Частота вращения валов трансмиссии

Крутящий момент, развиваемый двигателем ав­томобиля, должен передаваться через коробку передач и дифференциал на ведущие колеса, для чего в автомобилях используются приводные валы. При движении автомобиля колеса посто­янно перемещаются вверх-вниз, а управляемые передние колеса еще и поворачиваются впра­во-влево, что не позволяет применять жесткое соединение приводных валов с другими агрега­тами автомобиля. Если двигатель расположен спереди, а ведущие колеса — задние, то в качестве приводного используется вал с карданными шар­нирами (карданный вал).

Задача приводного вала — эффективно пере­давать крутящий момент от одного агрегата к другому, независимо от того, расположены они соосно или со смещением относительно друг друга.

Приводной вал должен работать в широком диапазоне частоты вращения и при этом обе­спечивать возможность достаточно больших взаимных перемещений соединяемых элементов во всех плоскостях. Разнообразие требований к шарнирам приводных валов привело к появле­нию самых разных вариантов привода.

Видео:Датчик частоты вращения, где он находитсяСкачать

История создания приводных валов

Всерьез о трансмиссии задумались создатели первых автомобилей. Сначала общепринятым был привод на задние колеса, так как решить про­блемы переднего привода не удавалось. В случае передних ведущих колес крутящий момент дол­жен равномерно передаваться не только при ли­нейном смещении колеса вверх-вниз, но и при повороте колеса из стороны в сторону.

Для заднего привода передача крутящего момента от двигателя к заднему мосту была реализована с помощью продольного вала с кар­данными шарнирами. Такой подход к решению проблемы был более простым, ведь углы откло­нения таких шарниров небольшие и не влияют на ходовые качества автомобиля.

Изобретение карданного шарнира восходит к XVI столетию; авторами считаются итальянец Джероламо Кардано и англичанин Роберт Гук.

В середине XVI века Кардано создал кольцевой шарнир, в котором корабельный компас оставал­ся в горизонтальном положении, несмотря на морскую качку.

В 1664 году Роберт Гук подтвердил патентом, что его кольцевой шарнир способен соединить концы двух несоосных валов, расположенных под углом друг к другу (рис. 2 «Универсальный шарнир Роберта Гука«).

Термины «карданный шарнир» или «шарнир Гука» и сегодня напоминают об этих двух авторах давнего изобретения.

С появлением переднего привода карданные шарниры использовались и там, но в связи с повышением требований к управляемости и ди­намике автомобиля поиск более оптимальной передачи крутящего момента привел к появлению шарниров равных угловых скоростей (ШРУС).

На современных легковых автомобилях кар­данный шарнир применяется только на продоль­ном карданном валу привода задних ведущих ко­лес, хотя и здесь постепенно сдает свои позиции. Различия между карданным шарниром и ШРУ­Сом объясняются в следующих главах.

На грузовых автомобилях карданный шар­нир по-прежнему используется на продольном карданном валу привода задних колес, а также в виде сдвоенного карданного шарнира — на по­перечных приводных валах.

В декабре 1926 года французские инженеры Пьер Фенай и Жан-Альбер Грегуар получили па­тент на изобретенный ими шарнир Tracta. Этот шарнир состоял из четырех деталей, соединен­ных скользящими направляющими. Чтобы не распадаться, он должен был постоянно находить­ся внутри полусферы.

Шарнир изготавливался на обычных универ­сальных станках и мог использоваться для пере­дачи большого крутящего момента, поэтому во время Второй мировой войны им оснащались многие французские, английские и американские полноприводные автомобили.

Для шарнира Tracta (рис. 3 «Деталировочный чертеж шарнира Tracta») впервые было использовано определение «гомокинети­ческий», которое и по сей день используется для обозначения шарниров равных угловых скоростей. Сам шарнир сегодня уже не приме­няется.

Как и в Европе, в Америке тоже пытались ре­шить проблему синхронного вращения, и 4 мая 1923 года Карл Вайсс запатентовал разработан­ный им вариант такого шарнира (рис. 4 «Чертеж к патенту шарнира Вайсса«).

Этот шарнир изготавливался с 1934 года, но его массовый серийный выпуск начался только после Второй мировой войны. До середины 80-х годов прошлого века он применялся на автомо­билях Mercedes-Benz.

В то время, как шарнир Вайсса допускал отклонение не более чем на 20° и применялся на автомобилях с задним приводом, шарнир Tracta мог работать уже под углом до 50°.

В современном автомобилестроении шарнир Вайсса, не в последнюю очередь из-за своей большой удельной массы, практически не при­меняется.

Самый распространенный в настоящее время ШРУС основан на патенте, который получил ин­женер Ford Альфред Ганс Рцеппа в июне 1933 года (рис. 5 «Чертеж к патенту шарнира Рцеппа«).

Читайте также: Гудит компрессор кондиционера при включении пассат б7

Для достижения современного технического уровня потребовалось много исследовательской работы. Главную роль в этом сыграли английская фирма Hardy Spicer и основанная в 1948 году немецкая компания по производству шарниров Lohr&Bulmkamp.

На базе шарнира Рцеппа, который не допускал осевого смещения, эти две фирмы разработали универсальный ШРУС с возможностью продоль­ного перемещения деталей.

Видео:Карданная передача, основы. Карданные шарниры не равных и равных угловых скоростей (ШРУСы)Скачать

Системы привода

Большая часть выпускаемых сегодня легковых автомобилей оснащается приводными залами с шарнирами равных угловых скоростей. От­дельные схемы привода ведущих колес по­казаны с гомокинетическими (от греческого homos = одинаковый и kine = двигаться) шарни­рами (рис. 6 «Схемы привода ведущих коле»).

При переднем приводе ведущими являются передние колеса. На приводных валах со стороны колеса при­меняются жесткие ШРУСы (без возможности продольного перемещения деталей), а со сторо­ны коробки передач — универсальные (с возмож­ностью продольного перемещения). Передние колеса — управляемые, поэтому угол поворота в шарнире со стороны колеса должен достигать примерно 50°.

Из-за поперечного расположения двигателя и связанной с этим асимметрии в моторном отсеке приводные валы могут быть разной длины.

При заднем приводе ведущими являются за­дние колеса. На приводных валах как со стороны колеса, так и со стороны коробки передач применяются универсальные ШРУСы, поскольку в этом случае шарнир — в отличие от переднего привода — дол­жен компенсировать только изменение длины ва­лов из-за хода подвески вверх-вниз.

При полном приводе ведущими являются все колеса. Шарниры приводных валов применяются точ­но так же, как на описанных выше переднем и заднем приводах. Крутящий момент от силового агрегата на задние или (при расположенном сзади двигателе) на передние колеса передается с помощью продольного вала.

Частота вращения валов в этом случае может достигать 6000 об/мин, поэтому продольные валы оснащаются высокооборотными шарнирами. Далее отдельные типы шарниров рассматриваются более подробно.

Видео:Принцип работы двойной шарнирной карданной передачиСкачать

Общие показатели для приводных валов

Наряду с передачей усилия задачей приводных валов является и равномерная передача крутяще­го момента на ведущие колеса.

Угловая скорость

Приводные валы только с одним шарниром вра­щаются неравномерно.

Если два вала соединить простым карданным шарниром под определенным углом и вращать вал I с постоянной угловой скоростью ω₁ то вал II будет вращаться с неравномерной угловой скоро­стью ω₂ (рис. 7 «Приводные валы с одним шарниром«).

Эта неравномерность, часто называемая по­грешностью карданного шарнира, выражается в синусоидальном колебании угловой скорости вала II, как показано на графике цикла вращения 360° (рис. 8 «Изменение угловой скорости в зависимости от положения карданного шарнира«).

При 0°, 180° и 360° вилка шарнира на валу I расположена горизонтально и обладает меньшей угловой скоростью, чем в вертикальных положе­ниях 90° и 270°.

Такое ускорение и замедление крестовины шарнира соответственно изменяет и угловую ско­рость вала II.

Поскольку решению этой проблемы способ­ствуют угловое и параллельное смещение валов (за счет конструктивно обусловленного располо­жения элементов трансмиссии и достаточно эла­стичных опор), карданные валы автомобиля всег­да оснащаются двумя шарнирами. Это позволяет компенсировать неравномерно­сти вращения вала.

Максимальный угол в шарнире

Максимальный угол отклонения от горизонтали (рис. 9 «Угол в шарнире«) показывает, под каким углом может работать шарнир, соответствуя требованиям по равномерности передачи крутящего момента и долговечности.

В автомобильной технике максимальный угол в шарнире может составлять более 50°.

Схемы расположения карданных валов

Неизбежно возникающую неравномерность вра­щения можно компенсировать последователь­ным размещением двух шарниров на одном валу.

При этом различают два варианта их располо­жения: Z-схема и W-схема.

Z-схема

Z-схема или Z-изгиб представляет собой наибо­лее распространенный вариант применения кар­данного вала. В этом случае изгиб происходит только в одной плоскости (рис. 10 «Z-схема«).

Для абсолютно синхронного вращения веду­щего и ведомого валов, соединенных карданным валом, вилки шарниров этого общего вала долж­ны находиться в одной плоскости, а углы в шар­нирах должны быть одинаковы.

W-схема

Еще одним способом избежать нежелательных колебаний частоты вращения между валами I и II является W-схема их расположения (рис. 11 «W-схема«).

И в этом случае углы в карданных шарнирах должны быть одинаковыми, а их вилки — нахо­диться в одной плоскости.

Читайте также: Как обеспечить соосность валов

Общее правило для Z-схемы и W-схемы за­ключается в том, что карданный вал и соединяе­мые им концы ведущего и ведомого валов долж­ны лежать в одной вертикальной плоскости.

В случае бокового смещения при использова­нии Z-схемы достаточно, чтобы пространствен­ный угол оставался минимальным.

Чтобы избежать нежелательных колеба­ний частоты вращения вала при использовании W-схемы, угол смещения необходимо высчитать заранее (рис. 12 «Боковое смещение«).

Видео:Датчик скорости входного вала KIA SORENTO BLСкачать

Диагностика и замена датчика частоты вращения входного вала АКПП

Часто случается так, что вы вините машину в поломке двигателя, некачественном топливе, которое залили на заправке, хотя на самом деле просто вышел из строя датчик частоты вращения входного вала в АКПП. Повреждение может быть механическим, разрушение герметичности корпуса, или внутренним, окисление контактов. Но обо всем по порядку.

Напишите в комментариях, у вас уже выходило из строя это устройство?

Видео:Расчёт диаметров шкивов ремённой передачи. Часть 1. Инструкция на онлайн калькулятор. Тест привода.Скачать

Датчик скорости входного вала АКПП

На АКПП устанавливается два датчика скорости.

• один фиксирует число вращений входного вала;
• второй замеряет ее.

Внимание! У автоматических коробок переприводных автомобилей датчик измеряет число вращений шестерни дифференциала.

Датчик входного вала – это магнитный бесконтактный прибор, основанный на эффекте Холла. Состоит из магнита и интегральной схемы Холла. Это оборудование упаковано в герметичный корпус.

Информация от этих датчиков поступает на электронный компьютер управления автоматом, где им же и обрабатывается. Если наблюдаются какие-то неисправности либо с датчиком, либо с коленвалом или дифференциалом, то АКПП встает в аварийный режим.

Если же ЭБУ не находит никаких проблем по показаниям датчика, а скорость машины падает или не набирается, горит Check Engine, то возможно неисправность находится в самом датчике входного вала АКПП. Но об этом позже.

Сейчас я расскажу о том, как работает датчик входного вала.

Принцип работы

Как уже я писал, устройство фиксирует количество оборотов вала после переключения на одну из передач АКПП. Процесс работы датчика Холла таков:

1. Во время работы электромагнитный датчик создает особое электромагнитное поле.
2. Когда через датчик проходит выступ колеса или зуб шестеренки, установленного в нем «импульсного колеса», это поле изменяется.
3. Начинает действовать так называемый эффект Холла. Иными словами, образуется электрический сигнал.
4. Он преобразуется и поступает в электронный блок управления АКПП.
5. Здесь считывается компьютером. Низкий сигнал – это впадина, а высокий – выступ.

«Импульсное колесо» – это обычная шестеренка, установленная в прибор. Колесо имеет определенной число выступов и впадин.

Где находится

Датчик измерения скорости выходного вала АКПП устанавливают на корпус автомата рядом с воздушным фильтром. Устройства для измерения числа вращений входного и выходного валов различаются по номеру, прописанному в каталоге. У транспортных средств Hyindai Santа они имеют следующие значения по каталогу: 42620 и 42621.

Внимание! Нельзя путать эти приборы. В интернете много информации об этих устройствах, но часто неопытные писатели не различают их и пишут, как об одном и том же. Например, информация с последнего прибора нужна для регулировки давления смазывающего средства. Эти датчики АКПП имеют разную пропорциональность между оборотами и сигналами, которые исходят от них.

Именно эти устройства сразу сообщаются с блоком управления АКПП. Приборы сами по себе ремонтопригодные. Необходимо только будет проверить, есть ли трещины на корпусе.

Далее я расскажу вам о диагностике проблем с датчиком измерения числа вращения входного вала.

Диагностика

Если вы новичок автолюбитель и не знаете, как проверить, да и с чего начать поиск ошибок в устройстве, советую, прозвона контактов и измерения сигналов постоянного или переменного тока. Для этого вы используете мультиметр. Инструментом определяете напряжение и сопротивление.

Диагностика может проводиться и по толчкам, рывкам, которые чувствует водитель при переключении кулисы селектора в режим «D». Неисправный датчик отдает неверные сигналы о замерах вращения и соответственно создается слабое или чересчур повышенное давление, из-за чего проявляются провалы в наборе скорости при разгоне.

К визуальному типу диагностики опытные механики относят наблюдение за появлением ошибок на мониторе приборной панели. Например, о проблемах с датчиком входного вала могут говорить следующие горящие лампы на мониторе:

Читайте также: Ремонт рулевого вала audi

АКПП может запускать аварийный режим, либо включать только 3 передачу и больше никакую.

Если вы проверяете сканером с ноутбуком на руках, то отобразится следующая ошибка «P0715». В этом случае нужно либо заменить датчик входного вала АКПП, либо поменять поврежденные провода.

Видео:Ременная передача. Урок №3Скачать

Измерение вращения выходного вала АКПП

О датчике измерения вращения выходного вала АКПП я писал ранее, сравнивая с тем устройством, которое фиксирует скорость вращения. Сейчас поговорим о его неисправностях.

Неисправность датчика частоты вращения выходного вала определяется ошибкой P0720. ЭБУ коробки получает от прибора сигнал и решает, какую следующую скорость включить. Если от датчика не идет сигнал, то АКПП падает в аварийный режим или опытный механик диагностирует сканером ошибку 0720.

Но прежде, водитель может жаловаться, что автомобиль застрял на одной скорости и не переключает передачи. Наблюдаются провалы в разгоне.

Напишите в комментариях, если у вас были проблемами с устройствами для определения частоты вращения входного и выходного вала, какие ошибки выдавала вам АКПП.

Видео:Как проверить датчик скорости работает или нет.Скачать

Определение переключения передач

Теперь вы знаете все о датчиках, которые следят за скорость вращения входного и выходного вала. Поговорим об еще одном не мало важном устройстве – прибор для определения переключения передач. Он находится рядом с селектором. От него зависит выбор скорости и возможность включения водителем той или иной передачи.

Этот прибор контролирует положение кулисы селектора переключения скоростей. Но иногда он ломается и тогда, водитель наблюдает:

• неправильное обозначение выбранной им передачи на мониторе приборной панели;
• вообще не отображается буква выбранной передачи;
• переключение между скоростями происходит толчками;
• опоздание срабатывания переключения передачи. Автомобиль, например, может некоторое время постоять прежде чем поехать в заданном режиме.

Все эти неисправности происходят из-за :

• попадания капель воды внутрь корпуса, тут же нарушение герметичности;
• пыль на контактах;
• износ контактных ламелей;
• окисление контактов или загрязнение.

Чтобы исправить ошибки, возникшие из-за неправильной работы датчика, устройство нужно разобрать почистить. Используйте обычный бензин или керосин для зачистки контактов. Если нужно припаять отошедшие контакты, то спаяйте их.

Используйте проникающую смазку для очистки контактов. Но опытные механики и я не рекомендуем смазывать поверхность «Литолом» или «Солидолом».

Видео:Как работает МКПП. Вся суть за 6 минутСкачать

Особенности получения данных о положении селекторов в некоторых моделях автомобилей

Ремонтнопригодными датчиками обладают следующие модификации транспортных средств:

• Опель Омега. Ламели на устройствах определения положения селекторов – толстые. Поэтому редко выходят из строя. Если трескают, то легкая пайка соединяет контакты вновь;
• Рено Меган. Автовладельцы этой машины могут столкнуться с заклиниванием датчика входного вала. Так как плата упакована в хрупкий пластик, который очень часто плавится под воздействием высоких температур;
• Митсубиси. Датчики входного вала на АКПП Мицубиси славятся надежностью. Чтобы исправить их некачественную работоспособность, нужно разобрать его и продуть воздухом и зачистить контакты керосином.

Если чистка, продувка датчиков входного вала АКПП не помогает, то придется заменить его. Вы когда-нибудь меняли такие устройства? Если нет, то присаживайтесь поудобней. Я расскажу, как это делается собственными руками.

Видео:6.2 Кинематический расчет приводаСкачать

Замена датчика входного вала АКПП

Внимание! В редких случаях водители Рено Меган 2 поколения, да и других транспортных средств, могут вообще не заметить изменений в работе АКПП. Постепенное нарастание этой проблемы приведет к тому, что автомобиль может встать в аварийный режим где-нибудь посреди оживленного движения. Это приведет к созданию аварийной ситуации. Поэтому важно вовремя отдавать машину на техническое обслуживание в сервис-центре.

Ремонт и замена поврежденного датчика измерения частоты вращения выходного вала проводится следующим образом:

1. Откройте капот и снимите воздушный фильтр, чтобы подобраться к устройству.
2. Отсоедините его от разъемов.
3. Проверьте корпус на герметичность. Если все нормально, то вскройте устройство.
4. Проверьте напряжение и сопротивление прибора.
5. Если износились зубья шестеренки, то замените ее на новую.
6. Проверьте контакты и очистите их.
7. Если прибор в плохом состоянии, то замените его и установите новый.
8. После того, как выполнены все процедуры по установке нового, проверьте АКПП на ошибки сканером.
9. Если ошибки не исчезли, то проверьте клеммы и провода. Они могут быть погрызаны мышами или кошками.
10. Замените их, если необходимо.

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/chastota-vrascheniya-valov-transmissii

  💡 Видео

  Как посчитать обороты и передаточное число.Скачать

  

  как сменить датчик частоты вращения входного вала КПП ,Мазда 6Скачать

  

  Замена датчика частоты вращения входного вала АКПП FN4A-EL на Mazda Demio. Ошибка P0715Скачать

  

  Ремённые ПередачиСкачать

  

  Урок 44. Вращение твердого тела. Линейная и угловая скорость. Период и частота вращения.Скачать

  

  326) АВТОМАТИКА Предельный регулятор частоты вращения дизеля ( вопросы Госов и мкк )Скачать

  

  Hyundai Accent 2 - Датчик скорости вращения вала КПП (Ошибка P0717)Скачать

  

  Как рассчитать диаметр шкивов и линейную скорость?Скачать

  

  Кинематический и силовой расчёт привода (общая методика расчёта). Ч.1Скачать

  

  Как устроен редуктор лодочного мотора , переключение передач вперед / назадСкачать

  

  Ремонт варика, буду копать дальше,замена датчиков не помогла.Скачать