Planetaarne käigukast: mis see on ja kuidas planetaarülekanne töötab
Autodele ilmus planetaarne manuaalkäigukast väga kaua aega tagasi. Seda tüüpi käigukasti kasutati autotööstuse koidikul. Legendaarsele Ford T mudelile pandi nn "planeedi", kus juht juhtis kasti eraldi pedaalidega.
Kui me räägime kaasaegsetest autodest, siis tänapäeval kasutatakse planeediülekannet aktiivselt automaatkäigukastides. Järgmisena vaatleme, kuidas on paigutatud automaatkäigukasti planetaarülekanne, milline on selle mehhanismi tööpõhimõte ja millised omadused on planetaarkäigul automaatkäigukastis.
Artikli sisu
Planetaarne mehhanism: eesmärk ja seade
Ülekandeseadmes võimaldab planetaarmehhanism muuta väljundvõlli kiirust ja vajadusel ka pöörlemissuunda. Samal ajal on mehhanismi töös võimalik eristada sõltuvust, et mida väiksem on väljundvõlli pöörlemiskiirus, seda suurem on selle pöördemoment.
Niisiis põhineb planetaarülekanne mitmel pöörleval käigul. Käigureid on järgmist tüüpi:
- päikesevarustus;
- ringkäik
- satelliidid;
Planeedimehhanism sai oma nime hammasrataste paigutuse tõttu (nagu planeedid ümber päikese). Seadme skeem eeldab, et päikesevarustus asub keskel, mille ümber satelliidid pöörlevad. Satelliidid on omavahel ühendatud kandjaga, väljaspool satelliite on paigaldatud rõngasratas. Seda tüüpi käigud on ühendatud sisend- või väljundvõlliga.
Planeedi käigu üldine tööpõhimõte on, et üks hammasratastest (päike, kroon või kandur) on jäiga kinnitusega. Sel juhul muutub element edastavaks elemendiks.
Näiteks kui hammasratas on fikseeritud, siis sisendvõll edastab pöördemomendi päikesehammasrattale. Päikesevarustusest edastatakse pöördemoment edasi satelliitidele. Satelliidid liiguvad üle ringratta ja pööravad planeedi kandurit.
Kandur omakorda edastab pöördemomendi kasti väljundvõllile. Selle põhimõtte järgi ehitatakse planetaarkäigukast, mis sisaldab ka spetsiaalseid pidurisüsteeme (pidureid) ja planetaarmehhanismi blokeerivaid elemente.
Võttes arvesse disainifunktsioone, saab eristada kahte tüüpi planetaarülekandeid:
- esimese tüübi puhul on blokeeritud ainult ühte tüüpi käigud (üheastmeline planetaarülekanne);
- teises on võimalik blokeerida erinevat tüüpi hammasrattaid (mitmeastmeline planetaar);
Samuti võib planetaarülekande komplekt olla kas fikseeritud elemendiga või diferentsiaaliga. Teisel juhul pole ükski element jäigalt fikseeritud, mis võimaldab pöörlemist eraldi muuta (võllidele rakendatavate jõudude kaudu). See mehhanism võimaldab kõige vähem koormatud võllil pöörata suurima kiirusega.
Kus on autos kasutatav planetaarülekanne
Alustame sellest, et planetaarülekannet kasutatakse erinevat tüüpi seadmete seadmetes. Autotööstuses on auto diferentsiaali keskmes enamasti planetaarülekanne.
Diferentsiaal on igal veoteljel. Seda tüüpi planetaarülekannet kasutatakse just diferentsiaalis, kus ühelgi elemendil pole jäik kinnitust. Sisendvõlli kaudu edastatakse hetk hammasrattale (mitte kroonile, kuna hambad ei asu mitte all, vaid külgedel). Käik edastab pöördemomendi satelliitidele, mille külge on kinnitatud 2 päikese hammasratast.
Tööpõhimõte on selline, et satelliidid pöörlevad sama kiirusega, kuid päikese hammasrattad võivad olla erineva pöörlemiskiirusega ja üksteisest erinevad. Kui aga kiirused kokku liita, on summa alati sama.
- Läheme kaugemale. Planeediülekanne on ka hüdromehaanilise planetaarautomaatkäigukasti aluseks. Lihtsamalt öeldes põhineb ka üldine tööpõhimõte kolme tüüpi hammasrataste pöörlemisel. Samal ajal on seade palju keerulisem, kuna kaasaegne käigukast nõuab edasiliikumiseks 5–6 käiku. On üsna ilmne, et sellist ülesannet on võimatu ellu viia ühe planeedi mehhanismi puhul.
Kaasaegse käigukasti seadmes kasutavad insenerid tervet automaatkäigukasti planetaarkäigukomplekti. Planetaarsed hammasrattad on tegelikult omavahel ühendatud mitme planeedimehhanismi kaudu. Tänu sellele disainile saab paindlikult rakendada ülekandearvu vahemikku 0,7:1 (kõrgete käikude jaoks) ja 4,5:1 (madalate käikude jaoks). Ülekandearv, näiteks 0,7:1, tähendab, et väljundvõlli ühe pöörde kohta teeb sisendvõll 0,7 pööret.
Ka automaatkäigukastis on spetsiaalsed pidurimehhanismid, mis on vajalikud käiguvahetuseks. Nendel mehhanismidel (automaatkäigukasti pidurid) on võime aeglustada käikude pöörlemist, samuti blokeerida need täielikult teiste elementide ühendamiseks.
Planeedivarustuse plussid ja miinused
Alustuseks on sellel mehhanismil mitmeid ilmseid eeliseid:
- kompaktsus (kõik käigud on samal teljel, asuvad kõrvuti);
- madal müratase töö ajal (hammaste koormus on minimaalne);
- mehhanism pakub laiendatud ülekandearvude valikut;
- hambad taluvad suurt koormust, samuti on rohkem hammasrattaid ise;
- väiksem vibratsioonikoormus, sujuv töö;
Puudustest võib välja tuua konstruktsiooni keerukuse suurenemise, kõrge tootmishinna, kokkupaneku täpsuse nõuded ja hooldatavuse vähenemise. Kokkupanemisel on äärmiselt oluline saavutada kõigi elementide täpne asukoht.
Planeedikomplekti või planetaarülekande kasutamine suure koormusega süsteemis toob kaasa efektiivsuse ja töökindluse vähenemise. Põhjuseks palju käike ja komponente, mille tulemusena suurenevad hõõrdekaod, suureneb rikete oht.
Samuti saate esile tõsta suurt tundlikkust määrimise suhtes ja määrdeaine kvaliteeti võrreldes planetaarülekandega. Näiteks kui automaatkäigukastis pole piisavalt õli, läheb selline kast kiiresti üles.
Samuti soovitame lugeda artiklit selle kohta, mis on allakäiguvahetus auto ülekandeseadmes. Sellest artiklist saate teada käigukasti tööpõhimõtete ja käiguvahetuse eesmärgi kohta.
Nii või teisiti pole planetaarkarbil võllid, liugurid, järjestikku paigutatud hammasrattad, mis muudab selle väga kompaktseks ja võimaldab paigutada ka kõige kitsamasse ruumi.
Isegi planetaarkäigukastid suudavad edastada suurt pöördemomenti (sellist käigukasti kasutatakse isegi raske sõjatehnika ehitamisel). Pöördemoment jaotub satelliitidele üsna ühtlaselt (eriti kui neid on rohkem kui 3), samas kui hambad kogevad väiksemat koormust võrreldes kahe- või kolmevõllilise käigukastiga.
Samuti võime pädeva ja õigeaegse hoolduse korral rääkida suurest ressursist ning juba planetaarkäigukastide disain võimaldab nende juhtimissüsteemi suhteliselt hõlpsalt rakendada. Lihtsamalt öeldes kasutatakse karbis rihmapidureid ja lukustussidureid. Ribapidur peatab käigud sujuvalt, sidur aga laseb neil blokeerida, mis viib käiguvahetuseni.
Samuti on hästi läbimõeldud planetaarkäigukast (eeldusel, et ülekandearv on õigesti valitud) suurema kasuteguriga kui kahe- ja kolmevõllilised manuaalkäigukastid.
Peamiseks puuduseks võib pidada seda, et automaatkäigukastides, kus on vaja saada 3, 4, 5 või enam astet, on vaja kaskaadplaneedisüsteeme. See lahendus muudab seadme töö oluliselt keerulisemaks, vähendades tõhusust ja üldist töökindlust.
Mis on tulemus
Nagu näete, kasutatakse planeedi automaatkäigukasti ja muid planetaarmehhanismil põhinevaid sõlmesid kaasaegses autotööstuses aktiivselt. Pealegi on automaatsete planetaarkäigukastide masstootmine arenenud riikides manuaalkäigukastid praktiliselt välja vahetanud.
Samuti soovitame lugeda artiklit selle kohta, mis on diferentsiaal käigukasti seadmes. Sellest artiklist saate teada käigukasti diferentsiaali omaduste, eesmärgi ja tööpõhimõtete kohta. Tänapäeval on hüdromehaanilised planetaarautomaatkäigukastid (automaatkäigukastid) ja astmeteta CVT käigukastid (variaatorid) laialt levinud erinevate klasside sõiduautodel, linnamaasturitel, veoautodel jne.
Mugavuse ja töökvaliteedi tõttu on automaatkäigukastid väga populaarsed, tõrjudes jätkuvalt välja manuaalkäigukastid isegi eelarvesegmendist (näiteks automaatkäigukastiga Hiina autod).
