Bolygóhajtómű: készülék, működési elv, működés és javítás

2024 Szerző: Erin Ralphs | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-02-19 16:48

A bolygókerekes hajtóművek a legösszetettebb sebességváltók közé tartoznak. Kis méretének köszönhetően a kialakítást magas funkcionalitás jellemzi, ami megmagyarázza széleskörű alkalmazását technológiai gépekben, kerékpárokban és lánctalpas járművekben. A bolygókerekes sebességváltónak a mai napig több tervezési változata is van, de módosításainak működési elvei változatlanok.

Eszközeszköz

A tervezés alapját mindössze három, egy forgástengelyű funkcionális rész alkotja. Egy hordozó és két fogaskerekes központi kerék képviseli őket. Az eszköz egy kiterjedt segédcsukló-csoportot is tartalmaz egy formátumú fogaskerekek, korona fogaskerekek és csapágyak formájában. Ebből arra következtethetünk, hogy a bolygókerekes sebességváltó a fogaskerekek családjába tartozó mechanizmus.„dobozok”, de alapvető különbséggel. Ez az egyes fő láncszemek szögsebességének feltételes függetlenségéből áll. Most érdemes részletesebben megismerkedni az aggregátum elemeivel:

• A hordozó alapja és kötelező része minden bolygórendszernek, beleértve a differenciális csatlakozásúakat is. Ez egy karos mechanizmus, amely egy térbeli villa, amelynek tengelye egy vonalban van a sebességváltó közös tengelyével. Ebben az esetben a műholdakkal ellátott fogaskerekes tengelyek a központi kerekek síkjaiban forognak körülötte.
• Fogaskerekek. Mindenekelőtt el kell választani az ilyen típusú nagy központi és kis központi kerekek csoportjait. Az első esetben nagy, belső fogakkal rendelkező kerekekről beszélünk - ezt a rendszert epiciklusnak nevezik. Ami a kis fogaskerekeket illeti, a fogak külső elrendezése különbözteti meg őket – más néven napfogaskerekek.
• Műholdak. A bolygókerekes sebességváltó kerékcsoportja (ritkábban egyetlen fogaskerék), amelynek elemei szükségszerűen külső fogakkal rendelkeznek. A műholdak a tengelykapcsolóban találhatók mindkét központi kerékcsoporttal. A műholdak száma a berendezés funkcionalitásától és teljesítményétől függően 2 és 6 között változhat, de leggyakrabban 3 szegmenst használnak, mivel ebben az esetben nincs szükség további kiegyenlítő eszközökre.

A bolygókerekes hajtóművek működési elvei

A sebességváltó változása a funkcionális egységek elrendezési konfigurációjától függ. Az érték az elem mobilitása és a nyomaték iránya. A három összetevő egyike (hordozó,műholdak, napfelszerelés) rögzített helyzetben van rögzítve, a másik kettő pedig forog. A bolygókerekes sebességváltó elemeinek blokkolása érdekében a mechanizmus működési elve előírja a szalagfékek és a tengelykapcsolók rendszerének csatlakoztatását. Hacsak nincsenek fékek és reteszelő tengelykapcsolók a kúpfogaskerekes differenciálműben.

A lefelé váltás kétféleképpen aktiválható. Az első változatban a következő elvet hajtják végre: az epiciklus leáll, amellyel szemben az erőegységből származó munkanyomaték átkerül a napfelszerelés alapjára, és eltávolítják a hordozóból. Ennek eredményeként a tengely forgási intenzitása csökken, és a naphajtómű működési gyakorisága nő. Egy másik séma szerint az eszköz napkereke blokkolva van, és a forgás a hordozóról az epiciklusra kerül. Az eredmény hasonló, de kis eltéréssel. A helyzet az, hogy ebben a működő modellben az áttétel egységes lesz.

A felfelé váltás során több működő modell is megvalósítható, és ugyanarra a bolygókerekes sebességváltóra. A működési elve a legegyszerűbb sémában a következő: az epiciklus blokkolva van, és a forgási pillanat átkerül a központi naphajtóműből, és továbbítja a műholdakra és a hordozóra. Ebben az üzemmódban a mechanizmus fokozatos sebességváltóként működik. Egy másik konfigurációban a fogaskerék blokkolva lesz, és a nyomaték a gyűrűs fogaskerékről a tartóra kerül. Ezenkívül a működési elve hasonló az első lehetőséghez, de különbség van a forgás gyakoriságában. Ha a hátrameneti fokozat be van kapcsolva, nyomatékotA torziót eltávolítják az epiciklusról, és átadják a napfelszerelésnek. Ebben az esetben a hordozónak álló állapotban kell lennie.

Munkafolyamat-funkciók

Az alapvető különbség a bolygószerkezetek és más típusú hajtóművek között a működő elemek már említett függetlensége, amely két szabadsági fokozatként fogalmazódik meg. Ez azt jelenti, hogy a differenciálfüggés miatt a rendszer egyik eleme szögsebességének kiszámításához figyelembe kell venni a másik két hajtómű sebességét. Összehasonlításképpen, más fogaskerekes sebességváltók lineáris kapcsolatot feltételeznek az elemek között a szögsebesség meghatározásakor. Más szóval, a bolygó "dobozának" szögsebessége a kimeneten változhat, függetlenül a bemenet dinamikus teljesítményétől. A rögzített és álló fogaskerekek segítségével lehetővé válik az erőáramlás összegzése és elosztása.

A legegyszerűbb mechanizmusokban a fogaskerekek két szabadságfoka létezik, de az összetett rendszerek működése három fokozat jelenlétét is biztosíthatja. Ehhez a mechanizmusnak legalább négy funkcionális kapcsolattal kell rendelkeznie, amelyek egymással differenciális kapcsolatban állnak. A másik dolog az, hogy egy ilyen konfiguráció valójában nem lesz hatékony az alacsony teljesítmény miatt, így a gyakorlatban a négy kapcsolattal rendelkező alkalmazások és átvitelek megtartanak két szabadságfokot.

Egyszerű és összetett bolygókerekes hajtóművek

Az egyik jele a bolygómechanizmusok egyszerű éskomplex - ez a működő linkek száma. Sőt, csak a fő csomópontokról beszélünk, és a műholdak csoportjait nem vesszük figyelembe. Egy egyszerű rendszer általában három linket tartalmaz, bár a kinematika mind a hétet megengedi. Ilyen rendszerre példaként említhetjük az egy- és kétfokozatú fogaskerekek készleteit, valamint a páros, egymásba kapcsolt fogaskerekek csoportjait.

Sokkal több fő láncszem van az összetett mechanizmusokban, mint az egyszerűekben. Legalább egy hordozót biztosítanak, de háromnál több központi kerék is lehet. Sőt, a bolygókerekes sebességváltó működési elve lehetővé teszi több egyszerű egység használatát akár egy összetett rendszeren belül is. Például egy négylinkes modellnek legfeljebb három egyszerű csomópontja lehet, egy ötlinkes modellnek pedig legfeljebb hat. Az egyszerű bolygórendszerek teljes függetlensége az összetett eszközök keretein belül azonban szóba sem jöhet. A tény az, hogy több ilyen mechanizmusnak nagyobb valószínűséggel van egy közös hordozója.

Mechanizmusvezérlők

Több szabadságfok megtartása mellett a készülék fő önellátó funkcióként használható. De ha egy vezető és egy hajtott linkkel rendelkező modellt választanak (csökkentő mód), akkor be kell állítani bizonyos sebességeket. Ehhez a bolygókerekes sebességváltó vezérlőelemeit használják. Működésük elve a sebesség újraelosztása a súrlódó tengelykapcsoló és a fékek miatt. A további szabadsági fokok eltávolításra kerülnek, és a fő szabad csomópontok referenciaként szolgálnak.

A súrlódások felelősek két szabad link összekapcsolásáért illegy link (szintén ingyenes) külső tápegységgel. A tengelykapcsoló mindkét konfigurációja blokkoló körülmények között bizonyos szögsebességgel biztosítja a szabályozott tengelykapcsolókat, nem pedig nullát. Kialakításuk szerint az ilyen elemek többtárcsás tengelykapcsolók, de néha léteznek hagyományos tengelykapcsolók is a nyomaték átvitelére.

Ami a féket illeti, a bolygókerekes sebességváltó vezérlő infrastruktúrájában az a feladata, hogy a szabad összekötőket a hajtóműházhoz csatlakoztassa. Ez az elem blokkoló körülmények között nulla szögsebességgel ruházza fel a szabad kapcsolatokat. A műszaki berendezés szerint az ilyen fékek hasonlóak a tengelykapcsolókhoz, de a legegyszerűbb változatokban - egytárcsás, fékbetétes és szalagos.

A bolygókerekes hajtómű alkalmazása

Először használták ezt az egységet a Ford T autóban, kétfokozatú sebességváltó formájában, lábváltó elvén és szalagfékekkel. A jövőben az eszköz számos átalakuláson ment keresztül, és ma a japán Prius bolygókerekes sebességváltót az ilyen típusú mechanizmusok legújabb verziójának nevezhetjük. Ennek az egységnek a működési elve az energia elosztása az erőmű (amely lehet hibrid is) és a kerekek között. Működés közben a motor leáll, majd energia kerül a generátorba, aminek következtében a kerekek mozogni kezdenek.

Ebben az esetben a rendszer nem csak a sebességváltó funkcionalitása lehet. Ma ezt az eszközt sebességváltókban, differenciálművekben, komplexekben használjákipari berendezések kinematikai diagramja, speciális berendezések és repülőgépek hajtásrendszereiben. A fejlett autóóriások is elsajátítják a mechanizmus működési elveit az elektromágneses és elektromechanikus meghajtókkal kombinálva. Ugyanezt a Prius bolygókerekes sebességváltót sikeresen alkalmazták hibrid elektromos járművekben is. Az ilyen konstrukciókban nincs a hagyományos értelemben vett sebességváltó, de van egy variátor látszata fokozatos váltás nélkül - bolygókerekes fogaskerekek komplexuma, amely mozgásba hozza a kerekeket, és energiát kap a motortól.

Bolygókerékpár sebességváltó

Hagyományos értelemben a kerékpáros közlekedésben nincs bolygószerkezettel ellátott sebességváltó. Ezek a perselyek ugyanazzal a naphajtóművel, amely mereven a tengelyükön lévő hátsó kerekekhez van rögzítve. A rögzítéshez egy hordozót is használnak, amely meghatározza a műholdak mozgásának irányát, és nem teszi lehetővé, hogy szétszóródjanak és egymásba illeszkedjenek. És a kerékpár bolygó "dobozának" legfontosabb elemét egy epiciklikus fogaskerék képviseli, amelynek forgása a pedálozás miatt következik be. A sebességváltáskor az agyműködtető (bordás hajtás) megváltoztatja a tartó dinamikáját, ami a sebesség beállítását eredményezi.

Azaz ismét arra a következtetésre juthatunk, hogy a bolygómodell sebességváltóként működik. Ebben a rendszerben az epiciklus a lánc hajtott láncszemének funkcióját tölti be, a napkerék mozdulatlan marad, és a tartó a házra záródik. Nál nélEbben az esetben az egyszerű és többsebességes perselyek működési sémája megegyezik. Az egyetlen apró különbség az, hogy a bolygórendszer minden egyes csomópontja megvan a maga szigorúan meghatározott áttételi mutatóival.

Működési folyamat

A fő intézkedés ennek a mechanizmusnak a felhasználó általi működtetésében az, hogy a bolygókerekes hajtóművet optimális működési állapotban tartsák. Ezt az elemek időszakos tisztításával, és ami a legfontosabb, kenéssel érik el. Mit kell kenni a bolygódobozban? Főleg a reduktor csúszócsapágyai. Az olajat a főtengelyből a fogaskerék üregébe irányítják, és a műholdak üregeit fogaskerekekkel töltik meg. Továbbá, a kialakítástól függően, a műszaki kenőanyag a csapokon és a radiális lyukakon keresztül jut be a fogaskerék csapágyaiba. Az olaj maximális eloszlása érdekében a csapágyak hosszában időnként a tengelyen kívülről lapos felületet készítenek.

A fogaskerekek kenése úgy történik, hogy a kerékfogakat folyadékfürdőbe mártják, vagy speciális fúvókákon keresztül olajat vezetnek a vonófelületbe. Azaz sugárkenés vagy merítési kenés valósul meg. De a leghatékonyabb módszer az olajköd szétterítése, amelyet a kapcsolódási elemek és a csapágyak kapcsán használnak. Ezt a kenési módot speciális szórópisztollyal való permetezéssel hajtják végre.

A kenőanyagot illetően a bolygókerekes hajtóművekhez ötvözetlen kőolajolajok ajánlottak. Például általános célú ipari készítmények alkalmasak a felhasználásra. Nagy sebességhezmechanizmusok, kívánatos speciális turbinák és légiközlekedési eszközök használata.

Hibák és javítási mechanizmus

A bolygóhajtómű meghibásodásának leggyakoribb tünete a rezgések jelenléte a doboz területén. A járművezetők észreveszik a külső zajokat, ütéseket és rándulásokat is. Bizonyos tünetek jelenléte a meghibásodás természetétől függ, aminek több oka is lehet:

• Mechanizmus túlmelegedése.
• Agresszív vezetési stílus erős fékezéssel és gyorsítással.
• Olajhiány, alacsony szint vagy nem megfelelő minőség.
• A sebességváltó elégtelen bemelegítése vezetés előtt.
• Csúszás a jégen.
• Hóban vagy sárban ütközik az autó.
• A bolygókerekes hajtómű elemeinek kopása.

A bolygókerekes sebességváltó javításához ismernie kell a meghibásodás konkrét okát. Ehhez a mechanizmust szétszereljük. Általában a doboz a hajtótengely belsejébe van csavarozva. El kell távolítani a sebességtartókat az egyik oldalról (a kiviteltől függően), majd csavarja ki a csavart a hajtótengely furatán keresztül. Ezután az elemet megtisztítják vagy kicserélik. Ezek általában fémforgács-szennyeződés, törött fogak, kopott tengelyek és fogaskerekek.

Következtetés

A planetáris mechanizmusok különböznek az eszköz összetettségében, aminek megvannak az előnyei és hátrányai. Az első az egyensúlykiszolgált elemek viszonylag pontos erőelosztással. Ez a tényező lehetővé teszi szerény méretű sebességváltó egységek kifejlesztését, amelyek lehetővé teszik az optimalizált elrendezést. A kerékpár „bolygója” esetében az ergonómiai előnyöket is megjegyzik, beleértve az álló helyzetben való váltás lehetőségét. Városi vezetésnél ez különösen hasznos tulajdonság, hiszen elég gyakran kell sebességmódot váltani. Ha a bolygórendszerek hiányosságairól beszélünk, akkor nagy áttétellel még mindig szerény teljesítmény jellemzi őket. Ezenkívül a rendszer pontos összeszerelést igényel, mivel a legkisebb eltérések is növelik az alkatrészek azonos kopásának kockázatát.