Как работает сцепление робот


Роботизированная КПП с одним сцеплением: устройство, плюсы и минусы

Роботизированная коробка передач с одним сцеплением представляет собой некий гибрид автоматической КПП и механики. То есть в основе робота лежит обычная механическая коробка передач, но вот управляется она автоматически, без участия водителя. Для того, чтобы понять, действительно ли робот сочетает в себе достоинства автомата и механики, познакомимся с его устройством и принципом работы. Выявим преимущества и недостатки коробки, а также ее отличия от других видов КПП.

Что такое роботизированная КПП

Классический селектор роботизированной КПП

Итак, робот – это скорее разновидность АКПП или МКПП? Зачастую его приравнивают к модифицированному автомату. На самом деле, в основе робота лежит механическая трансмиссия, завоевавшая это право своей простотой и надежностью. По сути, роботизированная КПП – это та же механика с дополнительными устройствами, отвечающими за переключение передач и управление сцеплением. Т.е. водитель от этих обязанностей освобожден.

Роботизированная коробка встречается как в легковых автомобилях, так и в автомобилях грузовых, а также автобусах, а в 2007 году робот был представлен даже на спортивном мотоцикле.

Почти у каждого автопроизводителя есть свои разработки в области роботизированных КПП. Вот их список:

ПроизводительНазваниеПроизводительНазвание
RenaultQuickshiftToyotaMultiMode
Peugeout2-TronicHondai-Shift
MitsubishiAllshiftAudiR-Tronic
OpelEasytronicBMWSMG
FordDurashift/PowershiftVolkswagenDSG
FiatDualogicVolvoPowershift
Alfa RomeoSelespeed

Устройство и принцип работы роботизированной КПП с одним сцеплением

Робот с гидроприводами переключения передач

Роботизированная КПП может быть с одним и с двумя сцеплениями. С роботом с двумя сцеплениями можно ознакомиться в статье про Powershift. Мы же продолжим разговор о КПП с одним сцеплением.

Устройство робота достаточно простое и включает в себя следующие элементы:

  1. механическая часть;
  2. сцепление;
  3. приводы;
  4. система управления.

Механическая часть содержит все компоненты обычной механики, а принцип работы роботизированной АКПП схож с принципом работы МКПП.

Приводы, управляющие коробкой, могут быть гидравлическими и электрическими. При этом один из приводов следит за сцеплением, он отвечает за его включение и выключение. Второй –  управляет механизмом переключения передач. Практика показала, что КПП с гидропривод

Как работают сцепления | HowStuffWorks

С 1950-х по 1970-е годы вы могли рассчитывать на пробег от 50 000 до 70 000 миль от сцепления вашего автомобиля. Сцепления теперь могут прослужить более 80 000 миль, если вы будете их осторожно использовать и поддерживать в хорошем состоянии. Если не позаботиться, сцепления могут начать выходить из строя на 35 000 миль. Грузовики, которые постоянно перегружены или часто буксируют тяжелые грузы, также могут иметь проблемы с относительно новыми сцеплениями.

Этот контент несовместим с этим устройством.

Щелкните "play", чтобы увидеть промах.

Объявление

Самая распространенная проблема со сцеплениями заключается в том, что фрикционный материал на диске изнашивается. Фрикционный материал на диске сцепления очень похож на фрикционный материал на колодках дискового тормоза или колодках барабанного тормоза - через некоторое время он изнашивается. Когда большая часть или весь фрикционный материал исчезнет, ​​сцепление начнет проскальзывать и в конечном итоге не будет передавать мощность от двигателя на колеса.

Сцепление изнашивается только тогда, когда диск сцепления и маховик вращаются с разной скоростью. Когда они сцеплены вместе, фрикционный материал плотно прижимается к маховику, и они вращаются синхронно. Износ происходит только тогда, когда диск сцепления скользит по маховику. Так что, если вы относитесь к тому типу водителей, который много буксует сцеплением, вы изнашиваете сцепление намного быстрее.

Иногда проблема не в скольжении, а в залипании.Если ваше сцепление не выключается должным образом, оно будет продолжать вращать первичный вал. Это может вызвать скрежет или полностью помешать включению передачи. Вот некоторые общие причины заедания сцепления:

  • Обрыв или растяжение троса сцепления - тросу требуется правильное натяжение для эффективного толкания и тяги.
  • Негерметичный или неисправный рабочий и / или главный цилиндры сцепления - Утечки не позволяют цилиндрам создавать необходимое давление.
  • Воздух в гидравлической линии - Воздух влияет на гидравлику, занимая пространство, необходимое жидкости для создания давления.
  • Неправильно отрегулирована тяга - Когда ваша нога нажимает на педаль, рычажный механизм передает неправильное количество силы.
  • Несоответствующие компоненты сцепления - Не все запасные части работают с вашим сцеплением.

«Жесткое» сцепление - тоже частая проблема. Все муфты требуют определенного усилия для полного нажатия.Если вам придется сильно нажать на педаль, возможно, что-то не так. Частыми причинами являются заедание или заедание педального рычага, троса, поперечного вала или шарнира. Иногда засорение или изношенные уплотнения в гидравлической системе также могут стать причиной жесткого сцепления.

Еще одна проблема, связанная со сцеплениями, - это изношенный выжимной подшипник, иногда называемый выжимным подшипником . Этот подшипник прикладывает силу к пальцам вращающегося прижимного диска, чтобы освободить сцепление.Если вы слышите грохочущий звук при включении сцепления, возможно, у вас проблема с выгрузкой.

В следующем разделе мы рассмотрим несколько различных типов муфт и способы их использования.

.

Как работает сцепление - x-engineer.org

Подавляющее большинство дорожных транспортных средств имеют трансмиссию. Цель трансмиссии - адаптировать мощность двигателя внутреннего сгорания (или электродвигателя в случае электромобиля) к дорожным условиям и условиям движения.

Есть несколько типов трансмиссий:

  • MT (механическая трансмиссия)
  • AMT (автоматизированная механическая трансмиссия)
  • DCT (двойная муфта трансмиссии)
  • AT (автоматическая трансмиссия)
  • CVT (бесступенчатая трансмиссия)

Независимо от типа трансмиссии связь между двигателем внутреннего сгорания и коробкой передач осуществляется через соединительное устройство .В зависимости от типа трансмиссии сцепным устройством может быть сцепление, два сцепления или гидротрансформатор.

Изображение: Положение сцепления в трансмиссии

  1. переднее колесо
  2. двигатель внутреннего сгорания
  3. сцепное устройство (сцепление)
  4. коробка передач / трансмиссия
  5. продольный вал (карданный вал)
  6. дифференциал
  7. планетарный вал
  8. заднее колесо

В таблицах ниже приводится сводка возможных сцепных устройств для каждого типа трансмиссии.

Однодисковое сухое сцепление Многодисковое мокрое сцепление Гидротрансформатор
Механическая коробка передач да нет нет
Автоматическая Механическая коробка передач да да нет
Коробка передач с двойным сцеплением да (два сцепления) да (два сцепления) нет
Автоматическая коробка передач нет да да
Бесступенчатая трансмиссия нет да да

Все механические трансмиссии оснащены однодисковым сухим сцеплением .Сцепление расположено между двигателем и коробкой передач.

Изображение: схематический чертеж простого сцепления

Основные функции сцепления на автомобиле с механической коробкой передач:

  • позволяет отключать мощность между двигателем и коробкой передач (например, когда автомобиль неподвижен, во время переключения передач)
  • обеспечивает постепенное соединение двигателя с коробкой передач (например, при трогании с места или после переключения передач)
  • поддерживает соединение двигателя с коробкой передач без проскальзывания

Отсоединение двигателя от коробки передач при включенной передаче , необходимо для предотвращения снижения оборотов двигателя ниже оборотов холостого хода.Если не отключать коробку передач, двигатель заглохнет.

Кроме того, при переключении на повышенную (или понижающую) передачу на механической коробке передач крутящий момент не должен передаваться на колеса. Это достигается отключением двигателя от коробки передач через муфту.

Изображение: Позиционирование сцепления на двигателе

Существуют разные типы сцеплений, мы можем классифицировать их в основном по функциям:

  • Количество фрикционных дисков:
  • Тип трения:
  • Тип срабатывания:
    • механический ( трос или стержень)
    • гидравлический

Чтобы понять, как оно работает, мы будем использовать однодисковое сухое сцепление в качестве примера.Подробнее о многодисковом мокром сцеплении мы расскажем позже.

На изображении ниже вы можете увидеть схему однодискового сцепления . Коленчатый вал двигателя, маховик, пружина (спираль или диафрагма) и нажимной диск соединены вместе, они прикреплены друг к другу. С другой стороны, диск сцепления соединен с первичным валом коробки передач.

Изображение: Комплект сцепления

Когда педаль сцепления отпускается (как на изображении ниже), пружина нажимает на нажимной диск, который прижимает диск сцепления к маховику.Таким образом вращение коленчатого вала передается на первичный вал коробки передач. Пружины создают достаточную прижимную силу, поэтому сцепление не проскальзывает.

Когда педаль сцепления нажата посредством рычажного механизма, действие пружины на нажимной диск снимается, и диск сцепления отрывается от маховика. Таким образом, коленчатый вал отсоединяется от первичного вала коробки передач.

Изображение: Схема сцепления

Для лучшего понимания функции сцепления мы собираемся изучить изображение ниже.Кроме выжимного подшипника, пружина является диафрагмой (а не спиралью), а также у нас есть элементы, фиксирующие диафрагменную пружину с крышкой сцепления.

Изображение: Детали сцепления (слева - сцепление замкнуто, справа - сцепление разомкнуто)

  1. коленчатый вал
  2. маховик
  3. диск сцепления (фрикционный)
  4. нажимной диск
  5. диафрагменная пружина
  6. входной вал сцепления
  7. выжимной подшипник
  8. крышка (корпус) сцепления
  9. кольцо (ось диафрагменной пружины)
  10. установочный штифт
  11. заклепка

Когда водитель транспортного средства нажимает педаль сцепления, подшипник сцепления (7) нажимает внутреннюю часть диафрагменной пружины (5).Сила давления диафрагменной пружины на нажимной диск (4) снимается, и диск сцепления (3) больше не нажимается на маховик.

Если сцепление разомкнуто: коленчатый вал (1) + маховик (2) + крышка сцепления (8) + диафрагменная пружина (5) + нажимной диск (4) + выжимной подшипник (7, внешнее кольцо) вращаются , при этом диск сцепления (3) + выжимной подшипник (7, внутреннее кольцо) + первичный вал коробки передач (6) неподвижны (если включена передача и автомобиль остановлен).

Когда мы медленно отпускаем педаль сцепления, диафрагменная пружина начинает давить на нажимной диск. Контролируя положение педали сцепления, мы регулируем силу, прилагаемую нажимным диском к фрикционному диску. Величина силы пружины напрямую связана с крутящим моментом сцепления. Когда сила нажатия пружины достаточно высока, сцепление перестает проскальзывать и двигатель полностью соединяется с коробкой передач.

Изображение: Детали сцепления с гидравлической системой управления (источник: ZF)

  1. двухмассовый маховик
  2. крышка сцепления
  3. механический выжимной рычаг
  4. педаль демпфирования колебаний
  5. главный цилиндр
  6. пластиковая педаль
  7. рабочий цилиндр
  8. (трения) диск подшипник

сцепления

изображение: Подшипник сцепления (источник: ZF)

  1. упорное кольцо (Outter / внешнее кольцо)
  2. внутреннее кольцо
  3. крепление для освобождения вилки

высвобождение сцепления Подшипник выполняет роль соединения неподвижной части (рычага) с подвижной вращающейся частью (диафрагменная пружина).Внутреннее кольцо контактирует с толкающим рычагом, в то время как внешнее кольцо давит на диафрагменную пружину. Через выжимной подшипник сцепления можно приводить в действие вращающуюся диафрагменную пружину с фиксированным рычагом.

Мембранная пружина

Изображение: Пружина диафрагмы сцепления

Роль пружины заключается в удержании сцепления в замкнутом состоянии (двигатель соединен с коробкой передач), когда педаль сцепления не нажата. В настоящее время почти все муфты МТ имеют диафрагменные пружины. Более старые версии муфт имели несколько (6-8) винтовых пружин вокруг нажимного диска.Пружина должна оказывать достаточное давление / силу на нажимной диск, чтобы сцепление не проскальзывало, даже если двигатель развивает максимальный крутящий момент.

Прижимной диск

Изображение: крышка сцепления (источник: ZF)

Прижимной диск соединен с крышкой сцепления и вращается вместе с входным валом коробки передач. Роль нажимного диска заключается в том, чтобы прижимать диск сцепления к маховику при отпускании педали сцепления. Прижимная пластина довольно тяжелая, имеет небольшой объем.Причина в том, что во время пробуксовки сцепления необходимо отвести некоторое количество тепла. Тепло улавливается нажимной пластиной и маховиком, а затем выбрасывается в атмосферу.

Фрикционный диск

Изображение: Фрикционный диск сцепления (источник: ZF)

Фрикционный диск является важным компонентом сцепления. Он выполняет роль соединения вращающейся части (маховик двигателя) с другой частью, которая может быть неподвижной или вращающейся (нажимной диск). Благодаря этому в течение всего срока службы фрикционный диск должен выдерживать высокие механические и термические нагрузки.Тем не менее, фрикционный диск должен соответствовать следующим требованиям:

  • иметь коэффициент трения между пределами, для различных значений крутящего момента, скольжения или температуры
  • может выдерживать высокие механические нагрузки
  • работать в условиях высоких температур

Уровень Износ фрикционного диска зависит, главным образом, от количества тепла, выделяемого при соединении / разъединении двигателя. Количество тепла (энергии) зависит от скольжения и передаваемого крутящего момента.Пробуксовка сцепления - это разница скоростей между маховиком (двигателя) и нажимным диском (входной вал коробки передач).

Например, если нам нужно запустить транспортное средство на дороге с большим уклоном (например, 10%), нам необходимо увеличить обороты двигателя, чтобы иметь возможность генерировать также более высокий крутящий момент, необходимый для запуска. Комбинация между высокой скоростью и крутящим моментом будет генерировать много тепла, которое необходимо рассеять. Подобные события ускоряют износ фрикционного диска сцепления.

С другой стороны, если мы отпускаем педаль сцепления слишком быстро, чтобы уменьшить фазу пробуксовки, если дельта-скорость между двигателем и коробкой передач высока, это вызовет колебания в трансмиссии или даже остановит двигатель.

Наилучший вариант - как можно более плавно отпустить педаль сцепления, при этом двигатель будет работать на низких оборотах (если это разрешено) за короткое время. Опытный водитель может легко этого добиться, а новичку - сложнее.

К концу этой статьи вы должны уметь:

  • определить компоненты однодискового сухого сцепления
  • объяснить, как работает сцепление
  • понять влияние скольжения на износ сцепления

Вышеупомянутое недостаточно ясно, используйте контактную форму ниже, чтобы задать вопросы.

Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!

Следующая статья:
- Как рассчитать крутящий момент сцепления
- Многодисковое мокрое сцепление

.

Роботы возьмут мою работу?

Роботы возьмутся за мою работу?

Меню

Около Вакансии Рейтинги
Оцените статьюПлохая статьяСредненькая статьяНормальная статьяНеплохая статьяОтличная статья (проголосовало 13 средний балл: 5,00 из 5)