Рост эффективности трансмиссии достигается увеличением разброса передаточных чисел и увеличением числа передаточных чисел планетарных автоматических коробок передач. Блокировочная муфта гидротрансформатора (БМГ) при этом способствует такому росту. Однако чтобы добиться успеха, требуется БМГ под большое количество взаимодействий при более высоких энергиях. Конечно, проблемы интенсивности шума от вибраций трансмиссии часто ограничивают скорость блокировки, поэтому демпфер (в плане совершенства конструкции) также становится важным объектом внимания.
Демпфер и муфта сцепления системный подход
Зарубежным производством легковых машин используется системный (целостный) подход к настройке амортизаторов трансмиссии уже более трёх десятков лет. Этот подход позволил разработать демпфер различных концепций. Например, двухсекционный маховик и турбинный демпфер. Этот опыт, а также инструменты, разработанные за этот период времени, открывают беспрецедентную способность адаптировать амортизаторы для решения задач постоянно меняющегося автомобильного рынка.
На современном автомобильном рынке представлено множество типов трансмиссий. Сюда относятся:
- 6-ти и 7-ми ступенчатые планетарные автоматические коробки передач,
- параллельные и последовательные гибриды с многочисленными системами старт/стоп,
- коробки передач с двойным сцеплением.
Последние тенденции в области двигателей также требуют внимания в связи с постоянно растущей популярностью дизельных двигателей и возрождением двигателей с функцией отключения цилиндров.
Рассматривая традиционную планетарную автоматическую коробку передач, становится очевидным: существует три точки под размещение демпфера в потоке крутящего момента традиционного гидротрансформатора, как показывает картинка выше.
Разработка на демпфер немного истории
Конструкция двухсекционный маховик впервые появилась в 1985 году. Разработка отличалась хорошей виброизоляцией трансмиссии с механической коробкой передач. За прошедшие с тех пор годы создано большое количество двухсекционных маховиков. С целью достижения качества изоляции двухсекционных маховиков в автоматических трансмиссиях, разработан двухсекционный гидротрансформатор.
На картинке выше слева показан двухсекционный гидротрансформатор с демпфером между двигателем и насосом. Обычный (типичный) гидротрансформатор и демпфер показаны в центре. Здесь демпфер между насосом и турбиной активен только тогда, когда включен гидротрансформатор.
Там же турбинный демпфер показан справа: механика расположена между турбиной и входным валом. Каждая схема имеет свои преимущества и недостатки. Двухсекционный гидротрансформатор обычно обеспечивает хорошую торсионную изоляцию, но требует соблюдать осторожность относительно резонансов при запуске и выключении.
Турбинный демпфер – это удачное решение для многих марок автомобиля с задним приводом. Конструкция исключает режим трансмиссии, распространённый для большинства легковых автомобилей с задним приводом. Этот режим так и называется — турбинный.
Исключение этого режима позволяет более широко использовать гидротрансформатор, что даёт увеличение экономии топлива при сохранении малых уровней шумов. Следует отметить: впервые турбинный демпфер появился в 1996 году и очень скоро приобрёл высокую популярность.
Новые концепции силовых агрегатов
Быстро меняющийся автомобильный рынок, запросы потребителей заставляют производителей машин изыскивать и разрабатывать новые концепции силовых агрегатов. Соответственно, расширятся и границы на демпферные конструкции. Однако остаются ещё концепции демпфирования, требующие более продвинутых и надёжных решений. На картинке выше показаны некоторые возможные концепции.
Очевидный момент: дизельные двигатели с непосредственным впрыском топлива развивают и производят высокую мощность. Здесь частоты крутящего момента демонстрируют значительный рост. Таким двигателям присущи лёгкие трансмиссии, обладающие очень низким сопротивлением и демпфированием. Тем самым достигается максимизация производительности и экономия топлива.
Именно таким силовым агрегатам требуются вышеупомянутые концепции демпфирования. Например, компактная версия, где инерционное кольцо на вторичной стороне выводит критические формы вибрации за пределы рабочего диапазона.
Передовые разработки на основе концепции открывают демпферные решения, которые действительно достигают намеченных целей. На рынок уже сейчас выходят гибридные автомобили, где используются несколько компоновок гибридной трансмиссии. Некоторые содержат гидротрансформаторы, некоторые — сухое или мокрое сцепление. Есть и варианты, где полностью отсутствует пусковое устройство.
Все гибридные трансмиссии, между тем, должны иметь торсионную изоляцию, и в большинстве случаев требуется демпфер. Конструкция для гибридной системы без пускового устройства показана на картинке выше. Этот механизм устанавливается между двигателем и трансмиссией. Трансмиссия содержит электродвигатель для запуска мотора каждый раз, когда автомобиль останавливается.
Конструкция требует достаточно низкую жёсткость пружины, чтобы изолировать колебания в полном рабочем диапазоне двигателя. Такая низкая жёсткость пружины, однако, способна создать проблемы при запуске двигателя. Собственная частота системы двигатель-демпфер-электродвигатель лежит на частоте работы двигателя ниже холостого хода.
Этот резонанс необходимо преодолевать каждый раз при запуске или остановке двигателя, что может создать шум и проблемы с долговечностью. Чтобы избежать этой проблемы, предусмотрена блокировочная муфта, которая включается в момент запуска и остановки двигателя. Пружина приводит в действие сцепление, а масло под давлением отключает сцепление при работающем двигателе. Двигатель приводит в действие масляный насос через ступицу насоса, аналогичную по конструкции гидротрансформатору.
При помощи информации: LUK
Публикация Демпфер и муфта сцепления автомобиля инновации впервые появилась на ZM.