فاعل، موضوع:
- دنده خورشیدی، حامل و چرخ دنده
- گیربکس اتوماتیک
- سیستم انتقال دنده سیاره ای
- ضریب دنده اول را محاسبه کنید
- ضریب دنده دوم را محاسبه کنید
- ضریب دنده سوم را محاسبه کنید
دنده خورشیدی، حامل و چرخ دنده:
یک سیستم چرخ دنده سیاره ای حداقل از یک مجموعه چرخ دنده تشکیل شده است که هر کدام دارای یک چرخ دنده خورشیدی، یک حامل و یک چرخ دنده حلقه هستند. بنابراین دانش اولیه در مورد عملکرد سیستم چرخ دنده سیاره ای مورد نیاز است (مانند چرخاندن چرخ دنده خورشیدی، حامل با چرخ دنده های ماهواره ای و چرخ دنده حلقه، صفحه را ببینید. گیربکس اتوماتیک).
در زیر تصویری از یک مجموعه دنده که در آن دنده خورشیدی سبز است، حامل با چرخ دنده های ماهواره آبی و چرخ دنده حلقه قرمز است. به وضوح قابل مشاهده است که مجموعه دنده به دو قسمت تقسیم شده است. محاسبه با معادلات انجام می شود، بنابراین مهم نیست که همه چیز بر دو تقسیم شود. پس از همه، نسبت ها ثابت می ماند.
در ادامه در این صفحه با نسبت‌های Z، D و R محاسبه می‌کنیم. با دنبال کردن خطوطی که سیستم‌های سیاره‌ای مختلف را به هم متصل می‌کنند، می‌توان نسبت انتقال کل دنده مربوطه را با استفاده از نسبت‌های تمام Z، D و R تعیین کرد.
گیربکس اتوماتیک:
یک گیربکس اتوماتیک معمولی با جابجایی بین سیستم‌های دنده سیاره‌ای مختلف کار می‌کند، به فصل مراجعه کنید گیربکس اتوماتیک.
در زیر یک نمایش شماتیک از چهار مجموعه از سیستم های دنده سیاره ای در یک گیربکس اتوماتیک ارائه شده است. سه سیستم برای دنده های جلو و یک سیستم برای دنده عقب وجود دارد. خط قرمز جهت نیروها را از طریق گیربکس اتوماتیک نشان می دهد. از سمت چپ (سمت موتور با مبدل گشتاور) از طریق قسمت کامل با سیستم های سیاره ای (خطوط سیاه) تا کوپلینگ شفت پروانه. اگر به سیستم های موجود در گیربکس دقت کنید، می بینید که تصویر فوق از آنها گرفته شده است. چهار سیستم در گیربکس استفاده شده است که هر کدام Z، D و R (دنده خورشیدی، کریر و چرخ دنده) دارند.
سیستم های چرخ دنده سیاره ای در بالا و پایین خط مرکزی متقارن هستند. راه دیگری وجود ندارد، زیرا در حین رانندگی، فضای داخلی می چرخد. برای به دست آوردن بینشی در مورد آنچه که هنگام درگیر شدن یک چرخ دنده اتفاق می افتد، قسمت های رانده شده در سیستم سیاره ای تصویر زیر نیز با رنگ قرمز برجسته شده اند:
در تصویر بالا دنده 1 درگیر است. برای درگیر کردن دنده 1، باید یک کلاچ درگیر شود. این لینک با رنگ آبی نشان داده شده است. با جفت بسته و یک طرف رانده منظومه سیاره ای، یک قسمت نیز باید بچرخد. در این صورت، ابعاد قطعات نسبت انتقال را تعیین می‌کند (به یک دنده ورودی کوچک و یک چرخ دنده خروجی بزرگ فکر کنید؛ سپس دنده بزرگ کندتر می‌چرخد. اگر دنده بزرگ دو برابر دنده کوچک دندانه داشت، پس نسبت 1:2 خواهد بود).
در اصل، این در مورد گیربکس اتوماتیک نیز صدق می کند. ابعاد چرخ دنده، چرخ دنده خورشیدی و چرخ دنده ماهواره ای در هر چهار سیستم متفاوت است. اکنون احتمالاً می توانید تصور کنید که وقتی کلاچ دیگری روشن می شود (به عنوان مثال سیستم سمت چپ)، سرعت شفت خروجی تغییر کرده است.
در ادامه این صفحه، تصاویر، توضیحات و محاسبات نحوه تعویض سیستم‌های دنده سیاره‌ای در گیربکس اتوماتیک را در حین رانندگی توضیح می‌دهند.
سیستم انتقال دنده سیاره ای:
اکنون قصد داریم نیمه بالایی گیربکس را بررسی کنیم (چون جعبه در بالا و پایین متقارن است، تصویر زیر را ببینید). از این تصویر، انتقالات را در ادامه صفحه مشخص خواهیم کرد. بالای سیستم ها می گوید که سیستم کدام عدد است. از 1 تا 3 و سیستم R (معکوس).
هر کهکشانی Z، D و R خاص خود را دارد. این در تصویر نشان داده نشده است، اما اگر دوباره به تصویر بالای این صفحه نگاه کنید، آن را تشخیص خواهید داد. این بعداً در این صفحه شناخته خواهد شد.
در پایین سمت چپ تصویر، کوپلینگ "K4" را مشاهده می کنید، این کوپلینگ تضمین می کند که دو طرف سیستم به طور همزمان به هم متصل هستند. سیستم 3 به سیستم های 1 و 2 متصل است. هیچ اتصال دیگری بسته نشده است، بنابراین کل سیستم "مسدود" است. سرعت موتور بدون نسبت انتقال 1 به 1 به چرخ های وسیله نقلیه منتقل می شود. ما به این قیمت مستقیم می گوییم. این در دنده چهارم است.
در خودروهای با گیربکس دستی، دنده چهارم نیز اغلب مستقیم است. در اینجا نیز دور موتور 1 به 1 به چرخ ها منتقل می شود.
به تفاوت سرعت شفت ورودی (موتور یا مبدل گشتاور) و شفت خروجی (خودرو) نسبت دنده می گویند.
دنده یک درگیر است.
با محکم کردن حامل سیستم I (با استفاده از کوپلینگ K1) می توان نیرویی را از دنده خورشیدی به حامل منتقل کرد. کریر به وسیله نقلیه متصل است، بنابراین اکنون یک ارتباط مستقیم بین موتور و گیربکس وجود دارد. ابعاد قطعات یک نسبت دنده را تعیین می کند (در ادامه در این مورد بیشتر توضیح خواهیم داد).
خط قرمز نشان دهنده پیشرفت نیرو است. خط سبز نشان می دهد که کدام اجزای دیگر در حال اجرا هستند، زیرا مستقیماً به خط قرمز متصل است. این قطعات می چرخند، اما چون کلاچ برقی وجود ندارد، هیچ اتفاقی برای آنها نمی افتد. آنها فقط در امتداد بیکار می دوند. خط آبی نشان می دهد که وقتی کوپلینگ K1 روشن می شود چه چیزی ثابت است. نه تنها حامل سیستم 1 ثابت می شود، بلکه حامل سیستم 3 و دنده خورشیدی سیستم R نیز مسدود می شوند.
همانطور که توضیح داده شد، کلاچ K1 هنگام تعویض دنده اول روشن می شود. هنگام تعویض دنده به دنده دوم، کلاچ K1 رها می شود و کلاچ دیگر روشن می شود. این را می توان در جدول مشاهده کرد.
هنگام تعویض به دنده دوم، کلاچ K2 روشن می شود. سپس چرخ دنده حلقه سیستم 2 ثابت می شود. چون دنده خورشیدی سیستم 2 ثابت است و دنده خورشیدی رانده می شود، حامل می چرخد. این حامل به نوبه خود سیستم 1 را هدایت می کند. در سیستم 1، چرخ دنده حلقه این بار مسدود نیست، بلکه توسط سیستم دیگری هدایت می شود. در این صورت، سرعت خروجی (خط خودرو) سرعت کمتری نسبت به زمانی که دنده اول تعویض شده است خواهد داشت.
در این صفحه با تصاویر، توضیحات و محاسبات بیشتر توضیح داده شده است.
محاسبه ضریب دنده اول:
طبق جدول زیر لینک K1 بسته است. بنابراین چرخ دنده حلقه قفل است. نیروی محرکه موتور از طریق دنده خورشیدی و از طریق حامل به وسیله نقلیه عبور می کند. نسبت ها نیز داده شده است، یعنی 1,00 برای دنده خورشیدی و 3,00 برای چرخ دنده حلقه سیستم 1. ما با این محاسبه می کنیم.
فرمول اصلی برای محاسبه نسبت دنده سیستم های چرخ دنده سیاره ای به شرح زیر است:
ω مخفف امگا و است سرعت زاویهای در حین چرخش
چون با سیستم 1 محاسبه می کنیم بعد از همه چیز یک عدد 1 قرار می دهیم. این عدد را برای سیستم های زیر تغییر می دهیم. به خصوص در مورد سیستم های متعدد (که یک سیستم دیگری را هدایت می کند) باید به این ترتیب توجه کرد، زیرا در غیر این صورت بسیار گیج کننده می شود.
در زیر نمودار دنده یک آمده است. برای وضوح، Z (دنده خورشید)، D (حامل) و R (دنده حلقه) به رنگ آبی کشیده شده اند.
اکنون فرمول اولیه سیستم اول را پر می کنیم. امگا ها ناشناخته هستند و استفاده کننده ثابت ایستاده است. بنابراین ما نمی توانیم چیزی را برای این پر کنیم. Z1 و D1 شناخته شده اند، بنابراین آنها را پر می کنیم. R1 ثابت است، بنابراین ما آن را خط می زنیم. ما چیزی به فرمول اضافه نمی کنیم.
اکنون می بینید که ضریب دنده اول 4 است.
در فناوری خودرو این هرگز اتفاق نمی افتد، همیشه کمی بالاتر یا کمتر از 4 خواهد بود، زیرا در غیر این صورت دنده ها همیشه روی همان سطوح با یکدیگر تماس دارند (ساییدگی اضافی). اما در اینجا محاسبه به عنوان مثال ساده تر است. اکنون همچنین می توانید ببینید که امگا ها شناخته شده اند!
ωZ1 = 4
ωD1 = 1
این امگا ها سرعت های زاویه ای محورها در سیستم هستند. امگا ها در دنده اول واقعا مهم نیستند، اما هنگام محاسبه سیستم های دو درایو (همانطور که در دنده دوم مشخص خواهد شد)، مهم هستند.
محاسبه ضریب دنده دوم:
هنگام محاسبه نسبت انتقال دنده دوم، باید در نظر گرفت که سیستم اول دوگانه است. دنده خورشیدی سیستم 1 توسط موتور و حامل توسط سیستم 2 هدایت می شود. این در حال حاضر منجر به سرعت وسیله نقلیه متفاوتی نسبت به وضعیتی می شود که چرخ دنده حلقه ثابت بود (مانند دنده اول).
هنگام محاسبه، ما همیشه با سیستمی شروع می کنیم که فقط هدایت می شود. در این مورد سیستم 2 است، زیرا فقط توسط موتور از طریق دنده خورشیدی هدایت می شود.
انتقال انجام شده توسط سیستم دوم 5,1 است. این انتقال بین موتور و چرخ نیست، بلکه بین موتور و سیستم 1 است. اکنون نسبت انتقال سیستم 1 را با داده های سیستم 2 محاسبه می کنیم، زیرا امگا ها اکنون شناخته شده اند:
ωZ2 = 4,1
ωD2 = 0,8
اگر اکنون به نمودار نگاه کنید، می بینید که چرخ دنده های خورشیدی سیستم های 1 و 2 به یکدیگر متصل هستند. حامل سیستم 2 و چرخ دنده سیستم 1 نیز به یکدیگر متصل می شوند. امگا قسمت های متصل به هم یکسان است، بنابراین می توانیم بگوییم:
ωZ2 = ωZ1 = 4,1
ωD2 = ωR1 = 0,8
بسیار مهم است که این موضوع با دقت بررسی شود! همیشه خطوط موجود در نمودار را دنبال کنید.
اکنون این امگا ها را در محاسبه سیستم 1 وارد می کنیم.
اکنون می توانیم با تقسیم امگا ورودی بر امگا خروجی نسبت نهایی درایو را تعیین کنیم. اگر به نمودار نگاه کنیم می بینیم که امگا سیستم دنده خورشیدی 2 ورودی و امگا سیستم حامل 1 خروجی است.
بنابراین کل نسبت دنده دنده 2 2,52 است.
محاسبه ضریب دنده سوم:
هنگام محاسبه دنده سوم باید در نظر داشت که هر سه سیستم با هم کار می کنند. همیشه با سیستم تک درایو شروع کنید. در این مورد سوم است:
دنده خورشیدی سیستم 3 ثابت است بنابراین شرکت نمی کند. سپس بقیه مقادیر را وارد کنید:
با این به دست می آوریم:
سپس به سیستم 2 می رویم. امگا های شناخته شده برای سیستم 3 را در محاسبه سیستم 2 وارد می کنید:
اکنون به سیستم 1 می رویم. در اینجا نیز امگا های شناخته شده وارد می شوند:
در نهایت دریافت می کنیم:
یعنی کل نسبت دنده دنده سوم 1,38 است.
محاسبه ضریب دنده چهارم:
در دنده چهارم، کلاچ K4 بسته است. این بدان معنی است که چرخ دنده های خورشیدی سیستم های 1، 2 و 3 به طور همزمان به موتور کوپل می شوند. اکنون کل سیستم مسدود شده است. همه امگا ها برابرند.
اگر همه امگا ها برابر باشند، هیچ نسبت دنده ای امکان پذیر نیست. سرعت موتور به طور مستقیم به چرخ ها منتقل می شود. ما به این قیمت مستقیم می گوییم.
