Обзор автоматических коробок передач, выбор и установка АКПП на автомобиль ВАЗ 2112

Первый планетарный ряд  состоит из солнечной центральной  шестерни 1, водила 5 сателлитов 2 и коронного  колеса 6. Второй планетарный ряд  состоит из водила 5, сцепленных сателлитов 2', 3 и коронного колеса 7. Третий планетарный  ряд состоит из солнечной центральной  шестерни 4, водила 5 сателлитов 3' и коронного  колеса 8.

В то же время первый планетарный  ряд, сцепленные сателлиты 2-2', 3-3' и коронное колесо 8 представляют собой дифференциальный механизм с отрицательным значением  передаточного отношения между  коронными колесами 6 и 8.

Солнечная центральная шестерня 1, второй планетарный ряд, сателлиты 3', коронное колесо 8 представляют собой  дифференциальный механизм с положительным  значением передаточного отношения  между коронными колесами 7 и 8.

Солнечная центральная шестерня 1, водило 5, сцепленные сателлиты 2-2', 3-3', солнечная центральная шестерня 4 и коронное колесо 8 представляют собой  дифференциальный механизм с отрицательными значениями передаточных отношений  между солнечными центральными шестернями 1, 4 и между солнечной центральной  шестерней 4 и коронным колесом 8, с  положительным значением передаточного  отношения между солнечной шестерней 1 и коронным колесом 8.

Таким образом, многопоточный  дифференциальный механизм представляет собой совокупность четырех дифференциальных механизмов с входным звеном, которым  является солнечное колесо 1, выходным - коронная шестерня 8 - и общим для  всех четырех дифференциальных механизмов водилом 5.

Число степеней свободы данного  механизма равно двум, для его  кинематической определенности необходимо задавать две связи или два  закона движения каких-либо звеньев. При  постоянном числе оборотов звена 1, равном n₁, необходимо задать какую-либо частоту вращения еще одному из звеньев механизма, например затормозить одно из звеньев.

При торможении коронного  колеса одного из планетарных рядов  многопоточного дифференциального  механизма и солнечной центральной  шестерни сателлиты этого ряда начинают обкатываться по заторможенному коронному  колесу, передавая крутящий момент через оси на водило 5, которое  при этом будет совершать переносное движение. Далее переносное движение водила 5 передается на звено 8, соединенное  с выходным валом. При этом тормоз коронного колеса воспринимает реактивный момент.

Передаточное отношение  между входным 1 и выходным 8 звеньями определяется выражением (3):

где - передаточное число между входным валом и водилом при заторможенном звене р;

- передаточное число между водилом  и выходным валом при заторможенном  звене р.

При торможении водила 5 механизм превращается в обычный рядный редуктор, передаточное отношение между входным 1 и выходным 8 звеньями определяется выражением (4):

Входное звено 9, связанное  с солнечной центральной шестерней 1, может быть соединено фрикционной  блокирующей муфтой 15 с водилом 5. В результате такого соединения звено 1 и звено 5 многопоточного дифференциального  механизма получают одинаковое число  оборотов, происходит блокировка механизма  и он работает как жесткий вал, осуществляя прямую передачу.

Автоматическая ступенчатая  планетарная коробка передач (фиг.3), реализующая восемь передач прямого  хода и одну передачу заднего хода, содержит картер 10, входное звено 9, выходное звено 8, пять фрикционных  тормозов 11, 12, 13, 14, 18 и многопоточный  дифференциальный механизм. Входными звеньями многопоточного дифференциального  механизма являются солнечная центральная  шестерня 1 и водило 5, которые могут  соединяться с помощью фрикционных  блокирующих муфт 16, 17 с входным  звеном 9 коробки передач, солнечная  центральная шестерня 1 соединяется  с помощью фрикционного тормоза 18 с картером коробки передач.

При торможении коронного  колеса одного из планетарных рядов  многопоточного дифференциального  механизма и солнечной центральной  шестерни первого планетарного ряда сателлиты этого ряда начинают обкатываться по заторможенному звену, передавая  крутящий момент через оси на водило 5, которое при этом будет совершать  переносное движение. Далее переносное движение водила 5 передается на звено 8, соединенное с выходным валом.

При включенной фрикционной  блокирующей муфте 17 и последовательном включении одного из тормозов передаточное отношение между входным 1 и выходным 8 звеньями определяется выражением (5):

При включенной фрикционной  блокирующей муфте 16 и последовательном включении одного из тормозов передаточное отношение между входным 5 и выходным 8 звеньями определяется выражением (6):

При включенной фрикционной  блокирующей муфте 17 и торможении водила 5 фрикционным тормозом 12 механизм превращается в обычный рядный редуктор, передаточное отношение между входным 1 и выходным 8 звеньями определяется выражением (7):

При одновременном включении  фрикционных блокирующих муфт 16, 17 звено 1 и звено 5 многопоточного дифференциального  механизма получают одинаковое число  оборотов, происходит блокировка механизма  и он работает как жесткий вал, осуществляя прямую передачу.

Данная автоматическая ступенчатая  планетарная коробка передач  является трехстепенной, так как  для получения какой-либо определенной передачи требуется включение одной  из фрикционных блокирующих муфт и одного фрикционного тормоза, то есть двух управляющих элементов одновременно.

Автоматическая ступенчатая  планетарная коробка передач (фиг.4), реализующая восемь передач прямого  хода и две передачи заднего хода, содержит картер 10, входное звено 9, выходное звено 8, блокирующую муфту 24 и фрикционные тормоза 11, 12, 13, 14, 23, многопоточный дифференциальный механизм, дополнительный повышающий планетарный механизм (делитель) с  положительным внутренним передаточным отношением, меньшим единицы, который  состоит из входного звена 9, соединенного с ведущей солнечной шестерней 19, водила 22 с двухвенцовыми сателлитами 20-20', выходной солнечной шестерни 21, муфты свободного хода 25, установленной  между солнечной шестерней 21 и  водилом 22.

При постоянном числе оборотов звена 9 необходимо задавать какую-либо частоту вращения еще одному или  двум из звеньев автоматической ступенчатой  коробки передач, например затормозить  одно или два звена. При необходимости  одновременного торможения двух звеньев  одним из звеньев является водило делителя, а вторым - тормозное звено  многопоточного дифференциального  механизма.

При отсоединенном фрикционном  тормозе 23 водило 22 стремится иметь  число оборотов больше чем число  оборотов звена 21, муфта свободного хода 25 блокирует делитель, при этом число оборотов выходного звена  делителя 21 равно числу оборотов входного звена 9 коробки передач.

В этом случае осуществляется торможение только одного звена многопоточного дифференциального механизма и  передаточное отношение между входным 9 и выходным 8 звеньями определяется выражением (8):

При торможении фрикционным  тормозом 23 водила 22 делителя он преобразуется  в мультипликатор с повышенным числом оборотов выходного звена 21, передаточное отношение между входным валом 9 и выходным звеном 21 определяется выражением (9):

В этом случае одновременно с фрикционным тормозом 23 включается один из фрикционных тормозов 11, 12, 13, 14, передаточное отношение между  входным 9 и выходным 8 звеньями определяется выражением (10):

С целью реализации прямой передачи одновременно отсоединяются  фрикционные тормоза делителя и  многопоточного дифференциального  механизма и соединяется солнечная  центральная шестерня 4 многопоточного дифференциального механизма с  помощью фрикционной блокирующей  муфты 24 с коронным колесом 8, звено 4 и звено 8 получают одинаковое число  оборотов, происходит блокировка механизма, и он работает как жесткий вал  совместно с выходным звеном 21 делителя, который заблокирован муфтой свободного хода 25.

С целью реализации повышенной передачи одновременно включаются фрикционный  тормоз 23 делителя и фрикционная  блокирующая муфта 24. При этом многопоточный  дифференциальный механизм блокируется  и число его оборотов становится равным повышенному числу оборотов выходного вала 21 делителя.

Автоматическая ступенчатая  планетарная коробка передач (фиг 5), реализующая двенадцать передач  прямого хода и две передачи заднего  хода, содержит картер 10, входное звено 9, выходное звено 8, три фрикционные  блокирующие муфты 16, 17, 30, пять фрикционных  тормозов 11, 12, 13, 14, 18, многопоточный  дифференциальный механизм, дополнительный понижающий планетарный ряд с  отрицательным внутренним передаточным отношением, большим единицы, который  состоит из ведущего коронного колеса 28, водила 29, сателлитов 27 и неподвижно закрепленной солнечной шестерни 26.

При постоянном числе оборотов звена 9 возможно последовательное задание  частоты вращения одному из двух звеньев - солнечной центральной шестерне 1 с помощью фрикционной блокирующей  муфты 17 или водилу 5 последовательно  с помощью фрикционной блокирующей  муфты 16, а затем с помощью фрикционной  блокирующей муфты 30.

При последовательном торможении коронных колес одного из планетарных  рядов многопоточного дифференциального  механизма сателлиты этого ряда начинают обкатываться по коронному  колесу, передавая крутящий момент через оси на водило 5, которое  при этом будет совершать переносное движение. При этом тормоз коронного  колеса воспринимает реактивный момент. Далее переносное движение водила 5 передается на звено 8, соединенное  с выходным валом.

При включенной фрикционной  блокирующей муфте 17 и последовательном включении фрикционных тормозов передаточное отношение между входным 9 и выходным 8 звеньями определяется выражением (11):

При включенной фрикционной  блокирующей муфте 16 и последовательном включении фрикционных тормозов передаточное отношение между входным 9 и выходным 8 звеньями определяется выражением (12):

При включенной фрикционной  блокирующей муфте 30 и последовательном включении фрикционных тормозов передаточное отношение между входным 9 и выходным 8 звеньями определяется выражением (13):

где i_9-5 - передаточное число между входным 9 валом и входным звеном 5 многопоточного дифференциального механизма при включенной фрикционной блокирующей муфте 30.

При одновременном включении  фрикционных блокирующих муфт 16, 17 многопоточного дифференциального  механизма водило 5 и солнечная  центральная шестерня 1 получают одинаковое число оборотов, происходит блокировка механизма и он работает как жесткий  вал, осуществляя прямую передачу.

Данная коробка передач  является трехстепенной, так как  для получения какой-либо определенной передачи требуется включение двух из управляющих элементов.