Μαθήματα:
- Εξοπλισμός ηλίου, φορέας και κρίκος
- Αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων
- Μεταδόσεις συστήματος πλανητικού γραναζιού
- Υπολογίστε τη σχέση μετάδοσης πρώτης ταχύτητας
- Υπολογίστε τη σχέση μετάδοσης δεύτερης ταχύτητας
- Υπολογίστε τη σχέση μετάδοσης τρίτης ταχύτητας
Εξοπλισμός ηλίου, φορέας και κρίκος:
Ένα σύστημα πλανητικών γραναζιών αποτελείται από τουλάχιστον ένα σετ γραναζιών, το καθένα με έναν αντηλιακό, έναν φορέα και ένα γρανάζι. Απαιτούνται λοιπόν βασικές γνώσεις σχετικά με τη λειτουργία του πλανητικού συστήματος γραναζιών (όπως περιστροφή του ηλιακού γραναζιού, φορέας με δορυφορικά εργαλεία και δακτυλίου, βλ. σελίδα αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων).
Παρακάτω είναι μια εικόνα ενός σετ εργαλείων όπου το γρανάζι του ήλιου είναι πράσινο, ο φορέας με τα δορυφορικά γρανάζια είναι μπλε και το γρανάζι είναι κόκκινο. Είναι ξεκάθαρο ορατό ότι το σετ ταχυτήτων χωρίζεται στα δύο. Ο υπολογισμός γίνεται με εξισώσεις, οπότε δεν έχει σημασία αν όλα διαιρούνται με δύο. Άλλωστε οι αναλογίες παραμένουν ίδιες.
Περαιτέρω σε αυτή τη σελίδα θα υπολογίσουμε με τις αναλογίες Z, D και R. Ακολουθώντας τις γραμμές που συνδέουν διάφορα πλανητικά συστήματα, ο συνολικός λόγος μετάδοσης της σχετικής ταχύτητας μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας τις αναλογίες όλων των Z, D και R. .
Αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων:
Ένα συμβατικό αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων λειτουργεί με εναλλαγή μεταξύ των διαφορετικών συστημάτων πλανητικού γραναζιού, δείτε το κεφάλαιο αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων.
Παρακάτω είναι μια σχηματική αναπαράσταση τεσσάρων σετ συστημάτων πλανητικών γραναζιών σε ένα αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων. Υπάρχουν τρία συστήματα για τις εμπρός ταχύτητες και ένα για την όπισθεν. Η κόκκινη γραμμή δείχνει την κατεύθυνση των δυνάμεων μέσω του αυτόματου κιβωτίου ταχυτήτων. από αριστερά (πλευρά κινητήρα με μετατροπέα ροπής) μέσω του πλήρους τμήματος με πλανητικά συστήματα (μαύρες γραμμές) μέχρι τη σύζευξη του άξονα της προπέλας. Αν κοιτάξετε προσεκτικά τα συστήματα στο κιβώτιο ταχυτήτων, θα δείτε ότι η παραπάνω εικόνα προέρχεται από αυτά. Στο κιβώτιο ταχυτήτων χρησιμοποιούνται τέσσερα συστήματα, το καθένα με ένα Z, D και R (γρανάζι ηλίου, φορέας και δακτύλιος).
Τα συστήματα πλανητικού γραναζιού είναι συμμετρικά πάνω και κάτω από την κεντρική γραμμή. Δεν υπάρχει άλλος τρόπος, γιατί το εσωτερικό περιστρέφεται κατά την οδήγηση. Για να αποκτήσετε μια εικόνα για το τι συμβαίνει όταν ενεργοποιείται μια ταχύτητα, τα κινούμενα μέρη στο πλανητικό σύστημα της παρακάτω εικόνας έχουν επίσης τονιστεί με κόκκινο χρώμα:
Στην παραπάνω εικόνα, η ταχύτητα 1 είναι ενεργοποιημένη. Για να βάλετε την ταχύτητα 1, πρέπει να βάλετε συμπλέκτη. Αυτός ο σύνδεσμος εμφανίζεται με μπλε χρώμα. Με την κλειστή σύζευξη και τη μία κινούμενη πλευρά του πλανητικού συστήματος, ένα μέρος πρέπει επίσης να περιστρέφεται. Σε αυτήν την περίπτωση, οι διαστάσεις των εξαρτημάτων καθορίζουν την αναλογία μετάδοσης (σκεφτείτε ένα μικρό γρανάζι εισόδου και ένα μεγάλο γρανάζι εξόδου, το μεγάλο γρανάζι θα περιστρέφεται τότε πιο αργά. Εάν το μεγάλο γρανάζι είχε διπλάσια δόντια από το μικρό γρανάζι, τότε η αναλογία θα ήταν 1:2).
Καταρχήν, αυτό ισχύει και για το αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων. Οι διαστάσεις του δακτυλιοειδούς γραναζιού, των ηλιοτρόπιων και των δορυφορικών γραναζιών είναι διαφορετικές και στα τέσσερα συστήματα. Τώρα μπορείτε πιθανώς να φανταστείτε ότι όταν ενεργοποιείται ένας άλλος συμπλέκτης (π.χ. το σύστημα στα αριστερά), η ταχύτητα του άξονα εξόδου έχει αλλάξει.
Περαιτέρω σε αυτήν τη σελίδα, οι εικόνες, οι επεξηγήσεις και οι υπολογισμοί εξηγούν πώς αλλάζουν τα συστήματα πλανητικών ταχυτήτων στο αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων κατά την οδήγηση.
Μεταδόσεις συστήματος πλανητικού γραναζιού:
Τώρα θα δούμε το πάνω μισό του κιβωτίου ταχυτήτων (επειδή το κουτί είναι συμμετρικό πάνω και κάτω, δείτε την παρακάτω εικόνα). Από αυτήν την εικόνα θα καθορίσουμε τις μεταδόσεις αργότερα στη σελίδα. Πάνω από τα συστήματα λέει ποιος αριθμός είναι το σύστημα? από 1 έως 3 και σύστημα R (αντίστροφα).
Κάθε γαλαξίας έχει τα δικά του Z, D και R. Αυτό δεν φαίνεται στην εικόνα, αλλά αν κοιτάξετε ξανά την εικόνα στο επάνω μέρος αυτής της σελίδας θα την αναγνωρίσετε. Αυτό θα θεωρηθεί γνωστό αργότερα σε αυτήν τη σελίδα.
Στο κάτω αριστερό μέρος της εικόνας βλέπετε τη σύζευξη "K4", αυτή η σύζευξη διασφαλίζει ότι δύο πλευρές του συστήματος συνδέονται ταυτόχρονα. Το σύστημα 3 είναι συνδεδεμένο με τα συστήματα 1 και 2. Καμία άλλη σύνδεση δεν έχει κλείσει, επομένως ολόκληρο το σύστημα είναι «μπλοκαρισμένο». Οι στροφές του κινητήρα μεταδίδονται 1 προς 1 στους τροχούς του οχήματος, χωρίς σχέση μετάδοσης. Αυτό το ονομάζουμε άμεση τιμή. Αυτό είναι στην τέταρτη ταχύτητα.
Σε αυτοκίνητα με μηχανικό κιβώτιο ταχυτήτων, η τέταρτη ταχύτητα είναι συχνά επίσης άμεσης μετάδοσης κίνησης. Και εδώ οι στροφές του κινητήρα μεταδίδονται 1 προς 1 στους τροχούς.
Η διαφορά στην ταχύτητα του άξονα εισόδου (κινητήρας ή μετατροπέας ροπής) και του άξονα εξόδου (όχημα) ονομάζεται σχέση μετάδοσης.
Η πρώτη ταχύτητα είναι ενεργοποιημένη.
Με τη στερέωση του φορέα του συστήματος I (χρησιμοποιώντας τη σύζευξη K1), μια δύναμη μπορεί να μεταφερθεί από το γρανάζι του ήλιου στο φορέα. Ο φορέας είναι συνδεδεμένος με το όχημα, επομένως υπάρχει τώρα μια άμεση σύνδεση μεταξύ του κινητήρα και του κιβωτίου ταχυτήτων. Οι διαστάσεις των εξαρτημάτων καθορίζουν μια σχέση μετάδοσης (περισσότερα για αυτό αργότερα).
Η κόκκινη γραμμή δείχνει την εξέλιξη της δύναμης. Η πράσινη γραμμή υποδεικνύει ποια άλλα στοιχεία εκτελούνται, επειδή αυτό συνδέεται απευθείας με την κόκκινη γραμμή. Αυτά τα μέρη περιστρέφονται, αλλά επειδή δεν υπάρχει συμπλέκτης ενεργοποιημένος, δεν τους συμβαίνει τίποτα. Απλώς τρέχουν σε αδράνεια. Η μπλε γραμμή δείχνει τι είναι σταθερό όταν ενεργοποιείται η σύζευξη K1. Στη συνέχεια, δεν στερεώνεται μόνο ο φορέας του συστήματος 1, αλλά και ο φορέας του συστήματος 3 και ο ηλιοτρόπιος του συστήματος R μπλοκάρονται.
Όπως εξηγήθηκε, ο συμπλέκτης K1 ενεργοποιείται κατά την αλλαγή ταχύτητας στην πρώτη ταχύτητα. Όταν αλλάζετε στη δεύτερη ταχύτητα, ο συμπλέκτης K1 θα αποδεσμευτεί και ένας άλλος συμπλέκτης θα ενεργοποιηθεί. Αυτό φαίνεται στον πίνακα.
Όταν αλλάζετε στη δεύτερη ταχύτητα, ο συμπλέκτης K2 ενεργοποιείται. Στη συνέχεια στερεώνεται ο δακτύλιος του συστήματος 2. Επειδή το γρανάζι ηλίου του συστήματος 2 είναι σταθερό και το γρανάζι του ήλιου κινείται, ο φορέας θα περιστραφεί. Αυτός ο φορέας θα οδηγήσει με τη σειρά του το σύστημα 1. Στο σύστημα 1, το γρανάζι δεν είναι μπλοκαρισμένο αυτή τη φορά, αλλά κινείται από άλλο σύστημα. Σε αυτήν την περίπτωση, η ταχύτητα εξόδου (γραμμή του οχήματος) θα έχει επομένως χαμηλότερη ταχύτητα από ό,τι όταν αλλάζονταν η πρώτη ταχύτητα.
Αυτό διευκρινίζεται περαιτέρω σε αυτή τη σελίδα με εικόνες, επεξηγήσεις και υπολογισμούς.
Υπολογίστε την σχέση μετάδοσης πρώτης ταχύτητας:
Σύμφωνα με τον παρακάτω πίνακα, ο σύνδεσμος Κ1 είναι κλειστός. Επομένως, το γρανάζι είναι κλειδωμένο. Η κινητήρια δύναμη από τον κινητήρα περνά μέσα από το γρανάζι του ήλιου και μέσω του φορέα στο όχημα. Δίνονται και οι σχέσεις, δηλαδή 1,00 για τον ήλιο και 3,00 για το δακτυλιοειδές γρανάζι του συστήματος 1. Θα υπολογίσουμε με αυτό.
Ο βασικός τύπος για τον υπολογισμό των σχέσεων μετάδοσης των συστημάτων πλανητικών γραναζιών είναι ο εξής:
ω σημαίνει ωμέγα και είναι το γωνιακή ταχύτητα ενώ γυρίζει.
Επειδή υπολογίζουμε με το σύστημα 1, βάζουμε ένα 1 μετά από όλα. Αλλάζουμε αυτόν τον αριθμό για τα ακόλουθα συστήματα. Ειδικά στην περίπτωση πολλαπλών συστημάτων (όπου το ένα σύστημα οδηγεί το άλλο), πρέπει να σημειωθεί με αυτόν τον τρόπο, γιατί διαφορετικά γίνεται πολύ μπερδεμένο.
Παρακάτω είναι το διάγραμμα της πρώτης ταχύτητας. Για λόγους σαφήνειας, το Z (γρανάζι του ήλιου), το D (φορέας) και το R (δακτύλιος) σχεδιάζονται με μπλε χρώμα.
Συμπληρώνουμε τώρα τον βασικό τύπο για το πρώτο σύστημα. Τα ωμέγα είναι άγνωστα και ο χρήστης στέκεται ακίνητος. Άρα δεν μπορούμε να συμπληρώσουμε τίποτα για αυτό. Τα Ζ1 και Δ1 είναι γνωστά, οπότε θα τα συμπληρώσουμε. Το R1 είναι ακίνητο, οπότε το διαγράφουμε. Δεν προσθέτουμε τίποτα στη φόρμουλα.
Τώρα βλέπετε ότι η σχέση μετάδοσης της πρώτης ταχύτητας είναι 4.
Στην τεχνολογία της αυτοκινητοβιομηχανίας αυτό δεν συμβαίνει ποτέ, θα ήταν πάντα λίγο πάνω ή κάτω από το 4, γιατί διαφορετικά τα γρανάζια ακουμπούν πάντα μεταξύ τους στις ίδιες επιφάνειες (επιπλέον φθορά). Αλλά εδώ είναι πιο εύκολο να υπολογιστεί ως παράδειγμα. Μπορείτε πλέον να δείτε και ότι τα ωμέγα είναι γνωστά!
ωZ1 = 4
ωD1 = 1
Αυτά τα ωμέγα είναι οι γωνιακές ταχύτητες των αξόνων στο σύστημα. Τα ωμέγα δεν είναι πραγματικά σημαντικά στην πρώτη ταχύτητα, αλλά κατά τον υπολογισμό των συστημάτων διπλής κίνησης (όπως θα γίνει σαφές στη δεύτερη ταχύτητα), είναι σημαντικά.
Υπολογίστε τη σχέση μετάδοσης δεύτερης ταχύτητας:
Κατά τον υπολογισμό της σχέσης μετάδοσης της δεύτερης ταχύτητας, πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι το πρώτο σύστημα είναι διπλής μετάδοσης κίνησης. το γρανάζι ηλίου του συστήματος 1 κινείται από τον κινητήρα και ο φορέας κινείται από το σύστημα 2. Αυτό έχει πλέον ως αποτέλεσμα διαφορετική ταχύτητα του οχήματος από ό,τι στην περίπτωση όπου το γρανάζι ήταν ακίνητο (όπως με την πρώτη ταχύτητα).
Κατά τον υπολογισμό ξεκινάμε πάντα με το σύστημα που οδηγεί μόνο. Σε αυτήν την περίπτωση είναι το σύστημα 2, επειδή κινείται μόνο από τον κινητήρα μέσω του γραναζιού ήλιου.
Η μετάδοση που εκτελείται από το δεύτερο σύστημα είναι 5,1. Αυτή δεν είναι η μετάδοση μεταξύ του κινητήρα και των τροχών, αλλά μεταξύ του κινητήρα και του συστήματος 1. Τώρα θα υπολογίσουμε τη σχέση μετάδοσης του συστήματος 1 με τα δεδομένα από το σύστημα 2, επειδή τα ωμέγα είναι πλέον γνωστά:
ωZ2 = 4,1
ωD2 = 0,8
Αν κοιτάξετε τώρα το διάγραμμα, θα δείτε ότι τα γρανάζια του ήλιου των συστημάτων 1 και 2 είναι συνδεδεμένα μεταξύ τους. Ο φορέας του συστήματος 2 και ο δακτύλιος του συστήματος 1 συνδέονται επίσης μεταξύ τους. Τα ωμέγα των συνδεδεμένων μερών είναι τα ίδια, οπότε μπορούμε να πούμε:
ωZ2 = ωZ1 = 4,1
ωD2 = ωR1 = 0,8
Είναι πολύ σημαντικό αυτό να εξεταστεί προσεκτικά! Ακολουθείτε πάντα τις γραμμές στο διάγραμμα.
Τώρα εισάγουμε αυτά τα ωμέγα στον υπολογισμό του συστήματος 1.
Μπορούμε τώρα να προσδιορίσουμε την τελική αναλογία μετάδοσης κίνησης διαιρώντας το ωμέγα εισόδου με το ωμέγα εξόδου. Αν κοιτάξουμε το διάγραμμα, βλέπουμε ότι το ωμέγα του συστήματος ηλιακού γραναζιού 2 είναι εισερχόμενο και το ωμέγα του συστήματος φορέα 1 είναι εξερχόμενο.
Η συνολική σχέση μετάδοσης της 2ης ταχύτητας είναι επομένως 2,52.
Υπολογίστε τη σχέση μετάδοσης τρίτης ταχύτητας:
Κατά τον υπολογισμό της τρίτης ταχύτητας, πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι και τα τρία συστήματα λειτουργούν μαζί. Ξεκινάτε πάντα με το σύστημα μονής μετάδοσης κίνησης. Σε αυτή την περίπτωση είναι το τρίτο:
Το sun gear του συστήματος 3 είναι σταθερό, επομένως δεν συμμετέχει. Στη συνέχεια, εισαγάγετε τις υπόλοιπες τιμές:
Με αυτό παίρνουμε:
Μετά πηγαίνουμε στο σύστημα 2. Εισάγετε τα ωμέγα που είναι γνωστά για το σύστημα 3 στον υπολογισμό του συστήματος 2:
Τώρα πάμε στο σύστημα 1. Και εδώ μπαίνουν τα γνωστά ωμέγα:
Τελικά παίρνουμε:
Αυτό σημαίνει ότι η συνολική σχέση μετάδοσης της τρίτης ταχύτητας είναι 1,38.
Υπολογίστε τη σχέση τέταρτης μετάδοσης:
Στην τέταρτη ταχύτητα, ο συμπλέκτης K4 είναι κλειστός. Αυτό σημαίνει ότι τα γρανάζια του ήλιου των συστημάτων 1, 2 και 3 συνδέονται ταυτόχρονα με τον κινητήρα. Ολόκληρο το σύστημα είναι πλέον μπλοκαρισμένο. Όλα τα ωμέγα είναι ίσα.
Εάν όλα τα ωμέγα είναι ίσα, δεν είναι δυνατή η σχέση μετάδοσης. Οι στροφές του κινητήρα μεταδίδονται απευθείας στους τροχούς. Αυτό το ονομάζουμε άμεση τιμή.
