Коробки автоматических трансмиссий имеют зубчатые зацепления, но существенно отличаются от обычных механических КПП хотя бы потому, что передачи в них переключаются без разрыва потока мощности с помощью приводимых гидравликой многодисковых фрикционных муфт или ленточных тормозов. Такие зубчатые зацепления называются планетарными передачами или планетарным рядом, что соответствует блоку шестерен в механической коробке передач и служит для изменения передаточного отношения в автоматической трансмиссии при переключении передач.
Блокируя те или иные элементы планетарной передачи между собой или на корпус коробки в простом (одинарном) планетарном ряду, можно получить прямую, повышающую, понижающую передачу или реверс.
Планетарный ряд (planetary gear) состоит из следующих элементов:
- солнечной шестерни (sun gear)
- сателлитов (pinion gears)
- эпицикла (internal gear)
- водила (carrier).
Солнечная шестерня находится в центре. Сателлиты вращаются вокруг солнечной шестерни, в то время как она вращается вокруг своей собственной оси. Эпицикл охватывает сателлиты, которые поддерживает водило. Все сателлиты вращаются одновременно и в одном направлении.
Понижающая передача
Когда планетарный ряд выполняет роль понижающей передачи, роль ведомого (выходного) звена играет водило — деталь, соединяющая оси сателлитов (на рисунке она не показана). Когда солнечная шестерня заторможена (например, тормозом — на корпус коробки), водило вращается медленнее «короны», а крутящий момент на нем оказывается больше приложенного к «короне».
Прямая передача
Прямая передача получается посредством жесткого соединения водила и солнечной шестерни — при этом «корона» не может поворачиваться относительно солнечной шестерни (а сателлиты — вокруг своих осей), и весь планетарный ряд вращается как одно целое.
Повышающая передача
В повышающей планетарной передаче, как и в понижающей, «солнце» является заторможенным элементом. Только ведомое звено теперь — не водило, а «корона».
Реверс
Чтобы изменить направление вращения на противоположное, нужно затормозить водило (то есть сделать неподвижными оси сателлитов) — и теперь «корона» и «солнце» будут вращаться в разные стороны.
Рассмотрим одинарную планетарную передачу. Пусть она имеет коронную шестерню (К) с 72 зубьями и солнечную шестерню (С) с 30 зубьями. В этом случае мы можем получить много передаточных чисел для этой пары.
| Вход |
Выход |
Стационарно |
Формула |
Передаточное число |
| Солнечная шестерня |
Сателлиты |
Коронная шестерня |
1 + К/С |
3.4:1 |
| Сателлиты |
Коронная шестерня |
Солнечная шестерня |
1 / (1 + С/К) |
0.71:1 |
| Солнечная шестерня |
Коронная шестерня |
Сателлиты |
- К/С |
-2.4:1 |
Если затормозить два из трех компонентов планетарной передачи, то передаточное число всего механизма станет равным 1:1. Обратите внимание, что первое передаточное соотношение – это понижение – выходная скорость ниже входной. Второе соотношение – повышение – выходная скорость выше входной. Последнее соотношение – снова понижение, при этом направление движения на выходе противоположное.
Второй тип планетарной передачи используемый в АКПП - это сложная планетарная передача или передача Равиньо. Эта планетарная передача использует набор шестерен и выглядит, как одинарная планетарная передача, но на самом деле работает, как две планетарные передачи соединенные вместе.
У нее одна коронная шестерня, которая всегда выдает крутящий момент на выход, две солнечные шестерни и два набора сателлитов. Один сателлит в каждой паре длинный, а другой короткий. Сателлиты имеют зацепление друг с другом и каждый имеет зацепление со своей солнечной шестернёй, короткий сателлит с солнечной шестернёй меньшего диаметра, а длинный сателлит с шестернёй большего диаметра.
И только длинный сателлит имеет зацепление с коронной шестернёй. Другой особенностью планетарной передачи Равиньо является использование одних и тех же тормозов и муфт для включения различных передач.
Коробки автоматических трансмиссий имеют зубчатые зацепления, но существенно отличаются от обычных механических КПП хотя бы потому, что передачи в них переключаются без разрыва потока мощности с помощью приводимых гидравликой многодисковых фрикционных муфт или ленточных тормозов. Такие зубчатые зацепления называются планетарными передачами или планетарным рядом, что соответствует блоку шестерен в механической коробке передач и служит для изменения передаточного отношения в автоматической трансмиссии при переключении передач.
Блокируя те или иные элементы планетарной передачи между собой или на корпус коробки в простом (одинарном) планетарном ряду, можно получить прямую, повышающую, понижающую передачу или реверс.
Планетарный ряд (planetary gear) состоит из следующих элементов:
Солнечная шестерня находится в центре. Сателлиты вращаются вокруг солнечной шестерни, в то время как она вращается вокруг своей собственной оси. Эпицикл охватывает сателлиты, которые поддерживает водило. Все сателлиты вращаются одновременно и в одном направлении.
Понижающая передача
Когда планетарный ряд выполняет роль понижающей передачи, роль ведомого (выходного) звена играет водило — деталь, соединяющая оси сателлитов (на рисунке она не показана). Когда солнечная шестерня заторможена (например, тормозом — на корпус коробки), водило вращается медленнее «короны», а крутящий момент на нем оказывается больше приложенного к «короне».
Прямая передача
Прямая передача получается посредством жесткого соединения водила и солнечной шестерни — при этом «корона» не может поворачиваться относительно солнечной шестерни (а сателлиты — вокруг своих осей), и весь планетарный ряд вращается как одно целое.
Повышающая передача
В повышающей планетарной передаче, как и в понижающей, «солнце» является заторможенным элементом. Только ведомое звено теперь — не водило, а «корона».
Реверс
Чтобы изменить направление вращения на противоположное, нужно затормозить водило (то есть сделать неподвижными оси сателлитов) — и теперь «корона» и «солнце» будут вращаться в разные стороны.
Рассмотрим одинарную планетарную передачу. Пусть она имеет коронную шестерню (К) с 72 зубьями и солнечную шестерню (С) с 30 зубьями. В этом случае мы можем получить много передаточных чисел для этой пары.
Если затормозить два из трех компонентов планетарной передачи, то передаточное число всего механизма станет равным 1:1. Обратите внимание, что первое передаточное соотношение – это понижение – выходная скорость ниже входной. Второе соотношение – повышение – выходная скорость выше входной. Последнее соотношение – снова понижение, при этом направление движения на выходе противоположное.
Второй тип планетарной передачи используемый в АКПП - это сложная планетарная передача или передача Равиньо. Эта планетарная передача использует набор шестерен и выглядит, как одинарная планетарная передача, но на самом деле работает, как две планетарные передачи соединенные вместе.
У нее одна коронная шестерня, которая всегда выдает крутящий момент на выход, две солнечные шестерни и два набора сателлитов. Один сателлит в каждой паре длинный, а другой короткий. Сателлиты имеют зацепление друг с другом и каждый имеет зацепление со своей солнечной шестернёй, короткий сателлит с солнечной шестернёй меньшего диаметра, а длинный сателлит с шестернёй большего диаметра.
И только длинный сателлит имеет зацепление с коронной шестернёй. Другой особенностью планетарной передачи Равиньо является использование одних и тех же тормозов и муфт для включения различных передач.