, как именно будет изменяться скорость выходного вала, а также на способ передачи механической энергии на рабочий элемент устройства.

Предположим, что принцип работы редуктора червячный предполагает, что габариты детали будут сравнительно небольшими, а работа двигателя характеризуется отсутствием шума. На сегодняшний день этот вид редукторов можно считать вторым по распространенности.

Что такое редуктор?

Когда двигатель работает, механическая энергия, которая должна передаваться рабочему органу машины. Именно для этого и используется редуктор. Еще один очень важный момент.Когда электродвигатель работает от 220 В с коробкой передач, оказывается, что крутящий момент первичного вала очень большой. После преобразования любого вида энергии в механическую и последующей передачи ее на выходной вал редуктор уменьшает количество оборотов, но сохраняет достаточно высокий крутящий момент.

Применение этой особенности на практике хорошо прослеживается при эксплуатации ручных станков. В таких типах устройств часто используется планетарный, цепной или зубчатый тип трансмиссии.Однако на сегодняшний день существуют агрегаты, в которых электродвигатель с коробкой передач настроен на создание невращающегося движения. Ярким примером вторичного вида работы этого устройства могут быть отбойные молотки (перфораторы).

Деталь Свойства

У электродвигателя с редуктором на 220 В напряжение имеет свои особенности. Начать стоит с того, что в первую очередь волнует, - это срок службы и надежность оборудования. Эти два свойства будут напрямую зависеть от деталей, из которых сделан этот элемент.Если говорить о бытовых агрегатах, шестерни могут быть из пластика. Профессиональные редукторы всегда полностью изготавливаются из металлических материалов.

Положительным моментом является также то, что корпус шестерни металлический, другие материалы считаются неподходящими. Преимущество металлического корпуса для редуктора в том, что в этом случае будет намного легче переносить все нагрузки и возможные удары.

Еще одним важным свойством мотор-редуктора является то, что наличие такой детали позволяет ступенчато изменять скорость выходного вала.

Принцип управления двигателем

Для питания электрических частей двигателя используются различные схемы, в том числе микропроцессорные электроприводы. Еще одним обязательным элементом в любой системе, в которой используется электродвигатель с редуктором, является выпрямитель. Он используется как преобразователь, задача которого - преобразовать переменный ток, протекающий по сети, в постоянный, необходимый для работы агрегата. Стоит отметить, что есть аккумуляторные инструменты, которые получают питание от этого элемента.В этом случае использование выпрямителя не требуется.

Также в системе присутствует регулятор частоты вращения выходного вала. Самый простой вариант преобразователя этих частот - это несколько подключенных управляющих реле, количество включений которых задается вручную человеком. Кроме того, некоторые модели могут быть оснащены магнитным пускателем, при нажатии которого будет изменяться направление вращения выходного вала. Принцип работы таких двигателей самый распространенный, а сама функция называется обратной.

Электродвигатель тихоходный с редуктором

Использование таких моделей, которые еще называют медленными, широко распространено там, где необходимо поддерживать небольшое количество оборотов. Ярким примером использования таких устройств являются электроприводы подъемно-транспортных машин. Чаще всего сфера применения - горная промышленность и металлургия, но данная модель вполне подходит для общепромышленных применений.

Муфта электродвигателя с редуктором

Назначение этой детали - передача крутящего момента между валами или передача крутящего момента между валом и деталями, которые могут быть на нем установлены.

Этот элемент также является соединительным и выполняет такие функции, как соединение вала двигателя и ведущего вала коробки передач, а также выходного вала редуктора с ведомым. Кроме того, существуют специализированные узлы, в которых муфту также можно использовать для соединения и переключения передач непосредственно в самом элементе. Кроме того, эту небольшую деталь можно использовать для уменьшения динамических нагрузок на коробку передач, а также для ограничения передаваемого крутящего момента.

Есть несколько типов муфт.Один из видов называется слепой кладкой. Применяется, когда необходимо соединить валы совпадающих валов, и при эксплуатации полностью исключено любое смещение вала.

Сравнение двух типов

На сегодняшний день наиболее распространенными являются электродвигатели с червячным или цилиндрическим редуктором. Эти два основных типа и можно сравнивать между собой, используя их основные характеристики. Приведены преимущества цилиндрического типа перед червячным.

КПД редуктора этого типа достигает 98%, если не учитывать передаточное число. Такой показатель обеспечивает отличную экономию энергии. Одно из важнейших преимуществ - высокая грузоподъемность. Другими словами, редуктор цилиндрического типа может передавать гораздо большее усилие, чем червячная передача, при условии, что оба этих элемента имеют одинаковые размеры. Кроме того, этот тип агрегатов обладает достаточно высокой кинематической точностью.

.

Гидромеханический редуктор: принцип работы и устройство

Несмотря на растущую популярность автомобилей с автоматической коробкой передач, классическая механика по-прежнему пользуется большим уважением среди многих водителей. Он надежнее АКПП. Но во время работы водитель постоянно вынужден работать с педалью сцепления. Это доставляет некоторые неудобства, особенно в пробках. Так появилась гидромеханическая трансмиссия. Принцип его работы и устройство будет рассмотрено в нашей сегодняшней статье.

Характеристика

Те водители, которые не хотят работать со сцеплением, отдают предпочтение именно этой трансмиссии. Гидромеханический редуктор выполняет сразу несколько функций. Он сочетает в себе сцепление и классическую коробку.

Переключение передач здесь осуществляется автоматически или полуавтоматически. Таким же образом устроен гидромеханический редуктор погрузчика. Во время движения водитель не нажимает педаль сцепления. Все, что вам нужно, это акселератор и тормоз.

О строительстве

Гидромеханический редуктор в сборе предполагает наличие гидротрансформатора.Этот элемент в зависимости от конструктивных особенностей может быть двух-, трех- и многовальным. Сейчас производители используют планетарную автоматическую гидромеханическую коробку передач.

Как работает вариатор?

На грузовиках и больших автобусах чаще применяется многовальная трансмиссия. Для переключения передач здесь используются многодисковые муфты. Для их работы необходима смазка. Масло гидромеханической коробки передач существенно отличается по консистенции от «механического». В последнем случае он более плотный. Для включения первой и задней скорости на гидромеханике используются зубчатые муфты.Такая конструкция позволяет плавно передавать крутящий момент с маховика на колеса.

Планетарный

Сейчас это более распространенная гидромеханическая коробка передач.

Использовался из-за компактности и небольшого веса. Еще одно преимущество планетарной трансмиссии - долгий срок службы и отсутствие шума при работе. Но у такой коробки есть недостатки. В силу конструктивных особенностей эта трансмиссия более дорогая в производстве. Также он имеет невысокий КПД.

Как работает планетарная трансмиссия

Алгоритм ее работы предельно прост.Переключение передач планетарной гидромеханической передачи осуществляется с помощью фрикционных муфт. Также для сглаживания ударов при переходе на более низкий используется специальная тормозная лента. Именно во время работы «тормоза» сила передачи крутящего момента уменьшается. Но при этом скорости переключения более плавные, чем у аналогов.

В основе планетарной трансмиссии лежит гидравлический трансформатор. Этот элемент находится между двигателем и коробкой передач. GDF состоит из нескольких компонентов:

В народе этот элемент из-за характерной формы называют «бубликом».

При работающем двигателе рабочее колесо насоса вращается вместе с маховиком. Смазка проникает в насос, а затем начинает вращать турбину под действием центробежной силы. Масло из последнего элемента проникает в реактор, который выполняет функцию сглаживания толчков и толчков, а также передает крутящий момент.Циркуляция масла осуществляется по замкнутому кругу. Мощность автомобиля увеличивается при вращении турбинного колеса. Максимальный крутящий момент передается при трогании с места. В этом случае реактор находится в стационарном состоянии - его удерживает муфта. Когда машина набирает скорость, турбина и насос поднимаются. Муфта выклинивается, и реактор вращается с возрастающей скоростью. Когда обороты последнего элемента максимальны, преобразователь крутящего момента переходит в рабочее состояние сцепления.Таким образом, он будет вращаться с той же скоростью, что и маховик.

Особенности конструкции планетарного редуктора

Планетарный гидромеханический редуктор состоит из ведущего вала, на котором расположена шарнирно-сочлененная передача. Также есть спутники, вращающиеся по отдельным осям. Эти элементы входят в зацепление с внутренними зубьями коробки и зубчатым венцом. Передача крутящего момента происходит за счет действия тормозной ленты. Она тормозит коронную шестерню. По мере разгона автомобиля их скорость увеличивается. Ведомый вал, воспринимающий передачу крутящего момента от ведущего, включен.

Как GTP устанавливает необходимое передаточное число? Это действие выполняется автоматически. Когда скорость вращения колес увеличивается, давление масла, поступающего от насоса к турбине, увеличивается. Таким образом, крутящий момент на последнем увеличивается. Соответственно растет и скорость колеса, и скорость машины.

Про КПД

Что касается КПД, то он на порядок ниже, чем в глобальной КПП.

Максимальное значение от 0,82 до 0,95. Но при средних оборотах двигателя это соотношение не превышает отметки 0.75. Этот показатель увеличивается с увеличением нагрузки на гидротрансформатор.

Техническое обслуживание и ремонт гидромеханической коробки передач

При использовании данной трансмиссии необходимо следить за уровнем масла. Эта жидкость здесь работает. Именно масло использует турбины для передачи крутящего момента. На механических коробках просто смазывает трущиеся шестерни. Производители рекомендуют заменять масло на гидромеханических коробках каждые 60 тысяч километров. Стоит отметить, что в конструкции такой КПП есть свой фильтр.Он также меняется по достижении этого времени. Работа при низком уровне масла грозит заглохнуть и перегреть трансмиссию.

Что касается ремонта, то чаще всего выходит из строя гидравлический трансформатор. Признак неисправности - невозможность включения одной из трансмиссий, увеличенное время «срабатывания» необходимой скорости. Также в этом случае разбирается и очищается сетка-маслозаборник и заменяется золотниковый клапан. Если есть утечки, необходимо проверить момент затяжки болтов и состояние уплотнительных элементов.В процессе эксплуатации на фильтре образуется металлическая стружка. Забивает механизм и падает уровень давления масла. При повышенных нагрузках ресурс этого чистящего элемента уменьшается. В этом случае рекомендуется менять его раз в 40 тысяч километров.

Как продлить ресурс

Чтобы продлить срок службы гидромеханической коробки, необходимо следить за уровнем масла. Если этого недостаточно, коробка перегревается. Температура эксплуатации не должна превышать 90 градусов. Современные автомобили оснащены датчиком давления масла.Загорелась контрольная лампа, не игнорировать ее. В дальнейшем это может спровоцировать поломку гидротрансформатора.

Также не переключайте передачи, не выжимая педали тормоза. Коробка примет на себя весь удар, особенно если переключиться с первого на задний без предварительного торможения. На ходу, если это затяжной спуск, включать «нейтраль» не рекомендуется. Это также значительно сокращает срок службы гидротрансформатора и рабочих муфт. В остальном необходимо соблюдать правила замены масла и фильтров.Срок службы этого КПП составляет около 350 тысяч километров.

Вывод

Итак, мы выяснили, что такое гидромеханический редуктор. Как видите, при правильном уходе он будет столь же надежным, как и механический. В этом случае водителю не нужно постоянно выжимать сцепление.

p >> .

Идентификация и классификация неисправностей коробки передач с помощью сверточных нейронных сетей

Сигналы вибрации коробки передач чувствительны к наличию неисправности. Основываясь на сигналах вибрации, в этой статье представлена ​​реализация сверточной нейронной сети (CNN) алгоритма глубокого обучения, используемой для идентификации и классификации неисправностей в коробках передач. Рассмотрены различные комбинации шаблонов условий на основе некоторых основных условий неисправности. Используются 20 тестовых примеров с различными комбинациями шаблонов условий, где каждый тестовый пример включает 12 комбинаций различных базовых шаблонов условий.Сигналы вибрации предварительно обрабатываются с использованием статистических показателей сигнала во временной области, таких как стандартное отклонение, асимметрия и эксцесс. В частотной области спектр, полученный с помощью БПФ, делится на несколько полос, и для каждой из них вычисляется среднеквадратическое значение (RMS), чтобы энергия сохраняла свою форму на пиках спектра. Достигнутая точность свидетельствует о высокой надежности предлагаемого подхода и его применимости при диагностике неисправностей промышленного поршневого оборудования.По сравнению с одноранговыми алгоритмами настоящий метод показывает лучшие характеристики при диагностике неисправностей коробки передач.

1. Введение

Редукторы играют решающую роль в системах механической трансмиссии, используются для передачи мощности между валами и, как ожидается, будут работать в производственной системе 24 часа в сутки. Любые сбои в работе редукторов могут привести к нежелательным простоям, дорогостоящему ремонту и даже человеческим жертвам. Поэтому очень важно обнаруживать и диагностировать неисправности на начальной стадии [1–4].Как эффективный компонент технического обслуживания по состоянию, диагностика неисправностей привлекла большое внимание для обеспечения безопасной работы редукторов [5, 6].

Идентификация неисправностей машины может выполняться с помощью различных методик, таких как анализ сигнатуры вибрации, анализ сигнатуры смазки, анализ сигнатуры шума и мониторинг температуры. Состояние редуктора может быть отражено с помощью таких измерений, как вибрационные, акустические, тепловые, электрические и масляные сигналы [7–12]. Из вышеперечисленного диагностика по вибрации является наиболее распространенной по той причине, что каждая машина считается имеющей нормальный спектр до тех пор, пока не произойдет неисправность, при которой спектр изменится [13, 14].Доказано, что вибрационные сигналы отражают исправное состояние вращающегося оборудования. При диагностике неисправностей коробки передач на основе вибрации Wang et al. В [15] предложено применение локальной средней декомпозиции сигнала вибрации для диагностики тихоходной косозубой коробки передач. Hong et al. [16] исследовали измерения вибрации для обнаружения неисправности планетарного редуктора. Характеристики вибрации как во временной, так и в частотной областях были проанализированы Lei et al. [17] для диагностики планетарных коробок передач.

Существуют различные исследования алгоритмов обнаружения и диагностики неисправностей в коробках передач; Среди них - опорные векторные машины и искусственная нейронная сеть. Спектр огибающей на основе опорных векторных машин был предложен Guo et al. [18], чтобы классифицировать три состояния здоровья планетарных редукторов. Для диагностики неисправностей коробки передач была предложена модель интеллектуальной диагностики, основанная на машине опорных векторов вейвлетов (SVM) и иммуногенетическом алгоритме (IGA) [19]. IGA был разработан для определения оптимальных параметров SVM вейвлета с максимальной точностью и возможностью обобщения.Tayarani-Bathaie et al. [20] предложили динамическую нейронную сеть для диагностики неисправности газовой турбины. Искусственная нейронная сеть в сочетании с эмпирической модовой декомпозицией применялась для автоматической диагностики неисправностей подшипников на основе сигналов вибрации [21]. Среди всех типичных классификаторов семейство классификации опорных векторов (SVC) (то есть стандартный SVC и его варианты) привлекло большое внимание из-за их исключительных характеристик классификации. Согласно исследованиям, семейство SVM получило хорошие результаты по сравнению с одноранговыми классификаторами.

Недавно глубокое обучение получило большой успех в области классификации. Глубокое обучение повысило эффективность классификации благодаря более «глубокому» представлению ошибочных функций. До сих пор были представлены различные сети глубокого обучения, такие как сеть глубоких убеждений [22], глубокие машины Больцмана (DBM) [23], глубокий автокодировщик [24] и сверточные нейронные сети [25], но лишь немногие из них использовались для случаи диагностики неисправностей. Tran et al. [26] представили применение сетей глубокого доверия для диагностики клапанов поршневых компрессоров.Тамилсельван и Ван [27] использовали классификацию состояния здоровья, основанную на глубоком обучении, для набора данных радужной оболочки глаза, набора данных о вине, набора данных диагноза рака груди Висконсина и набора данных кишечной палочки. В ограниченных отчетах для диагностики неисправностей использовалась структура глубокого обучения, обычно с одной функцией.

В этой статье представлено исследование применения сверточной нейронной сети для идентификации и классификации неисправностей редукторов. Сверточная нейронная сеть (CNN) - это тип искусственной нейронной сети с прямой связью.Его отдельные нейроны расположены таким образом, что они реагируют на перекрывающиеся области в поле зрения [28]. CNN и его разновидности - широко используемые модели для распознавания изображений и видео [29, 30]. В данной работе он используется как классификатор для диагностики неисправностей коробки передач.

Наиболее успешные методы диагностики неисправностей на основе вибрации состоят из двух основных этапов: выделение чувствительных признаков и классификация шаблонов состояний. В диагностике неисправностей на основе вибрации наиболее часто используемые характеристики были сгенерированы на основе временного [31], спектрального [32], вейвлетного [33] и других представлений сигналов.Различные представления можно рассматривать как разные наблюдения за сигналами вибрации [34]. В этой работе статистические измерения, такие как стандартное отклонение, асимметрия и эксцесс, вычисляются на основе полученных данных во временной области. В частотной области спектр, полученный с помощью БПФ, делится на несколько полос. Для каждой полосы рассчитывается среднеквадратичное значение, чтобы энергия сохраняла свою форму на пиках спектра. Формируются векторы признаков предварительно обработанного сигнала, которые используются в качестве входных параметров для CNN.Важно отметить, что тестирование проводится при пяти различных частотах вращения, и для каждого из них применяются четыре различных режима нагрузки, что имитирует наиболее вероятный сценарий промышленного применения.

Остальная часть этого документа имеет следующую структуру. Модель CNN и метод извлечения статистических признаков представлены в разделе 2; Раздел 3 объясняет механические условия для эксперимента; В разделе 4 представлена ​​реализация классификатора на основе модели CNN; а в разделе 5 показаны полученные результаты и их оценка.Наконец, сделаны некоторые выводы.

2. Методологии

В этом разделе мы сначала представляем представления сверточной нейронной сети. Затем вводится метод извлечения чувствительных признаков, при котором некоторые классические статистические параметры рассчитываются на основе времени и частоты.

2.1. Глубокое обучение с помощью сверточной нейронной сети

Создание сверточной нейронной сети было вдохновлено структурой зрительной системы [35] и, в частности, ее моделями, предложенными [36].Первые вычислительные модели основаны на локальной связи между нейронами и на иерархически организованных преобразованиях изображения в неокогнитроне Фукусимы [37]. ЛеКун и его сотрудники, развивая эту идею, спроектировали и обучили сверточные сети с использованием градиента ошибок, в которых были получены самые современные характеристики [38, 39] при выполнении нескольких задач распознавания образов. Современное понимание физиологии зрительной системы согласуется со стилем обработки, обнаруженным в сверточных сетях в литературе [40].На сегодняшний день системы распознавания образов, основанные на сверточных нейронных сетях, являются одними из самых эффективных систем [41]. Это было ясно показано на примере распознавания рукописных символов [38], которое на протяжении многих лет служило эталоном машинного обучения.

Типичная сверточная нейронная сеть [38] состоит из слоев двух типов: сверточные слои и слои субдискретизации. Каждый слой имеет топографическую структуру.

В каждом месте каждого слоя есть несколько разных нейронов.У каждого есть свой набор входных весов, связанный с нейронами в прямоугольном участке предыдущего слоя. Тот же набор весов, но другой прямоугольный участок ввода связан с нейронами в разных местах.

На рисунке 1 представлена ​​архитектура типичных сверточных нейронных сетей, в которых ранний анализ состоит из чередующихся операций свертки и субдискретизации, в то время как последний этап архитектуры состоит из общей многослойной сети: несколько последних слоев (ближайших к выходам) будут полностью связаны одномерные слои.CNN работают с двумерными данными, так называемыми картами, напрямую, в отличие от обычных нейронных сетей, которые объединяют их в векторы. Обычно сверточные слои перемежаются слоями подвыборки, чтобы сократить время вычислений и постепенно создать дополнительную пространственную и конфигурационную инвариантность. Небольшой коэффициент подвыборки желателен для одновременного сохранения специфичности.


Сверточные слои продвигаются вперед с получением обновлений обратного распространения в сети, которые составляют карты признаков путем свертки ядер по картам признаков в слоях под ними.В сверточном слое карты характеристик предыдущего слоя связываются с обучаемыми ядрами и проходят через функцию активации для формирования выходной карты характеристик. Каждая выходная карта может комбинировать свертки с несколькими входными картами. В общем, он рассчитывается следующим образом [41]: где представляет собой набор входных карт характеристик; - й слой в сети, представляет собой матрицу; здесь - размер сверточных ядер; - активная функция нелинейности, обычно гиперболический тангенс или сигмовидная функция.Каждой выходной карте дается аддитивное смещение; для конкретной выходной карты входные карты будут свёрнуты с разными ядрами. То есть, если output map и map оба суммируются по входной карте, то ядра, применяемые к map, различны для выходных карт и.

Слой субдискретизации создает субдискретизированные версии входных карт. Если есть входные карты, то будут именно выходные карты, хотя выходные карты будут меньше. Более формально [41], где представляет функцию субдискретизации.Обычно эта функция суммирует по каждому отдельному блоку на входной карте функций, так что выходная карта функций будет в раз меньше по обоим пространственным измерениям. Каждой выходной карте дается собственное мультипликативное смещение и аддитивное смещение.

Чтобы различать классы, добавлен полностью связанный выходной слой с нейронами. Выходной слой принимает в качестве входных данных объединенные карты признаков слоя под ним, обозначающие вектор признаков, где - вектор смещения, а - матрица весов.

,, и модели - параметры, доступные для обучения. Обучение осуществляется с использованием градиентного спуска, который может быть эффективно реализован с использованием сверточной реализации алгоритма обратного распространения ошибки, как показано в [41]. Должно быть ясно, что, поскольку ядра применяются ко всем входным картам, в модели гораздо больше связей, чем весов; то есть веса общие. Это упрощает изучение глубинных моделей по сравнению с обычными нейронными сетями с прямой связью и обратным распространением, поскольку здесь меньше параметров, а градиенты ошибок стремятся к нулю медленнее, поскольку каждый вес имеет большее влияние на конечный результат.

2.2. Статистические характеристики сигналов вибрации редуктора

Состояние редуктора может быть отражено с помощью информации, содержащейся в различных характеристиках в частотной и временной области. Из набора сигналов, полученных при измерениях вибраций при различных скоростях и нагрузках, получаются характеристики в частотной и временной области. Из группы графиков выбираются значения, которые можно использовать в качестве входных параметров для CNN. Шестьдесят процентов набора образцов используются для обучения CNN, а сорок процентов - для тестирования.

2.2.1. Статистические характеристики временных данных

Обычно статистические параметры являются хорошими показателями для извлечения информации о состоянии. В этом исследовании используются статистические измерения, такие как стандартное отклонение, асимметрия и эксцесс для каждого узла. Стандартное отклонение, асимметрия и эксцесс вычисляются из полученных данных во временной области; формулы, используемые для этого, показаны в таблице 1, где - ожидаемое значение. Корректирующее смещение используется для оценки асимметрии и эксцесса.Стандартное отклонение, асимметрия и эксцесс, оцениваемые для каждого из сигналов вибрации, используются для обучения и тестирования CNN. Их оценка выполняется с использованием стандартных функций MATLAB.


Характеристика Определение

Среднее значение

Стандартное отклонение

Асимметрия

Эксцесс

2.2.2. Полосовое среднеквадратичное значение с быстрым преобразованием Фурье

На рис. 2 показан спектр сигнала вибрации, полученный во время испытания при следующих условиях: шестерня с торцевым износом 0,4 [мм], шестерня с торцевым износом 0,5 [мм], подшипник с 2 выемками на внутреннем кольце , и подшипник с двумя углублениями на внешнем кольце для 5 различных скоростей вращения и нагрузкой 375 Вт. На рисунке 3 показан частотный спектр при пяти комбинациях различных режимов. Сигнал во временной области был умножен на окно Ханнинга, чтобы получить спектр БПФ, в котором во время теста заметны сдвиг частоты и приращение амплитуды в зависимости от приращения скорости.Различные графики спектра показали, что амплитуда каждого компонента увеличивается пропорционально изменению нагрузки. Также в спектрах наблюдались некоторые акценты и затухания на определенных спектральных компонентах, что предполагает зависимость характеристик неисправности от величины приложенной нагрузки.



С целью уменьшения количества входных данных в CNN спектр был разделен на несколько полос, потому что при таком количестве полос среднеквадратичные значения (RMS) отслеживают энергию в пиках спектра. [42], где среднеквадратичное значение оценивается с помощью (4), и представляет собой количество отсчетов каждой полосы частот.Рассмотрим

Векторы характеристик предварительно обработанного сигнала формируются в качестве входных параметров для CNN следующим образом: среднеквадратичные значения, стандартное отклонение, асимметрия, эксцесс, частота вращения и измерения приложенной нагрузки. В этой работе диапазон частот составляет от 0 до 22050 Гц, а размер вектора данных в частоте составляет 18000 отсчетов. Спектр разделен на полосы частот,.

3. Экспериментальная установка

Для подтверждения эффективности предложенного метода мы провели эксперименты на экспериментальной платформе неисправности коробки передач.На рис. 4 показана внутренняя конфигурация коробки передач и положения акселерометров. Двухступенчатая трансмиссия коробки передач состоит из 3-х валов и 4-х шестерен. Входная шестерня (, модуль = 2, Φ давления = 20) была установлена ​​на входном валу. Две промежуточные шестерни (= = 53) были установлены на промежуточном валу для передачи между входной и выходной шестернями (= 80, установленными на выходном валу). Неисправные компоненты, использованные в экспериментах, включали шестерни,, и подшипники

.

принцип действия, описание и функции

Как и большинство электродвигателей, асинхронный электродвигатель переменного тока имеет неподвижную внешнюю часть, которая называется статором, и вращающийся внутри ротор. Между ними остается тщательно рассчитанный воздушный зазор.

Как это работает?

Устройство и принцип работы асинхронных двигателей, как и всех других, основаны на том, что вращение магнитного поля используется для привода ротора. Трехфазный АД - единственный тип двигателя, в котором он создается естественным образом из-за природы пищи.В двигателях постоянного тока для этого используется механическая или электронная коммутация, а в однофазных АД - дополнительные электрические элементы.

Для работы электродвигателя два комплекта электромагнитов. Принцип работы асинхронного электродвигателя заключается в том, что в статоре формируется один комплект, поскольку к его обмотке подключен источник переменного тока. Согласно закону Ленца, это индуцирует электромагнитную силу (ЭДС) в роторе так же, как напряжение индуцируется во вторичной обмотке трансформатора, создавая еще один набор электромагнитов.Следовательно, другое название AD - асинхронный двигатель. Конструкция и работа асинхронных двигателей основаны на том факте, что взаимодействие между магнитными полями этих электромагнитов порождает крутящую силу. В результате ротор вращается в направлении результирующего момента.

Статор

Статор состоит из нескольких тонких пластин из алюминия или чугуна. Они прижимаются друг к другу, образуя полый цилиндр с канавками. В них прокладываются изолированные провода. Каждая группа обмоток вместе с окружающим их сердечником после подачи на нее переменного тока образует электромагнит.Количество полюсов АД зависит от внутреннего соединения обмоток статора. Он сделан таким образом, что при подключении источника питания образуется вращающееся магнитное поле.

Ротор

Ротор состоит из нескольких тонких стальных пластин с равномерно расположенными алюминиевыми или медными стержнями. В самом популярном ее типе - беличьей или «беличьей клетке» стержни на концах механически и электрически соединяются с помощью колец. Почти 90% БП используют эту конструкцию, потому что она проста и надежна.Ротор состоит из цилиндрического пластинчатого сердечника с расположенными в осевом направлении параллельными канавками для установки проводников. В каждую канавку укладывается пруток из меди, алюминия или сплава. Они закорочены с обеих сторон концевыми кольцами. Такая конструкция напоминает клетку для белок, поэтому и получила соответствующее название.

Канавки ротора не полностью параллельны валу. Они сделаны с небольшим перекосом по двум основным причинам. Первый - обеспечить плавную работу артериального давления за счет уменьшения магнитных шумов и гармоник.Второй - уменьшить вероятность блокировки ротора: его зубья зацепляются за пазы статора из-за прямого магнитного притяжения между ними. Это происходит, когда их количество совпадает. Ротор установлен на валу с помощью подшипников на каждом конце. Одна часть обычно выступает больше, чем другая, чтобы управлять нагрузкой. В некоторых двигателях датчики скорости или положения прикреплены к нерабочему концу вала.

Между статором и ротором есть воздушный зазор. Через него передается энергия.Создаваемый крутящий момент вызывает вращение ротора и нагрузки. Независимо от типа используемого ротора устройство и принцип работы асинхронного двигателя остаются неизменными. Обычно артериальное давление классифицируется по количеству обмоток статора. Электродвигатели бывают однофазные и трехфазные.

Устройство и принцип работы однофазного асинхронного двигателя

Однофазное артериальное давление образует самые большие партеэлектрические двигатели. Вполне логично, что чаще всего используется наименее дорогой и неприхотливый в обслуживании двигатель.Как видно из названия, предназначение, принцип работы асинхронного двигателя этого типа основывается на наличии только одной обмотки статора и работе от однофазного источника питания. Все роторы этого типа имеют короткозамкнутый ротор.

Однофазные двигатели не запускаются сами по себе. Когда двигатель подключен к источнику питания, по основной обмотке начинает течь переменный ток. Он генерирует пульсирующее магнитное поле. Из-за индукции ротор находится под напряжением.Поскольку основное магнитное поле пульсирует, крутящий момент, необходимый для вращения двигателя, не создается. Ротор начинает вибрировать, а не вращаться. Следовательно, для однофазного АД требуется спусковой механизм. Он может дать начальный толчок, заставляя вал двигаться.

Пусковой механизм однофазного артериального давления в основном от дополнительной обмотки статора. Он может сопровождаться последовательным конденсатором или центробежным переключателем. При подаче напряжения питания ток в основной обмотке отстает от напряжения из-за своего сопротивления.При этом электричество в пусковой обмотке отстает или опережает напряжение питания, в зависимости от импеданса триггера. Взаимодействие между магнитными полями, создаваемыми основной обмоткой и цепью запуска, создает результирующее магнитное поле. Он вращается в одном направлении. Ротор начинает вращаться в направлении возникающего магнитного поля.

После того, как частота вращения двигателя достигает примерно 75% от номинальной, центробежный выключатель отключает пусковую обмотку.Кроме того, двигатель может поддерживать достаточный крутящий момент для автономной работы. За исключением двигателей со специальным пусковым конденсатором, все однофазные двигатели обычно используются для создания мощности, не превышающей 500 Вт. В зависимости от различных методов запуска однофазный AD дополнительно классифицируется, как описано в следующих разделах.

АД с расщепленной фазой

Назначение, устройство и принцип работы асинхронный двигатель с расщепленной фазой основаны на использовании в нем двух обмоток: пусковой и основной.Пуск выполняется из провода меньшего диаметра и меньшего количества витков по сравнению с основным, чтобы создать большее сопротивление. Это позволяет ориентировать его магнитное поле под углом. Оно отличается от направления основного магнитного поля, которое приводит к вращению ротора. Рабочая обмотка, выполненная из проволоки большего диаметра, обеспечивает работу двигателя в остальное время.

Пусковой момент низкий, обычно от 100 до 175% от номинального. Двигатель потребляет большой пусковой ток.Это в 7-10 раз больше номинального. Максимальный крутящий момент также в 2,5-3,5 раза выше. Этот тип двигателей используется в небольших шлифовальных машинах, вентиляторах и воздуходувках, а также в других устройствах, требующих низкого крутящего момента, мощностью от 40 до 250 Вт. Необходимо избегать использования таких двигателей, в которых циклы включения-выключения являются частыми или требуется высокий крутящий момент.

АД с конденсаторным пуском

Конденсаторный тип асинхронного двигателя и принцип его действия основан на том, что к его пусковой обмотке с расщепленной фазой последовательно подключены емкости, обеспечивающие пусковой «импульс».Как и в предыдущей версии моторов, есть еще и центробежный переключатель. Он отключает пусковую цепь, когда скорость двигателя достигает 75% от номинальной. Поскольку конденсатор включен последовательно, это создает больший пусковой крутящий момент, в 2-4 раза превышающий размер рабочего. А пусковой ток, как правило, 4,5-5,7

.

Смотрите также