Каждый приводной двигатель имеет оптимальную скорость, то есть наилучшее соотношение мощности и крутящего момента к потребляемой энергии. Чем ближе соответствующая рабочая скорость к этой оптимальной скорости, тем лучше процесс сгорания и тем ниже потребление и, следовательно, выбросы загрязняющих веществ. Этот диапазон скорости относительно низок в двигателях внутреннего сгорания. Чтобы иметь возможность управлять приводным устройством транспортного средства на всех скоростях в самом узком диапазоне скоростей, близком к оптимальной скорости, требуется большое количество передач. На сегодняшний день 10-скоростные трансмиссии были максимальными в секторе легковых автомобилей. В секторе коммерческих транспортных средств уже используется до 32 передач с первичной и / или механической коробкой передач, но параметры места установки и веса здесь менее важны.
Обзор 1-го совещания пользователей промышленного оборудования
С правильной коробкой передач для эффективной трансмиссии
Механические коробки передач относительно просты, но очень ограничены в количестве передач. Автоматические коробки передач очень сложные, большие и тяжелые из-за планетарных передач, соединенных последовательно с несколькими сцеплениями и преобразователями.
Последствия:
- большое количество деталей
- ниже общая эффективность
- большой вес
- большое пространство для установки
- высокие затраты
Для того, чтобы в полной мере использовать возможности, предлагаемые двигателями внутреннего сгорания, как с точки зрения выбросов загрязняющих веществ, так и с точки зрения производительности, необходимо включать все доступные варианты рука об руку и использовать все доступные варианты для повышения эффективности. Это в интересах каждого производителя автомобилей. Транспортная трансмиссия играет важную роль в этом. Faller License BV разработала совершенно новую трансмиссию с очень компактным дизайном и чрезвычайно большим количеством передач. Здесь компания представляет трансмиссии нового поколения:
Двигайтесь на любой скорости с оптимальной частотой вращения двигателя
Цель вождения с оптимальной частотой вращения двигателя на любой скорости была целью автопроизводителей с самого начала автомобилизма. Производители становятся все ближе и ближе к этой цели с 7-10-скоростными коробками передач, но технические усилия и, следовательно, цена очень высоки.
передача инфекции
Выберите, спроектируйте и вставьте правильно
Причина, по которой диапазон скоростей, в которых двигатели работают лучше всего и наиболее экономно, настолько узок, заключается в том, что с увеличением скорости наполнение и сгорание становятся все хуже и хуже. Генерируемый крутящий момент, который составляет от 60 Нм до 1000 Нм в зависимости от типа транспортного средства и класса, достигает максимального значения до достижения максимальной мощности. Сложная зарядка двигателя может несколько улучшить этот эффект, но не может устранить его.
Правильная передача также важна для электрических и гибридных приводов. Как и в случае с двигателем внутреннего сгорания, важно использовать как можно меньше первичной энергии и тем самым увеличить диапазон. Это видно, среди прочего, из различных коллоквиумов Шеффлера в последние годы.
Некоторые производители автомобилей уже планируют, разрабатывают или производят трансмиссии с 10 и более передачами, в результате чего разброс 11 уже описывается как сенсационный.
С новым поколением трансмиссии от Faller License BV может быть реализовано любое количество передач. По словам разработчиков, дизайн также поражает своей простотой.
Так работает многоскоростная коробка передач
Трансмиссия состоит из нескольких главных или первичных валов, каждый из которых имеет шестерню, которая может быть соединена на ее приводной стороне посредством муфты в виде кольца синхронизатора либо с приводным устройством, либо с другим, расположенным выше по потоку валом; дальше от одного или нескольких вторичных или вторичных валов, которые сконструированы одинаково.
Передача мощности на вторичный вал может происходить в любой точке и оттуда также может быть возвращена на главный вал в любом положении ниже по потоку. Муфта между приводным устройством и трансмиссией служит пусковым средством, все другие передачи могут переключаться за доли секунды практически без прерывания фрикционного соединения.
Эта новая коробка передач называется экспоненциальной коробкой передач, потому что она ведет себя как экспоненциальные числа относительно потока мощности, и ее структура соответствует их логике. В зависимости от количества вспомогательных валов (1, 2 или, возможно, даже 3) и уровней передач, количество передач рассчитывается следующим образом:
Количество передач = (количество валов) (количество уровней передач - 1)
Примеры:
- Таким образом, четырехступенчатая коробка передач состоит только из 3 пар передач (2 (3-1) = 4).
- С четырьмя парами передач уже можно достичь 2 (4-1) = 8 передач вместо обычных 4 передач.
- С основным валом вспомогательный вал 5 и плоскости зубчатого колеса (10 зубчатых колес) могут уже составлять 2 (5-1) или 16 программ вместо обычного переключателя 5 проходов.
- С главным валом, вторичным валом и 6 уровнями передач (12 передач) можно переключать 2 (6-1), то есть 32 передачи.
- Число возможных передач может быть увеличено до 32, 64, 128 и т. Д. С каждым дополнительным уровнем передачи.
Возможное количество шестерен с двумя промежуточными валами развивается еще более прогрессивно:
- С одним главным валом, двумя вспомогательными валами и 3 уровнями (только 9 передач) можно переключать 32, 9 передач.
- С главным валом, двумя вспомогательными валами и 4 уровнями передачи (только 12 передач) можно переключать 33, 27 передачи.
- С главным валом, двумя вспомогательными валами и 5 уровнями передач вы можете даже переключать 34, то есть 81 передачу.
Сколько курсов полезно?
Эксперты Faller License BV отвечают на вопрос о том, имеют ли 27, 32 или даже 64 или 81 курсы какое-либо значение с четким «да» с учетом усилий, необходимых в связи с полученными вариантами.
гибкость
Параметры редуктора в отношении скорости и крутящего момента, а также градации и распределения свободно определяются для каждой области применения. Число доступных здесь вариантов, например, для 16-ступенчатой коробки передач с числом зубьев 120 зубьев / уровень передачи и imax = 3 на одном уровне на основе 60 5 = 777 600 000. Если вычесть комбинации, которые не имеют смысла, потому что они повторяются, вариантов интерпретации все еще достаточно. Это означает, что с одним корпусом редуктора может быть создано много различных комбинаций передач с точки зрения изменения шага и распределения. Большое количество идентичных деталей и быстрая сборка должны оказать положительное влияние на цену трансмиссии.
Картинная галерея
Существуют различные подходы к стратегии смены:
- Чтобы двигатель работал в очень узком диапазоне скоростей, требуется большой разброс. Зубчатые передачи могут автоматически переключаться последовательно. С коробкой передач с 32 передачами и геометрической градацией с изменением шага на 10% разброс уже больше 1:21; с изменением шага 20% и только 16 передач, спред больше, чем 1:18. Скорость может быть в диапазоне примерно 150 н / мин. В равной степени возможная постепенная градация лучше подходит для увеличения сопротивления воздуха с более высокой скоростью. Диапазон скоростей еще более узкий с 81-ступенчатой коробкой передач, которая имеет только еще один вал. Здесь с шагом изменения около 4% спред составляет 1:24. Диапазон скоростей будет тогда только прибл. Варьируется 50 н / мин.
- С возможностью перехода между шестернями, как требуется, приращения также могут быть запрограммированы так, что длинные, оптимальные и короткие конструкции могут быть выполнены с одной передачей. Это позволяет реализовать любое количество программ или стратегий смены для всех возможных ситуаций вождения.
- В зависимости от требуемого крутящего момента (датчик крутящего момента), например, при движении в гору, приращения могут переключаться автоматически, уменьшая или увеличивая. Очень высокое передаточное число также имеет смысл, если, например, достаточный крутящий момент (= высокое тяговое усилие) должен быть доступен для внедорожных и коммерческих транспортных средств на низких скоростях, в то время как низкие передаточные числа требуются для нормального, ровного движения по дороге (перегрузка).
- Поскольку переключение передач обычно происходит по меньшей мере с двумя парами передач, скачок скорости также делится между этими двумя парами передач, так что разница скоростей, например, 100 н / мин, в идеальном случае будет означать разницу скоростей на передачах всего 10 н / мин.
Из-за небольших возможных скачков скорости двигатель может работать непрерывно в оптимальном диапазоне мощности и крутящего момента. По словам разработчиков Faller License BV, это снижает расход топлива на 15-20%. Для производителей дизельных транспортных средств этот аспект может стать особенно важным в связи с модернизацией оборудования. Это важный аспект, особенно в том, что касается ограничения CO 2 в 95 г CO 2 / км (что соответствует приблизительно 3,6 литра дизельного топлива или 4,1 литра бензина / 100 км), которое будет ужесточено к концу 2024 года. Кроме того, небольшие ступени переключения также повышают комфорт вождения.
По сравнению с автоматическими коробками передач, спроектированными как многоступенчатые планетарные передачи, технические усилия очень низки. Требуемые соединения отдельных секций вала по существу соответствуют кольцам синхронизатора механической коробки передач. Устраняя необходимые компоненты для других (автоматических) коробок передач, таких как тормоза, преобразователи, двойное сцепление, несколько планетарных ступеней и т. Д., Усилие компенсируется.
В этой передаче вход и выход, как правило, коаксиальны, но также могут быть смещены относительно оси или могут быть выполнены ортогонально с помощью связанной угловой ступени.
По словам разработчиков, эта трансмиссия также может использоваться в качестве мотоциклетной и велосипедной трансмиссии, приводимой в действие с помощью переключающего барабана, и в качестве трансмиссии с двойным сцеплением. Ввод и вывод также могут осуществляться с одной и той же стороны.
Разместите любое количество проходов в самых маленьких местах
Согласно Faller License BV, трансмиссия предлагает возможность размещения любого количества передач в самых маленьких пространствах, тем самым экономя вес и топливо. Большое количество передач позволяет реализовать различные стратегии переключения и адаптировать поведение при вождении к каждому возможному требованию, особенно в отношении использования AI. В частности, внедорожники и коммерческие автомобили могут воспользоваться этими опциями.
Разработчики особо хотели бы подчеркнуть небольшой размер и небольшой вес коробки передач. Например, трансмиссия с 8 (16) передачами требует только 4 (5) пар передач и, в зависимости от мощности передачи, такая же короткая и легкая, как и обычная 4 (или 5) передача. Кроме того, чередование муфт вала между валами должно обеспечивать практически бесперебойную передачу мощности с любыми зазорами.
Основные свойства многоскоростной передачи кратко суммированы:
- Переключение почти без прерывания тяги,
- возможен пропуск передач,
- очень быстрые операции переключения, даже с ручным наложением, например, для гонок,
- хорошая эффективность по сравнению с (конвертером) автоматической коробкой передач,
- благоприятное пространство для всех транспортных средств,
- много идентичных деталей (также с ручными коробками передач), что приводит к большим количествам при низких затратах,
- короткие сроки сборки и низкие затраты на сборку,
- обычные преимущества автоматических коробок передач (защита от глушения, переключения и превышения оборотов двигателя),
- Стратегии оптимального потребления, особой спортивности или работы без двигателя на этапе холодного бега,
- нет необходимости в постоянном питании, чтобы соединения были открытыми или закрытыми,
- взаимная блокировка передач невозможна.
В сочетании с соответствующими датчиками и исполнительными механизмами эту коробку передач можно сравнить с клавиатурой пианино, в которой нажимаются только те клавиши (шестерни), которые необходимы для соответствующей мелодии (ситуация вождения).