2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




 
 Транспорт: МКПП + центробежное сцепление
Сообщение06.08.2020, 17:34 
Доброго времени суток.
Надеюсь не ошибся разделом. Пост в стиле поток сознания (кого смущает, просьба дальше не читать: математики и физики тут не будет).

Итак: что мне известно про популярные решения в области трансмиссии для автомобильного транспорта с двигателями внутреннего сгорания:
доля АКПП всё увеличивается, вместе с тем мы постепенно уходим от ДВС к электротяге. Кажется, что МКПП вообще уже не остаётся места в современном мире (впрочем у неё есть плюсы, применимые к определённым областям использования, за пределами дорог общего пользования). Но опустим всё это, не будет здесь холивара. И МКПП сегодня всё ещё производятся, будем отталкивать как минимум от этого факта.

Какой самый большой минус МКПП можно назвать: неудобно передвигаться в потоке, требуется повторять одни и те же действия при каждом трогании с места в пробке. Были ли попытки как-то устранить этот недостаток? Да, ныне забытая трансмиссия Saxomat. Её сложность и ненадёжность перечёркивала все плюсы МКПП. К тому же эта схема вносила некоторые особенности в поведение КПП во всех режимах использования (я бы тоже отнёс к минусам).

А я вот что предлагаю:
Отдельная передача для движения по пробкам.
Обычно КПП проектируется так, чтобы при разгоне или снижении скорости передачи переключались последовательно. Так выбирается ряд передаточных отношений: диапазон комфортных для ДВС частот вращения коленчатого вала соотносится с большим диапазоном частот вращения на выходе КПП (с некоторым пересечением).
Добавляем специальную передачу с передаточным отношением между 1 и 2 передачей и добавляем центробежное сцепление непосредственно в конструкцию КПП (мокрое).

Таким образом получаем КПП с вполне обычным поведением в режиме ручного выбора передач, но с возможностью начала движения и полной остановки на специальной "длинной" передаче без выжима педали сцепления. Притом меньшее передаточное отношение относительно 1 передачи компенсируется центробежным сцеплением мокрого типа (с пробуксовкой в самом начале движения). И это даст возможность развить скорость на этой передаче большую, чем на стандартной 1 передаче (эдакая передача номер полтора. А с учётом того, что на многих 6 ступенчатых МКПП на легковых автомобилях 1 передача обычно не используется на горизонтальном участке дороги, то можно использовать как просто стартовую передачу).

Притом центробежное сцепление может быть выполнено одним узлом с зубчатым колесом на первичном валу (с учётом полного включения на 1200-1300 об/мин и довольно низкой нагрузки, можно добиться довольно малого диаметра механизма центробежного сцепления, а с учётом измененного передаточного отношения этой пары зубчатых колёс (и, соответственно, диаметров), места должно хватить). Это очень простой и надёжный агрегат. Изображение.

Т.е. в теории можно даже попробовать изготовить такой узел и попробовать установить в штатную КПП какого-нибудь автомобиля вместо первой передачи. К тому же такая конструкция никак не мешает использованию современных решений при проектировании МКПП, таких как двойное сцепление, роботизированное переключение и т.п (в последнем случае так и вовсе может оказаться полезным дополнением, устраняющим некоторые проблемы РКПП).

Кто-то видит существенные недостатки этой идеи? Предлагаю обсудить.

 
 
 
 Re: Транспорт: МКПП + центробежное сцепление
Сообщение06.08.2020, 18:17 
Центробежное сцепление кмк убивает идею "получаем КПП с вполне обычным поведением в режиме ручного выбора передач". Не знаю как у вас, а у меня обороты 1200-1500 об/мин вполне "крейсерские" (6 AT) :mrgreen:

 
 
 
 Re: Транспорт: МКПП + центробежное сцепление
Сообщение06.08.2020, 19:47 
wrest в сообщении #1477678 писал(а):
Центробежное сцепление кмк убивает идею "получаем КПП с вполне обычным поведением в режиме ручного выбора передач". Не знаю как у вас, а у меня обороты 1200-1500 об/мин вполне "крейсерские" (6 AT) :mrgreen:

Возможно я не очень ясно изложил идею:
Т.е. передача такая:

1 передача:
ДВС - "сухое" дисковое сцепление - первичный вал КПП - зубчатые колёса 1.5 передачи (или просто объединить со второй) - ... - выход КПП
(как у всех)

1.5 передача (специальная):
ДВС - "сухое" дисковое сцепление - первичный вал КПП - центробежное "мокрое" сцепление - зубчатые колёса 1 передачи - ... - выход КПП

2 передача:
ДВС - "сухое" дисковое сцепление - первичный вал КПП - зубчатые колёса 2 передачи - ... - выход КПП
(как у всех)

Т.е. только специальная передача как-то отличается от обычной МКПП, а центробежное сцепление находится между муфтой включения этой передачи и ведущим зубчатым колесом на первичном валу.


wrest в сообщении #1477678 писал(а):
Не знаю как у вас, а у меня обороты 1200-1500 об/мин вполне "крейсерские" (6 AT) :mrgreen

Ну это уже вопросы регулировки, передаточные отношения, диаметр барабана сцепления, масса грузов, расход среды для охлаждения пар трения и т.д. — это уже детали, нужно моделировать.
Единственное что понятно сейчас точно: на холостых оборотах прогретого до рабочей температуры двигателя сцепление должно быть выключено, при нажатии педали акселератора сцепление должно включиться при достижении определённых оборотов. И обратно. А при необходимости переключения на следующую передачу всё как обычно: выжимается педаль сцепления, передача переключается (центробежное сцепление остаётся заблокированным).

А ещё как идея: для упрощения схемы и с целью уменьшения массогабаритных характеристик можно центробежное сцепление просто объединить с синхронизатором 2 передачи, а интенсивную пробуксовку в начале движения можно нивелировать большой площадью поверхностей трения (замена фрикционов в классическом центробежном сцеплении на пакет, а тепло рассеивать с помощью прокачки масла) или использованием планетарного редуктора в конструкции механизма сцепления (так можно добиться необходимой частоты вращения для включения при заданных допустимых габаритах механизма сцепления).

 
 
 
 Re: Транспорт: МКПП + центробежное сцепление
Сообщение09.08.2020, 17:57 
Добрый день.
Насколько я понял, в текущей схеме это сцепление при "педаль в пол" должно передавать весь крутящий момент (2.0 л дизели это примерно 300...350 Н*м), какие габариты и ресурс у центробежного фрикционного сцепления для передачи такого крутящего момента?
Вот Вам интересная инженерная задачка: сделать такое сцепление не последовательно в цепи передачи крутящего момента, а параллельно, и включение его только на скорости до 20...30 км/ч, при скорости выше передача крутящего момента не должна через него идти; продумайте к нему доступ для замены фрикционов.
Тогда такое сцепление будет более-менее удовлетворительным по габаритам и массе, стоимость модернизации не перечеркнет полезное её действие, ну и надёжность КПП останется примерно на том же уровне.
Лучше конечно не фрикционы, а гидротрансформатор, но это получится МКПП+АКПП(до 30 км/ч). А ведь основной плюс МКПП это простота, надёжность и стоимость.

 
 
 
 Re: Транспорт: МКПП + центробежное сцепление
Сообщение18.09.2020, 01:19 
Аватара пользователя
Навскидку - можно просто заменить узел сцепления в МКПП на мокрый гидротрансформатор с блокировкой, которым оснащаются все современные стандартные АКПП. В отличие от дисков сцепления он умеет увеличивать момент вращения, с его помощью можно сделать механически более длинной первую передачу и "укоротить" ее. Некоторая тракторная техника работает именно так.

По сравнению с МКПП с обычным сухим сцеплением имеет ряд минусов. По сравнению с планетарной АКПП - тоже.
Вообще говоря, центробежное сцепление - очень дешевый аналог заменитель гидротрансформатора.

 
 
 [ Сообщений: 5 ] 


Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group