Принципиальным отличием гидросистем управления третьего поколения является использование пропорциональных клапанов бесступенчатого регулирования вместо входных-выходных магнитных клапанов в ГМП второго поколения, что позволило:
- улучшить качества переключений, контролировать время синхронизации сцеплений и тормозных механизмов во время переключений;
- адаптировать автоматическое управление процессов переключения на изменяющиеся условия работы. Момент нагрузки, число оборотов двигателя, рабочее давление ГМП редуцируются в соответствии с временем переключений. Короткое время переключений фрикционных муфт не дает резкого удара, а обеспечивает скользящее сцепление дисков, что повышает износоустойчивость их покрытий;
- больший комфорт при переключении тормоза гидротрансформатора;
- аннулировать аккумуляторы;
- улучшить возможность диагностики.
Все измененные элементы нового поколения ГМП сохраняют функции тех же элементов второго поколения, увеличивается объем функций и вводится модернизация, поэтому узлы и детали 2 и 3 поколения не взаимозаменяемы.
Функции основных узлов системы гидроуправления и их отличия для ГМП DIWA.3E.
Шестеренный насос (F) (см. Рйс. 82,Рис. 83) приводится в действие от вращающегося с частотой вращения двигателя корпуса входного дифференциала. Забирая масло из поддона через фильтр грубой очистки, он подает его под давлением для охлаждения в теплообменник G и от фильтра тонкой очистки Н к клапану рабочего давления С. Оттуда масло подается дальше к магнитным клапанам блока управления D, к гидротрансформатору, для смазки подшипников и шестерен ГМП Е по штриховым линиям на схеме. В ГМП D1WA.3E применяется усиленный шестеренный насос, состоящий из двух нагнетающих камер и оборудованный индуктивным датчиком для определения оборотов на входе ГМП.
Клапан рабочего давления (С)поддерживает постоянное давление масла в гидросистеме управления независимо от числа оборотов шестеренного насоса. При минимальном давлении открывается доступ масла в гидротрансформатор. При превышении заданного уровня давления золотник клапана, преодолевая усилие пружины, смещается относительно корпуса, увеличивая тем самым окно для слива масла в полость низкого давления. На ГМП DIWA.3E в отличие от DIWA.2 клапан рабочего давления конструктивно изменен. Аннулированы функции аккумулятора, так как не требуется централизованное снижение давления при переключениях, а для регулирования подачи масла в гидротрансформатор введен отдельный клапан В (см.Рис. 83).
Клапан регулирования подачи масла (В) используется для сокращения поступления масла к гидротрансформатору через отверстие в дросселе.
Рис. 82 Схема гидроуправления ГМП D1WA.2
Рис. 83Схема гидроуправления ГМП DIWA.3E
Блок управления (D) состоит из двух блоков магнитных клапанов и обеспечивает своевременный подвод масла к соответствующим фрикционным сцеплениям и клапану гидротрансформатора по командам, выдаваемым электронным блоком. Магнитные клапаны DIWA.2 и DIWA.3E имеют принципиальное отличия в управлении подачи масла.
Все магнитные клапаны DIWA.2 и магнитные клапаны DIWA.3E (WP, WR, RBG) подводят масло под рабочим давлением, а магнитные клапана DIWA.3E (ЕК, DK,SK, РВ, ТВ, RBK) регулируют давление во время закрытия фрикционных сцеплений при переключениях и включении тормоза.
Применение двух катушек (рабочей и измерительной) в регулируемых клапанах ГМП D1WA.3E позволяет отрегулировать любое произвольно взятое значение давления ниже рабочего. Заданные значения давления определяются электронным блоком в зависимости от нагрузки двигателя, от необходимого переключения, а также от числа оборотов на входе и выходе ГМП. Расширены действия переключающего клапана 10.
Переключающий клапан (10) направляет масло с более высоким давлением (рабочим давлением или давлением гидротрансформатора) к магнитным клапанам тормоза турбины ТВ, а в DIWA.3E и к клапанам тормоза заднего хода RB.
Клапан гидротрансформатора (А) служит для регулирования давления в гидротрансформаторе при:
- использовании трех ступеней торможения гидротрансформатором.
- движении задним ходом.
Работа клапана ГТ заключается в постоянной готовности к проведению торможения. При включении магнитного клапана РВ блока управления срабатывает сцепление насосного колеса и приходят в движение золотники (2) и (5), которые обеспечивают давление в полости ГТ, необходимое для торможения на первой ступени. Дополнительно включается клапан WP.
1.1.8 Принципдействия ГМП(см. Рис. 80 и Рис. 81 )
Водитель, при помощи органов управления транспортного средства, определяет режимы работы ГМП. Блок электронный выдает сигналы (в соответствии с выбранным режимом) блоку управления ГМП (блоку электромагнитных клапанов) на включение необходимых фрикционных сцеплений, что позволяет включать в работу различные комбинации планетарных механизмов, гидротрансформатор, механизм заднего хода.
На ГМП DIWA.2 в режиме второй ступени торможения магнитный клапан WP (13) пульсирует с определенной частотой, благодаря чему в гидротрансформаторе устанавливается давление, необходимое для второй ступени торможения, а для поднятия давления, необходимого для 3-й ступени торможения включаются в работу золотники, уменьшающие слив масла из ГТ.
На ГМП D1WA.3E, для второй ступени торможения, давление в гидротрансформаторе регулируется тактовым включением и выключением магнитного клапана WR через золотник (2). На третьей ступени торможения золотник (2) двигается в полном диапазоне его хода, благодаря чему устанавливается максимально допустимое давление гидротрансформатора в зоне торможения.
При движении задним ходом на ГМП DIWA.2 давление в ГТ определяется скоростью движения и положением силового регулятора, а в ГМП DIWA.3E также числом оборотов на входе ГМП. Давление в ГТ регулируется золотником (6) при включении магнитного клапана RBKблока управления.
Аккумуляторы ЕК (J), РВ (К) и ТВ (18) ГМП DIWA.2 (см. Рис. 82), накопленным в них давлением масла поддерживают включенными соответствующие сцепления в момент пульсации давления при переключениях. Поскольку в ГМП DIWA.3E давление всех фрикционных сцеплений регулируется индивидуально, необходимость аккумулирования масла для поддержания постоянного давления отпала.
Обратный клапан (L) применяется только в ГМП DIWA.2 (см. Рис. 82) и служит для быстрого снижения давления масла на поршне механизма заднего хода при выключении режима гидрозамедлителя. Клапан расположен в крышке выходной части ГМП.
Фильтр топкой очистки масла (Н) выполнен в отдельном корпусе, содержит сменный фильтрующий элемент с предохранительным клапаном.
Теплообменник. Максимальное тепло, образующееся при движении на 1-й передаче и главным образом при работе в режиме гидрозамедлителя, отводится через имеющийся масля-но-водяной теплообменник в систему охлаждения двигателя.
В отличие от традиционных схем, в ГМП на первой передаче мощность передается одновременно двумя силовыми потоками - гидродинамическим и механическим. Разветвление происходит на входном дифференциале В, а за гидротрансформатором С оба потока объединяются (суммируются) в двух планетарных рядах j, k. Входной дифференциал перед гидротрансформатором играет разделительную роль, а механический редуктор за гидротрансформатором - коллекторную.
1.1.9 Режимы работы ГМП(см. Рис. 80 , Рис. 81 и Рис. 84)
ГМП в процессе эксплуатации может работать на следующих режимах:
Нейтральное положение включается нажатием клавиши "N" переключателя клавишного. Все сцепления ГМП выключены, вращение от двигателя передается через демпфер крутильных колебаний на ведущий вал, который приводит во вращение только шестеренный насос для заполнения маслом гидротрансформатора и масляной системы.
1-я передача включается нажатием клавиш переднего хода (1, 2, 3, D) клавишного переключателя. Включаются входное сцепление с входного дифференциала и сцепление f турбинного колеса. В самом начале трогания с места пока выходной вал h, связанный через кардан с ведущими колесами автобуса, остается неподвижным, вся мощность двигателя передается через гидротрансформатор С с максимально возможным КПД. С момента же начала вращения выходного вала h начинает пропорционально росту скорости его вращения расти доля мощности, передаваемой чисто механическим путем, а доля мощности, передаваемой турбинным колесом Т с повышенными потерями, в той же пропорции уменьшается. В итоге падение эффективности гидродинамического процесса компенсируется постоянно нарастающей энергией, передаваемой механически с минимальными потерями. Благодаря такому комбинированному способу эффективность 1-й "длинной" передачи ГМП сохраняется в диапазоне скоростей движения, занимаемом первой и второй передачами обычной механической коробки передач.
Так как в начальный момент силовой поток передается от коронной шестерни входного дифференциала к саттелитам при неподвижном выходном вале h, а следовательно неподвижном водиле, солнечная шестерня О начинает вместе с насосом Р вращаться с сторону противоположную вращению коленвала двигателя , т.е. против часовой стрелки.
Такое вращение создает гидродинамический поток жидкости через реактор и турбину, приводящее к увеличению крутящего момента в гидротрансформаторе в некотором диапазоне, при постоянном значении передаточного числа механического редуктора D.
Таким образом, гидротрансформатор преобразует тяговое усилие на ведущих колесах при движении вперед только на первой передаче.
2-я передача. При достижении транспортным средством определенной, заранее заданной, индивидуальной для каждого исполнения транспортного средства скорости (30%...40% от максимальной) электронный блок автоматически подает команду блоку управления на переключение с 1-й передачи на 2-ю. При этом гидротрансформатор С посредством сцепления е исключается из работы (блокируется) и силовой поток в отличие от 1-й передачи идет только механическим путем. Частота вращения выходного вала ГМП, кратна частоте вращения коленчатого вала двигателя и передаточному отношению планетарного механизма входного дифференциала В.
3-я передача. При достижении скорости порядка 60% от максимальной происходит автоматическое переключение на 3-ю (прямую) передачу. При этом блок управления выключает входное сцепление с, а включает промежуточное сцепление d, и ведущий вал анапрямую соединяется с выходным валом h, который теперь вращается с частотой коленчатого вала двигателя.
4-я передача. У четырех скоростных ГМП при переключении на четвертую передачу промежуточное сцепление d выключается, а сцепление четвертой передачи dl включается. При этом крутящий момент передается от двигателя к выходному валу через дополнительную планетарную передачу входного дифференциала В.
Задний ход. При включении заднего хода (нажата клавиша "R") включаются входное сцепление с и сцепление заднего хода d. В этом случае крутящий момент двигателя передается через входной дифференциал В, гидротрансформатор С и планетарную передачу заднего хода на выход, вал h.
Торможение гидротрансформатором. Врежиме торможения турбинное колесо Т гидротрансформатора приводится во вращение карданным валом транспортного средства, которое вращается с большим числом оборотов через планетарные передачи к и i, работающие как ускорители (мультипликаторы). При включенных сцеплениях еи g турбинное колесо вращается в направлении, противоположном вращению при движении на 1-й передаче и работает как осевой насос, который подает масло на неподвижное насосное колесо Р и реактор L. Возникающий при этом тормозной момент пропорционален плотности жидкости, коэффициенту прозрачности, квадрату числа оборотов турбинного колеса и активному диаметру гидротрансформатора в пятой степени. Поэтому, даже при относительно низкой скорости движения, значения его достаточно велики. Чтобы нарастание тормозного момента при более высоких скоростях не привело к перегрузке деталей, при достижении определенной величины, тормозной момент электронным блоком поддерживается постоянным независимо от скорости движения. Торможение с помощью гидротрансформатора возможно на всех передачах.
Рис. 84Схемы передачи крутящего момента на различ ных режимах работы ГМП
Отключение входного сцепления. При кратковременной остановке (например - перед светофором) для облегчения работы двигателя, а следовательно снижения расхода топлива и вредных выбросов, программой электронного управления обеспечивается выключение входного сцепления дифференциала В при нажатой педали тормоза и нажатой клавише переднего хода (1, 2, 3 илиD) клавишного переключателя. Этот режим отличается от режима нейтрального положения включенными сцеплениями f и d. На ГМП DIWA.3E может быть использована опция отключения входного сцепления со стояночным тормозом. При этом включено сцепление f.
Система управления ГМП