Устройство кпп калина: Устройство КПП Калина: функциональные особенности
Конструкция КПП Лада Калина
Коробка передач — механическая, двухвальная, с пятью передачами переднего хода. Она конструктивно объединена с дифференциалом и главной передачей.
Корпус коробки передач состоит из трех частей: картера сцепления 25, картера коробки передач 7 и задней крышки картера коробки передач 1.
При сборке между ними наносят бензомаслостойкий герметик – прокладку.
В гнезде картера сцепления находится специальный магнит, удерживающий металлические продукты износа.
Первичный вал 5 выполнен как блок ведущих шестерен, которые находятся в постоянном зацеплении с ведомыми шестернями всех передач переднего хода.
Вторичный вал 40 – полый (для подачи масла под ведомые шестерни), до съемной ведущей шестерни главной передачи 17.
На нем расположены ведомые шестерни 31, 33, 34, 36, 38 и синхронизаторы 32, 35, 39 передач переднего хода.
Передние подшипники валов 18 и 12 – роликовые, задние 3 и 37 – шариковые.
Радиальный зазор в роликовых подшипниках не должен превышать 0,04 мм. Под передним подшипником 18 вторичного вала расположен маслосборник 19, направляющий поток масла внутрь вала.
Дифференциал — двухсателлитный. Предварительный натяг в подшипниках 29 (0,25 мм) регулируется подбором толщины кольца 28, устанавливаемого в гнезде картера коробки передач под наружным кольцом подшипника дифференциала.
К фланцу коробки дифференциала крепится ведомая шестерня главной передачи 27. Коробка передач сообщается с атмосферой через сапун 14, расположенный в ее верхней части.
Привод управления коробкой передач состоит из рычага переключения передач, шаровой опоры, тяги управления, штока переключателя передач и механизма переключения передач.
Чтобы передачи самопроизвольно не выключались из-за осевого перемещения силового агрегата при движении автомобиля, в привод управления коробкой передач введена реактивная тяга, один конец которой связан с силовым агрегатом, а другой конец прикреплен к основанию рычага переключения передач.
На внутреннем конце штока закреплен переключатель (рычаг), который действует на трехплечий рычаг механизма переключения передач.
Этот механизм выполнен отдельным узлом и крепится к картеру сцепления. В корпусе механизма переключения передач имеются три оси.
На одной установлены трехплечий рычаг выбора и включения передач и две блокировочные скобы.
Другая ось проходит через отверстия блокировочных скоб, фиксируя их от проворачивания.
Переключатель передач, установленный на штоке, действует на плечо рычага выбора передач, который в свою очередь одним плечом включает передачи переднего хода, а другим — передачу заднего хода. На отдельной оси установлена вилка включения передачи заднего хода.
Во избежание случайного включения передачи заднего хода в коробке передач установлен соленоид блокировки включения передачи заднего хода.
Выступающая часть сердечника соленоида не дает перемещаться блокировочным скобам по осям до положения включения передачи заднего хода.
На рычаге переключения передач установлен выключатель соленоида.
При поднятии кольца под рукояткой контакты выключателя замыкаются, и на соленоид подается напряжение.
Сердечник соленоида втягивается и дает возможность включить передачу заднего хода.
В случае выхода из строя соленоида или обрыва его электрической цепи включить передачу заднего хода становится невозможно.
Для того чтобы включить передачу заднего хода и доехать до гаража или СТО, где можно будет устранить неисправность, следует вывернуть соленоид из картера коробки передач и на его место ввернуть пробку фиксатора штока вилки переключения передач, которую рекомендуем возить с собой.
При этом во время движения автомобиля следует соблюдать осторожность, чтобы случайно не включить передачу заднего хода вместо первой.
После устранения неисправности следует долить масло в коробку передач, поскольку часть его вытечет при выворачивании соленоида.
Основные данные для контроля, регулировки и обслуживания
Моменты затяжки резьбовых соединений КПП
Наименование узлов и деталей – Резьба — Момент затяжки, Нм (кгс.м)
Резьбовая пробка сливного отверстия М22х1,5 — 28,7—46,3 (2,9—47)
Выключатель света заднего хода М14х1,5 — 28,4—45,3 (259—4,6)
Гайка крепления корпуса привода датчика скорости М6 — 4,5—7,2 (11,7—18,6)
Гайки крепления коробки передач к картеру сцепления М8 — 15,7—25,5(1,6—2,6)
Болт с конической частью шарнира тяги привода переключения передач М8 — 16,3—20,1 (1,7—2,1)
Болты крепления корпуса рычага переключения передач М8 — 15,7—25,5 (1,6—2,6)
Болты крепления механизма переключения передач М6 — 6,4—10,3 (0,7—1,1)
Гайки хомутов тяги привода переключения передач М8 — 15,7—25,5 (1,6—2,6)
Болт крепления ограничителя рычага переключения передач М6 — 11,7—18,6(1,2—1,9)
Болты крепления кронштейна реактивной тяги М8 — 14,0—32,0 (1,4—3,2)
Пробка фиксатора вилки заднего хода М16х1,5 — 28,4—35,0 (2,8—3,6)
В коробку передач на заводе заливают трансмиссионное масло, рассчитанное на 75000 км пробега.
Уровень масла должен находиться между контрольными отметками на указателе уровня масла.
Трансмиссионное масло (группа по API) — GL—4 или GL—4/5
Рекомендуемый класс вязкости трансмиссионного масла по SAE:
—40 ˚C— +35 ˚C — 75W80, 75W85
—40 ˚C— +45 ˚C — 75W90
—26 ˚C— +35 ˚C — 80W85
—26 ˚C— +45 ˚C — 80W90
Заправочный объем 3,1 л
Размеры сальников приводов (правый *2110-2301034, 2110-2301034-01; левый* — 2110-2301035, 2110-2301035-01), мм:
Внешний диаметр 57
Внутренний диаметр 35
Ширина 9
Размеры сальника первичного вала (2110-1701043), мм:
Внешний диаметр 45
Внутренний диаметр 25
Ширина 9
Размеры сальника штока выбора передач (2108-1703042-01), мм:
Внешний диаметр 30
Внутренний диаметр 16
Ширина 7
* сальники левого и правого приводов не взаимозаменяемы, так как имеют разное направление маслосгонных канавок
Возможные неисправности КПП и методы устранения
— Причина неисправности
Методы устранения
Шум в коробке передач (Шум уменьшается или исчезает, если выжать сцепление):
— Недостаточный уровень масла в картере коробки передач
Проверьте уровень, при необходимости долейте масло. Проверьте, нет ли течи. Продуйте сапун
— Низкое качество масла. В масло попала вода (при попадании воды в масло образуется эмульсия белого цвета, ее можно увидеть на щупе)
Замените масло. Броды и глубокие лужи переезжайте осторожно.
Установите брызговик двигателя, наденьте трубку на сапун коробки передач и выведите ее наверх, в защищенное от брызг место
— Износ или повреждение подшипников, зубьев шестерен
Замените изношенные подшипники, шестерни
Передачи включаются с трудом, посторонние шумы отсутствуют:
— Деформирована тяга привода механизма переключения передач
Выправьте или замените тягу
— Ослабли болты крепления шарнира или рычага штока выбора передач
Затяните болты (нанесите на их резьбовую часть анаэробный герметик)
— Поломка пластмассовых деталей привода управления
Замените детали
— Неправильная регулировка привода
Отрегулируйте привод
— Сломаны пружины механизма переключения передач, деформированы его детали
Замените пружины, выправьте деформированные детали или замените механизм в сборе
— Ослабление посадок вилок переключения передач на штоках
Подтяните фиксаторы вилок на штоках
— Не затянуты гайки валов коробки передач
Затяните гайки
— Не полностью выключается сцепление
Смотрите неисправность «Сцепление ведет»
Передачи самопроизвольно выключаются:
— Повреждение или износ шлицев на муфте, шестерне или ступице синхронизатора
Замените дефектные детали
— Неправильная регулировка привода
Отрегулируйте привод
— Ослабли пружины в механизме переключения передач, изношены штоки
Замените изношенные детали
— Не затянуты гайки валов коробки передач
Затяните гайки
— Потеряли упругость или разрушились опоры силового агрегата
Замените опоры
Шум, треск, визг шестерен в момент включения передачи:
— Сцепление выключается не полностью
См. диагностику неисправностей сцепления
— Нет масла в картере коробки передач
Долейте масло. Проверьте, нет ли течи. Продуйте сапун
— Повреждены подшипники, зубья шестерен
Замените подшипники, шестерни
— Износ кольца синхронизатора включаемой передачи
Замените кольцо
Шум главной передачи (Шум со стороны коробки передач только при движении автомобиля):
— Износ или разрушение подшипников
Замените разрушенные и изношенные подшипники вторичного вала и дифференциала (даже при минимальном износе).
Отрегулируйте предварительный натяг подшипников коробки дифференциала
Не включается передача заднего хода:
— Неисправен соленоид
Замените соленоид или снимите его и заглушите отверстие в КП
— Неисправна цепь включения соленоида
Можно подать питание на соленоид напрямую с аккумулятора
Утечка масла:
— Износ сальников: первичного вала, приводов, штока выбора передач, износ уплотнения датчика скорости
Замените сальники. Продуйте сапун коробки передач
— Сильный износ, забоины на поверхности валов, по которым работают сальники
Небольшие повреждения зачистите мелкозернистой шкуркой и заполируйте.Устанавливая новый сальник, можно немного недопрессовать его, чтобы кромка сальника работала по неизношенной части вала (при этом во избежание перекоса можно подложить под сальник дистанционные прокладки толщиной до 1 мм).
При значительных повреждениях замените валы и сальники
— Большой люфт первичного вала коробки передач
Проверьте состояние подшипников вала, их посадочных поверхностей, затяжку гайки. Изношенные детали замените
— Ослабло крепление картера сцепления и крышки коробки передач
Подтяните резьбовые соединения
— Неплотно завернуты сливная пробка, выключатель фонарей заднего хода, соленоид блокировки включения заднего хода, пробки фиксаторов штоков вилок
Подтяните сливную пробку, выключатель фонарей, соленоид, пробки фиксаторов
Устройство КПП Лада Калина: схема переключения, МКПП,
Устройство КПП в модели Лада Калина обладает достаточно сложным конструктивом, однако владельцу все же будет полезно знать основные особенности устройства коробки. Для бюджетной «россиянки» производитель предусмотрел возможность комплектования пятиступенчатой трансмиссией.
Много владельцев изливает жалобы в адрес коробки Лада Калина, поскольку при переключении они наблюдают доносящийся из агрегата скрип. Это объясняется тем, что разработчики поместили к шестерням всех передних передач специального типа синхронизаторы. Именно данные компоненты «выдают» себя характерным скрипом. Здесь может помочь регулировка или замена, в результате чего наблюдается пропадание скрипящего эффекта. Чтобы корректно выполнить сей ремонт потребуется схема переключения передач.
Подавляющее большинство покупателей склоняется к приобретению Лада Калина, у которых коробка передач механическая. Заметим, что эти коробки комплектуются с любым из применяемых моторов, будь то 8-клапанная версия или модификация с головкой на 16 клапанов.
Как устроена механическая коробка?
Устройство КПП механическое в Лада Калина 2 состоит из нескольких основных конструктивных компонентов. К ним следует относить:
- картер агрегата с валами и шестернями;
- картер узла сцепления;
- тыльную крышку.
Пробка для слива отработанной смазывающей жидкости наделена специальным магнитом. Он необходим для сбора металлической стружки, образование которой наблюдается в процессе естественного износа шестерен и прочих элементов картера.
Система также располагает подшипниками двух конструктивных видов, как роликовыми изделиями, так и шариковыми компонентами. Разработчики поместили около переднего подшипника специального типа маслосборник, из которого жидкость направляется к валам шестерен и прочим элементам системы.
Заводом внутрь новой коробки заливается масло, предназначенное для трансмиссионных агрегатов. Периодически данная жидкость подлежит замене. Это рекомендуется выполнять спустя каждые 70 тыс. км пройденного пути. Также владельцу следует склоняться к периодическим проверкам уровня смазки и если возникает необходимость, доливать до требуемого объема.
Для мониторинга уровня в агрегате имеется специальный щуп. Он позволяет без особых сложностей удостовериться в достаточности масла внутри коробки. Действуем так. Аккуратно погружаем щуп в воронку, а затем вынимаем его. На измерительном отрезке щупа присутствует пара меток, обозначающих максимальный и минимальный пределы залитого объема. Если количества смазки оказалось недостаточно, то доливку производим без спешки.
Когда возникла потребность в замене полного объема смазки, то лучше будет осуществить эту процедуру в условиях профессионального сервиса. Как вариант, можно прибегнуть к процессу замены в собственноручном режиме. Сливать масло потребуется через присутствующее на картере отверстие, которое закрыто специальной пробкой.
Как натянуть ремень генератора на Калине
Руководство по ремонту Лада Калина
Калина плохо греет печка
Особенности трансмиссии в модели Калина
Если затронуть конструктивные аспекты коробки, устанавливаемой на второе поколение практичной Лада Калина, то следует обозначить соленоид блокировки. Этот элемент присутствует в агрегате с целью предотвратить случайное включение задней передачи во время езды вперед. Вам не удастся активировать заднюю скорость, когда оборвана электрическая цепь данного соленоида или сам компонент пришел в негодность. При наличии факта неисправности потребуется ремонт.
Соленоид в этом случае выкручиваем из корпуса трансмиссии. На его посадочное место устанавливаем специальную пробку фиксатора. Ее можно обнаружить в ремонтном комплекте, который рекомендуется держать в запасе в автомобиле. Это позволяет владельцу добраться до места ремонта. Передвигаться в такой ситуации потребуется весьма аккуратно. Особо следим за тем, чтобы вместо одной из передних передач случайно не включить задний ход.
Самостоятельно исполнить ремонтную операцию несложно, однако потребуется схема переключения передач.
Трансмиссия – автомат Калины
Производитель комплектует свое детище достаточно современной автоматической коробкой. Это устройство КПП применяется только с 1,6-литровой 16-клапанной версией мотора.
Заметим, что все модификации, которые производитель оснастил автоматической трансмиссией, обладают пониженным клиренсом. Также поддон мотора в данном варианте снизу закрыт алюминиевым протекционным щитом.
Коробка передач характеризуется собственными особенностями, которые позволяют автомобилю LADA Kalina иметь повышенный топливный расход и несущественно сниженную динамику. Агрегат в сравнении с механическим вариантом обладает большей массой, что также провоцирует рост топливного потребления и общего веса модели.
Механические трансмиссии LADA Kalina обладают тросовой конструкцией механизма переключения. Когда владелец обнаружил пропажу четкости в моменты переключений, то следует немедленно оценить состояние кулисы. В лучшем случае произошло ослабление фиксирующей гайки, ввиду чего наблюдается смещение кулисы по причине неудовлетворительного крепления присутствующего здесь хомута.
Отметим еще одну немаловажную неполадку. Она состоит в том, что при достижении оборотами мотора значения 3000 в минуту происходит эффект дребезжания рычага. Здесь потребуется прибегнуть к укорачиванию втулки. Данная мера позволит снизить величину зазора, после чего ручка «оставит привычку» болтаться. Берем напильник, немного подтачиваем указанную втулку и смазываем узел. Теперь рычаг удерживается плотнее.
Подведем итоги
Устройство КПП в LADA Kalina является достаточно сложным узлом, требующим пристального внимания и своевременного периодического обслуживания. Выполняйте весь перечень профилактических действий, предписанных производителем, и коробка на вашем автомобиле будет радовать безотказным и длительным функционированием, пригодится вам и схема переключения передач.
Коробка передач Лада Калина / Lada Kalina (ВАЗ 1118, 117, 1119)
Основные данные для контроля, регулировки и обслуживания
Трансмиссионное масло: группа по API класс вязкости по SAE | GL-4 75W90, 80W85, 85W90 |
Рекомендуемые марки масла | ЛДЦА ТРАНС КП, ЛУКОЙЛ ТМ 4-12, НОВОЙЛ ТРАНС КП, НОРДИКС СУНЕРТРАНС, РХС ТРАНС КН, СЛАВНЕФТЬ ТМ-4, ТНК ТРАНС КП, ТНК ТРАНС КП СУПЕР, ТРАНС КН-2, ЮТЕК ФОРВАРД, VALVOLINE DURABLEND GEAR OIL |
Заправочный объем, л | 3,1 |
Размеры сальников приводов (правый* — 2110-2301034, 2110-2301034-01; левый* — 2110-2301035, 2110-2301035-01), мм: внешний диаметр внутренний диаметр ширина | 57 35 9 |
Размеры сальника первичного вала (2110-1701043), мм: внешний диаметр внутренний диаметр ширина | 45 25 9 |
Размеры сальника штока выбора передач (2108-1703042-01), мм: внешний диаметр внутренний диаметр ширина | 30 16 7 |
* Сальники левого и правого приводов не взаимозаменяемы, так как имеют разное направление маслосгонных канавок.
Моменты затяжки резьбовых соединений
Наименование узлов и деталей | Резьба | Момент затяжки, |
н-м (КГС-М) | ||
Резьбовая пробка сливного отверстия | М22х1,5 | 28,7-46,3 (2,9-47) |
Выключатель света заднего хода | М14х1,5 | 28,4-45,3 (2,9-4,6) |
Гайка крепления корпуса привода датчика скорости | Мб | 4,5-7,2 (11,7-18,6) |
Гайки крепления коробки передач к картеру сцепления | М8 | 15,7-25,5 (1,6-2,6) |
Болт с конической частью шарнира тяги привода переключения передач | М8 | 16,3-20,1 (1,7-2,1) |
Болты крепления корпуса рычага переключения передач | М8 | 15,7-25,5 (1,6-2,6) |
Болты крепления механизма переключения передач | Мб | 6,4-10,3 (0,7-1,1) |
Гайки хомутов тяги привода переключения передач | М8 | 15,7-25,5 (1,6-2,6) |
Болт крепления оси рычага переключения передач | Мб | 11,7-18,6 (1,2-1,9) |
Болты крепления кронштейна реактивной тяги | М8 | 14,0-32,0 (1,4-3,2) |
Пробка фиксатора вилки заднего хода | М1бх1,5 | 28,4-35,0 (2,8-3,6) |
Соленоид | М1бх1,5 | 28,4-35,0 (2,8-3,6) |
На автомобиле установлена механическая пятиступенчатая двухвальная коробка передач. Она смонтирована вместе с главной передачей и дифференциалом в единый агрегат, корпус которого состоит из трех частей — картера сцепления, картера коробки и задней крышки. Места соединений картеров и крышки уплотнены бензомаслостойким герметиком.
Первичный вал коробки передач выполнен в виде блока шестерен. Шестерни первичного вала — ведущие, находятся в постоянном зацеплении с ведомыми шестернями передач переднего хода, установленными на вторичном валу. Все элементы вторичного вала съемные. Вторичный вал — полый, с радиальными отверстиями в местах установки шестерен для смазки наружной поверхности вала. Шестерня пятой передачи вращается на втулке. Ведущая шестерня главной передачи и ступицы синхронизаторов установлены на шлицах вала. Передние концы валов опираются на роликовые подшипники, а задние — на шариковые.
Дифференциал — двухсателлитный, предварительный натяг его подшипников регулируется подбором толщины регулировочного кольца, установленного под наружным кольцом подшипника дифференциала. Па корпусе дифференциала установлено задающее кольцо датчика скорости автомобиля.
Датчик установлен на картере коробки передач.
Для контроля уровня масла в картере коробки передач установлен указатель уровня (измерительный щуп).
Механизм переключения передач оборудован устройством с электрическим приводом, исключающим ошибочное включение передачи заднего хода вместо первой передачи. Исполнительный элемент этого устройства — соленоид.
Он установлен в нижней части картера коробки передач, слева.
Выключатель блокировки заднего хода установлен на рычаге переключения передач, под рукояткой.
Коробка передач: 1 — задняя крышка картера коробки передач; 2, 44 — гайка; 3 — ведущая шестерня пятой передачи; 4 — упорная пластина; 5, 40 — стопорные кольца подшипника; 6 — шариковый подшипник первичного вала; 7 — ведущая шестерня четвертой передачи; 8 — картер коробки передач; 9 первичный вал; 10 — ведущая шестерня третьей передачи; 11 — ведущая шестерня второй передачи; 12 — шестерня заднего хода; 13 — ведущая шестерня первой передачи; 14 — роликовый подшипник; 15 сапун; 16 — сальник первичного вала; 17 — картер сцепления; 18 — роликовый подшипник вторичного вала; 19 — маслосборник; 20 — ведущая шестерня главной передачи; 21 — кольцо датчика скорости автомобиля; 22, 32 — сальники привода; 23, 30 — роликовые конические подшипник дифференциала; 24 — датчик скорости автомобиля; 25 — коробка дифференциала; 26 — сателлит дифференциала; 27 — ось сателлитов; 28 — полуосевая шестерня; 29 — ведомая шестерня главной передачи; 31 — регулировочное кольцо; 33 ведомая шестерня первой передачи; 34 — синхронизатор первой и второй передач; 35 — ведомая шестерня второй передачи; 36 — ведомая шестерня третьей передачи; 37 — синхронизатор третьей и четвертой передач; 38 — ведомая шестерня четвертой передачи; 39 — шариковый подшипник вторичного вала; 41 — втулка; 42 — ведомая шестерня пятой передачи; 43 — синхронизатор пятой передачи
7-ступенчатая АКП
О проекте
Инновационная многоступенчатая АКП специально разработана для массового сегмента автомобильного рынка — легковых автомобилей В и С-класса с передним приводом, поперечным расположением двигателя мощностью до 93 кВт и крутящим моментом до 200 Н·м.
АКП построена на основе уникальной запатентованной кинематической схема, которая обеспечивает широкий кинематический диапазон в сверхкомпактных размерах. Взамен традиционного гидротрансформатора для трогания автомобиля используется один из фрикционных элементов управления, а в электрогидравлической системе, отвечающей за переключение передач, используются электромагнитные клапаны с прямым управлением давлением. Все это обеспечивает конструкции простоту, надежность и низкую стоимость.
АКП обладает высокими показателями КПД на всех передачах, что положительно влияет на снижение расхода топлива и способствует уменьшению выбросов вредных веществ в атмосферу — важные параметры современных легковых автомобилей.
Водители оценят впечатляющие ездовые характеристики: комфорт при движении в городском потоке, динамические возможности 7-ступенчатой АКП с быстрыми переключениями и большим диапазоном передаточных чисел.
Первая российская 7-ступенчатая автоматическая коробка передач FT703 для легковых автомобилей
В 2005 г. маркетинговые исследования выявили постоянный рост спроса на автоматическую коробку передач в РФ, но на автомобильном рынке не были представлены отечественные легковые автомобили с передним приводом и автоматическими коробками передач. Это подтолкнуло команду единомышленников «КАТЕ», вдохновленную идеей создания новой российской АКП и современного производства, к началу работ над инновационной 7-ступенчатой АКП. Перед нашей компанией стояли амбициозные задачи — разработать и производить АКП с достаточно большим числом передач по цене 4-ступенчатого «автомата». Всего за год была разработана рабочая конструкторская документация, произведен поиск и выбор основных поставщиков деталей и узлов первых опытных образцов.
В 2006 г. опытные образцы автоматической коробки передач, получившей индекс KATE FT703, были установлены на стендовое оборудование для отладки работы механических и электрогидравлических систем, а также в автомобили LADA Kalina, на которых были проведены первичные работы по настройке системы управления. Электронный блок управления АКП был также разработан и изготовлен специалистами «КАТЕ» на электронных компонентов, сертифицированных для использования в автомобилестроении. Ускоренные испытания, проведенные в соответствии с требованиями «АвтоВАЗ», подтвердили работоспособность и основные технические характеристики нового изделия. Тем не менее требовалось изготовление второй серии опытных образцов и проведение полного цикла стендовых испытаний, включая ресурсные, климатические и прочие. Ввиду необходимости дополнительной стендовой базы, а также с целью привлечения в проект поставщиков компонентов АКП мирового уровня был выбран инжиниринговый партнер — английская компания RICARDO.
Изготовленные и испытанные в течение 2007 — 2008 гг. опытные образцы второй серии показали высокий технический уровень и успешно прошли техническую экспертизу Porsche Engineering, заказанную альянсом Renault-Nissan-АвтоВАЗ. Работы «КАТЕ»–«АвтоВАЗ» по разработке и интеграции 7-ступенчатой АКП в автомобили LADA было решено продолжить совместно с австрийской компанией AVL, осуществляющей инсталляционные и калибровочные работы для таких ведущих автопроизводителей, как Porsche, Volkswagen, BMW. В результате совместных инжиниринговых работ, а также в тесном сотрудничестве с серийными производителями основных компонентов АКП, была выпущена предсерийная партия коробок передач и проведен комплекс ресурсных пробеговых испытаний в автомобиле. Реальные технические характеристики полностью соответствовали заявленным в техническом задании, АКП была готова к началу работ по подготовке производства.
Параллельно с совместными работами и переговорами с «АвтоВАЗ» также активно ведется работа по диверсификации портфеля заказов на 7-ступенчатую АКП. Интерес к АКП проявляют известные китайские автопроизводители. По их инициативе была проведена серия испытаний в китайском научно-исследовательском центре автомобилестроения CATARC — China Automotive Technology and Research Center, в ходе которых коробка передач испытывалась на стенде, полностью имитирующем движение реального автомобиля по китайскому ездовому циклу, — готовится к введению в КНР в качестве национального стандарта. Результаты подтвердили заявленный функционал, а также устойчивую работу стартового мокрого сцепления при большом числе троганий с места и длительных «ползучих» режимах, имитирующих режимы движения в пробках.
В целом АКП показала высокие значения КПД на всех передачах в широком диапазоне скоростей и рекомендована к дальнейшим испытаниям в составе автомобиля. В настоящий момент ведется подготовка к началу выполнения данных работ.
Услуги — Сервис — Официальный сайт LADA
Автомобиль – сложное техническое устройство. Автоваз ежедневно работает над качеством комплектующих, улучшая потребительские свойства автомобиля. Тем не менее всегда есть риски по выходу из строя того или иного компонента. Для того чтобы ваш автомобиль оставался подвижным и исправным, мы развиваем сервисную сеть, делая ее как можно доступней для Вас.
Мелкосрочный ремонт — это операции по диагностике, замене деталей и жидкостей, а также операции, не требующие длительного нахождения автомобиля в автосервисе. Обращаясь к официальному дилеру, Вы можете быть уверены, что получите полный спектр услуг, сэкономите время на поиск нужного квалифицированного специалиста и получите гарантию качества на выполненные работы.
В мелкосрочном ремонте чаще всего нуждается подвеска автомобиля. Именно узлы подвески наиболее часто подвергаются ремонту, поскольку являются одними из наиболее нагруженных элементов автомобиля. В ремонт обычно входит замена стоек, амортизаторов, шаровых опор, сайлентблоков, подшипников и пр. Перед началом работ проводится диагностика ходовой части. Грамотная оценка текущего состояния подвески позволит выяснить, какие детали нуждаются в мелкосрочном ремонте. Далее специалисты автосервиса устранят поломки и заменят элементы, требующие плановой замены.
Если автомобиль не заводится, проверят зарядку аккумулятора, состояние свечей зажигания, продиагностируют систему топливоподачи и т.д.
При нестабильно работающем двигателе проводят комплексную диагностику ДВС, регулируют холостые обороты, проверяют генератор и пр.
В повседневной эксплуатации могут возникнуть проблемы с головными фарами, габаритами, стоп-сигналами и другими приборами, питающимися электроэнергией от бортовой сети автомобиля.
Замену рабочих жидкостей (замена моторного и трансмиссионного масел, тормозной жидкости, масла в системе гидравлического усилителя руля и др.) также относят к мелкосрочным работам.
Задача сервисных центров LADA — сохранять Ваш автомобиль в работоспособном состоянии. Автомобили LADA стали высокотехнологичными, и их обслуживание требует специального диагностического оборудования и инструмента, а также особой квалификации персонала. Мы выдвигаем самые высокие требования к нашим Дилерам, сохраняя при этом для Вас традиционно — доступную стоимость обслуживания.
модернизированная коробка передач на LADA Granta и LADA Kalina
15 октября 2012 года АВТОВАЗ начал производство автомобилей с модернизированной механической коробкой передач — ей оснащаются LADA Granta (кроме версии »стандарт») и LADA Kalina первого поколения (в дальнейшем новая МКП будет устанавливаться и на LADA Kalina второго поколения). Обновленная трансмиссия более надежна, а главное — благодаря оригинальному механизму выбора передач существенно повысилось качество их переключений. Кроме того, МКП получила тросовый привод вместо жестких тяг, что повышает виброкомфорт автомобиля.Обновление механической коробки передач АВТОВАЗ начал еще в сентябре — компания перешла на многоконусный синхронизатор первой и второй передач. Этот узел МКП стал надежнее и долговечнее, переключение с первой на вторую передачу и обратно теперь производится мягче, что важно в городских условиях движения при активном вождении.
В новой МКП (заводской индекс »2181») применено верхнее расположение механизма выбора передач. Благодаря этому качество переключений не зависит от температуры масла в картере. Также снижен объем заливки масла в коробку передач — с 3,3 до 2,2 литра, вместо минерального масла теперь используется полусинтетическое. Сам механизм выбора передач был разработан заново — по заказу АВТОВАЗа его инжиниринг выполнила группа компаний Schaeffler. В оригинальной модульной конструкции предусмотрена селекторная пластина, которая обеспечивает четкую схему переключения передач, и блокировка, препятствующая ошибочному включению заднего хода. После модернизации продольный ход рычага уменьшился на 32 мм, а усилие включения передачи снижено в три раза. Продольный и поперечный люфты рычага в нейтрали уменьшены в два раза. Ширина всей схемы перемещения рычага сократилась на 40 мм, т.к. положение передачи заднего хода перенесено из точки »левее первой» в положение »напротив пятой», благодаря чему исключается контакт рычага с подушкой водительского сиденья.
Поставщик тросового привода — японская фирма Atsumitec, среди клиентов которой — ведущие автопроизводители. Аналогичные специальные троса (они могут не только тянуть, но и толкать) применяются на большинстве иномарок схожего класса.
Высокое качество работы новой МКП подтвердили эксперты фирмы »Рикардо», приглашенные специально для тестирования нового узла; положительную оценку узлу дали и инженеры Альянса Renault-Nissan.
Группа «АВТОВАЗ» является частью бизнес-подразделения Dacia-LADA в структуре Groupe Renault. Компания производит автомобили по полному производственному циклу и комплектующие для 2-х брендов: LADA и Renault. Производственные мощности АВТОВАЗа расположены в Тольятти – АО «АВТОВАЗ”, ОАО “LADA Запад Тольятти”, а также в Ижевске – ООО «LADA Ижевск».Продукция марки LADA представлена в сегментах В, B+, SUV и LCV и состоит из 5 семейств моделей: Vesta, XRAY, Largus, Granta и Niva. Бренд лидирует на российском автомобильном рынке с долей более 20% и представлен в более чем 20 странах. LADA имеет самую большую официальную дилерскую сеть в России – 300 дилерских центров.
Коробка передач Лада Калина: устройство, схема, ремонт
Одним из популярных отечественных автомобилей является Лада Калина. Второе поколение стало доступно с 2013 года. Автомобиль улучшил свои технические качества. Также, улучшился экстерьер.
Сравнение внешнего вида старой и новой версии
На машине может встречаться двигатель с объемом 1.6 литра и мощностью 106 лошадиных сил. Лада Калина ВАЗ 1118 оснащается электроусилителем руля. Также, на 2-ом поколении может присутствовать тросовая коробка передач. Ее особенность в том, что она минимизирует возникновение вибраций, которые приходятся на кузов.
Конструктивные особенности
Оптимальный уровень разгона обеспечивает система трансмиссии. В частности, на версии авто, которая развивает мощь 87 лошадиных сил, разгон автомобиля до 100 км/ч происходит примерно за 12.5 секунд (МКПП). Данный показатель больше только на машине, где устанавливается АКПП. Что касается расхода горючего, то в базовой комплектации тратится примерно 8 литров на 100 км. Этот показатель является оптимальным для автомобилей данного класса.
КПП Калина в разрезе
В состав коробки передач Калина 2 входит блок ведущих шестерен, установлены ведомые подшипники, синхронизаторы. Около переднего подшипника имеется маслосборник. Данный элемент отвечает за подачу масла. В состав корпуса механики на Ладе входят помимо картера сцепления, задняя крышка картера. Они отлиты из алюминиевого сплава.
Устройство КПП
Отличительная особенность КПП на Калина в том, что в имеющейся сливной пробке присутствует магнит. Необходимость этого объясняется тем, что он осуществляет непосредственное притяжение металлического мусора, который может попасть в систему.
Эффективностью отличается соленоид. Он необходим для блокировки случайного включения заднего хода. Соленоид имеется в картере коробки. В случае поломки соленоида, перестанет включаться передача заднего хода. Однако появление данной неисправности может быть следствием того, что произошел обрыв электрической цепи.
Таким образом, Лада Калина может оснащаться механической или автоматической коробкой передач. Срок эксплуатации машины зависит от того, как часто устройство поддается обслуживанию. Периодически рекомендуется проверять уровень масла в коробке Лада Калина.
Выявление и устранение проблем КПП
Обслуживание КПП предполагает снятие данного устройства из штатного места. Специально для этого машину требуется завести на смотровую яму или воспользоваться подъемником. Чтобы изъять коробку, требуется снять воздушный фильтр, стартер, брызговик, защиту с картера, привод с колес, опоры подвески, отсоединить реактивную тягу, приводы передних колес, болты и гайки крепления. Ремонт КПП может заключаться и в замене кулисы.
Во время диагностических работ проверяются все составляющие привода управления коробки передач, начиная от рычага переключения, заканчивая тягой управления. Внимание необходимо уделять вилке КПП. Данная составляющая деталь механизма переключения передач изготавливается из крепкого материала. Вилка имеет два разветвленных зубца и ось. При ее деформации следует осуществить замену детали.
Лада Калина своими руками может быть отремонтирована. В частности, одним из способов восстановления работоспособности КПП, является замена масла коробки. Самостоятельно определить уровень масла представляется возможным по контрольным меткам, которые нанесены на специальный указатель. Что касается использования трансмиссионной жидкости, то следует делать выбор в пользу горючего, которое не теряет своих свойств при широком диапазоне температур. В частности, это может быть масло 75W-90, 80W-85.
При ремонте коробки передач Калина используют специальные схемы. Это позволяет получить точное и полное представление об автомобильной системе. Усиливающийся шум, вой может быть и следствием того, что износились зубья шестерен. В редких случаях это связано с тем, что в коробке недостаточное количество масла.
- Схема МКПП
Ликвидировать шум со стороны КПП возможно, если произвести замену подшипников. Ремонт КПП Калины может выражаться в осуществлении замены сальников внутренних шарниров. Если сальники износились, то из-за этого хозяин Лады столкнется с таким проявлением, как течь масла.
описание, устройство и принцип работы
Кто-то из автовладельцев слышал, что КПП Калина имеет тросовый привод, кто-то что внутри установлены многоконусные синхронизаторы. Кто-то слышал, что в машине стоит старая доработка Renault, которую передали АвтоВАЗу. Как коробка Калина, что нового?
Устройство
Автомобили первого поколения оснащались пятиступенчатой механической коробкой передач ВАЗ-2181, в которой имеется пять передач для движения вперед и одна передача заднего хода.Основа механизма — всем известная коробка передач от ВАЗ-2108 с небольшими доработками. Коробка передач совмещена с главной передачей и дифференциалом.
Коробка передач Калина входит в стандартную комплектацию. Он состоит из ведущей шестерни главной передачи, вторичного и первичного валов, вилки переключения передач, датчика задней передачи, картера, механизма переключения передач и центрального замка.
Производители долго думали, что и как улучшить механизм коробки передач, в результате решили не вмешиваться в механизм коробки передач, иначе потребовались бы огромные затраты на запуск коробки передач в серию.Без необходимого оборудования невозможно добиться должного качества переключения передач и синхронизаторов.
КПП ВАЗ-1117 (Калина) — первое, для которого специалисты АвтоВАЗа провели компьютерный расчет каждой детали механизма, подвергающегося нагрузкам. Они рассчитали и смоделировали с помощью специального программного обеспечения картеры, вилки, рычаги и другие элементы. Таким образом, конструкция стала не только оптимизированной, но и более надежной.
Первичный и вторичный валы
Коробка передач имеет двухвальную конструкцию.На каждой из передач, кроме задней, установлены синхронизаторы. Корпус механизма является цельным и состоит из картера сцепления, картера коробки передач, задней крышки. Детали картера выполнены методом литья из легких алюминиевых сплавов. Вместо прокладок между элементами корпуса производитель использует уплотнительную прокладку. В отверстия маслозаливной пробки установлен магнит, который предназначен для улавливания мусора.
На первичном валу механизма установлен блок ведущих шестерен, которые постоянно находятся в зацеплении с ведомыми шестернями передних шестерен.Вторичный вал полый. Благодаря полой конструкции масло попадает в рабочую зону ведомых шестерен. На вторичном валу установлена съемная шестерня главной передачи — ведущая шестерня. Также на вторичном валу закреплены ведомые шестерни и синхронизаторы.
Валы вращаются на роликовых и шариковых подшипниках. Первые устанавливаются спереди, а вторые сзади. Подшипники прочно закреплены на каждом из валов. Радиальные зазоры передних подшипников не более 0.07 мм, а сзади — 0,04 мм. Для смазки используется маслозаборник, по которому масло подается на выходной вал.
Ведомая шестерня в КПП «Калина» установлена на фланце двухсателлитной коробки дифференциала. В картере КПП есть сапун — он расположен сверху.
Масло
С введением новой коробки количество масла также изменилось. Так, для коробки передач ВАЗ-2181 объем масла уменьшился на 30%. Изменились и требования к маслу — с минерального АвтоВАЗ перешел на синтетические трансмиссионные масла.Это касается как старых моделей коробок передач, так и новых. Производитель заливает масло на КПП и пишет в инструкции, что его хватит на 5 лет или на весь срок КПП. Но на самом деле это нужно менять.
Ресурс масла в КПП Калина примерно 30 тыс. Км. В качестве масла в коробке можно что-нибудь подобрать из отечественной трансмиссии. Так что отечественные автомобилисты хорошо отзываются о продукции Лукойла и Роснефти. Также можно купить импортные масла — например, у Zic.Коробка скажет вам за это спасибо.
Характеристики синхронизатора
Итак, зубчатая часть коробки передач Калина не трогалась, и здесь нет никаких изменений. Но это не так. Для первой и второй передачи пришлось установить многоконусные синхронизаторы. Это сделано в первую очередь в целях общей надежности — вторая передача является наиболее загруженной. Благодаря синхронизатору с несколькими конусами срок службы трансмиссии увеличивается. Кроме того, такие синхронизаторы использовались еще и потому, что они старались минимизировать передачу.Поскольку коробка передач устанавливается на другие модели автомобилей, в том числе с более мощными двигателями, диаметр сцепления был увеличен — теперь механизм имеет диаметр 215 мм. Мощное сцепление привело к изготовлению еще одного картера — прежний от КПП-2108 не мог вместить такой большой механизм сцепления. Максимум, что там поместили — 200 мм. Из-за нового картера инженерам пришлось перенести стартер в другое место.
На первых образцах КПП был установлен трехконусный синхронизатор, но от него быстро отказались в пользу двухконусного — последний дешевле и легко «переваривает» требуемый крутящий момент.
Тросовый привод
Несмотря на дешевизну и простоту тяговой коробки передач, от нее отказались даже на АвтоВАЗе. Коробка от «Калины» теперь с тросиком. С ним и новым механизмом переключения управление селектором в салоне Лада Калина стало намного проще, точнее и приятнее.
Хотя инженеры не спешат скрывать документацию по гидравлическому сцеплению. И, возможно, в ближайшем будущем это реализуют в следующих моделях.
Особенности зубчатого механизма
Если вспомнить устройство и принцип работы коробок передач ВАЗ для серии Самара, то механизм переключения в них был снизу и погружен в масляную ванну. После стоянки на морозе масло в коробке стало гуще и передачи переключались очень и очень туго, пока двигатель и коробка не прогрелись. Внизу КПП установили зажимы для вилки и тяги заднего хода, датчик задней передачи, сальник селектора — каждый элемент являлся потенциальным источником утечки масла.От этого помогли герметики, но кардинально проблему они не решили. И в АвтоВАЗе решили — подняли механизм.
Новый механизм переключения в ВАЗ-1119 (Калина) — это особый отдельный блок. Его можно устанавливать и демонтировать, не разбирая редуктор. Это отличное решение, которое пригодится не только для быстрого и дешевого производства, что также оценят мастера по ремонту. Теперь отремонтировать механизм переключения передач стало намного проще. Благодаря решетке переключателя все передачи включаются намного точнее.В механизме есть блокировка от включения передачи заднего хода — передача заднего хода доступна только с нейтрали.
Изюминкой торта, а точнее в коробке, является специальная селекторная табличка. Именно она повлияла на точность переключения передач. Пластина заменила ранее штатные замки и возвратные пружины. Для разработки пластины потребовалось много времени на анализ работы человека с селектором коробки передач. Усилие на рычаге рассчитывалось с помощью специального программного комплекса.
Заключение
АвтоВАЗ имеет полностью современный механизм.Здесь приятное, точное переключение, тихая работа, отсутствие вибрации. Кроме того, можно выделить высокую ремонтопригодность.
(PDF) Турбины с радиальным притоком для циклов Kalina и органических циклов Ренкина
Труды Европейского геотермального конгресса 2007
Унтерхахинг, Германия, 30 мая — 1 июня 2007 г.
1
Турбины с радиальным притоком для циклов Kalina и органических циклов Ренкина
Fr Маркуччилли и Самуэль Зуаги
Cryostar SAS, ZI, BP48, FR-68220 Hésingue
фредерик[email protected]
Ключевые слова: Калина, Органический Ренкин, цикл, радиальный приток
турбина, КПД
РЕЗЮМЕ
Cryostar является мировым лидером в области турбин с радиальным притоком
уже более 30 лет, но является относительной
новичок в геотермальном бизнесе.
Опыт, накопленный при проектировании и производстве двух турбодетандеров
, соединенных с генератором для бинарных циклов, показал, что
показывает, что стандартные расширители
можно легко использовать для геотермальных систем или систем рекуперации тепла.
Основная проблема коррозионной стойкости элементов турбины
против агрессивной рабочей жидкости, такой как смесь аммиака и воды
, может быть решена путем тщательного выбора материалов
.
Другая проблема связана с управлением уплотнительным газом в замкнутом цикле
. Решение для сухого газового уплотнения позволяет уменьшить поток газа через уплотнение
до очень низких значений. Повторное сжатие вытекающего газа
обратно в цикл обеспечивает систему с нулевой утечкой
.
Данные процесса для бинарных циклов идеально подходят для турбин с радиальным притоком
: отношения давлений, потоки и температуры обеспечивают работу
, очень близкую к максимально достижимой изоэнтропической эффективности
. Другие потери в редукторах, генераторе и подшипниках
обычно не превышают в сумме 10% от общего падения изоэнтропической энтальпии
. По этой причине более крупные блоки
могут регенерировать почти 85% электроэнергии по сравнению с общим падением изоэнтропической энтальпии
.
Еще одним преимуществом использования турбины с радиальным притоком в стандартном исполнении
с регулируемыми впускными форсунками является возможность сглаживания
сезонных колебаний, присущих геотермальному процессу. Фактически,
это устройство может использоваться для широкого управления потоком через расширитель
без излишнего дросселирования. Вся энергия расширения
в форсунках и колесе восстанавливается почти при постоянной изоэнтропической эффективности
в течение года.
Объясняются преимущества работы при более высоких уровнях давления и
с более легкой органической жидкостью, чем обычно.
увеличивает рекуперированную электрическую мощность, уменьшая при этом
размер рамы расширителя и его цену.
В большинстве случаев есть большая выгода от оптимизации данных процесса двоичного цикла
вместе с конструкцией турбины до
, обеспечивающего наилучшую чистую эффективность цикла.
1 ВВЕДЕНИЕ
Необходимость производства энергии, которая не оказывает отрицательного
воздействия на окружающую среду, в настоящее время широко признана.
Геотермальная энергия — один из редких способов производства электроэнергии без углекислого газа
.
Сегодня большинство построенных геотермальных электростанций относятся к бинарному типу
(Ди Пиппо, 2005). В бинарной электростанции геотермальная вода
проходит через одну сторону теплообменника
, где ее тепло передается второй (бинарной) жидкости
, называемой рабочим телом. Рабочая жидкость закипает до
паров, которые расширяются через турбину, соединенную с генератором
.Затем он конденсируется обратно в окружающий воздух или охлаждающую воду
в жидкость и перекачивается обратно на вход испарителя
. Геотермальная вода проходит только через теплообменник
и немедленно возвращается в резервуар
.
Рабочая жидкость может быть углеводородом, таким как изобутан
, изопентан, пропан, или смесью этих
компонентов.
Так называемый цикл Калины с использованием смесей аммиака и воды
был разработан для достижения более высокого теплового КПД, чем цикл Ренкина
.Природа переменной точки кипения этого бинарного флюида
при заданном давлении позволяет извлекать больше тепла
, особенно для низкоэнтальпийного геотермального источника
(Borgert & Velásquez, 2004).
Cryostar является мировым лидером в области технологий турбин с радиальным притоком
более 30 лет. Его установленная база из
турбин, нагруженных генератором, включает более 130 единиц и болееустановленных более 60 МВт, в том числе 20 машин на распределительных сетях природного газа
.Таким образом, установки природного газа
обеспечили потребителей более чем 1000 ГВтч из
рекуперированной электроэнергии.
Cryostar — относительно новичок в геотермальной деятельности,
, но выбранный поставщик турбодетандеров для некоторых
европейских текущих проектов, основанных как на технологиях Kalina, так и на
органических циклах Ренкина.
2 ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТУРБОДЕТАНДЕРА
Проектирование и изготовление турбодетандеров для бинарных циклов
, таких как Organic Rankine или Kalina, не требовало специальных разработок
.Стандартное оборудование может использоваться до тех пор, пока
совместимость материалов и рабочей жидкости
учитывается.
Например, для цикла Kalina со смесью аммиака и воды использование меди и алюминия
запрещено. Поэтому расширительное колесо
из титана выбрано, чтобы избежать проблем с коррозией
.
Описание основных характеристик турбодетандера
, соединенного с генератором, приводится ниже.
| июнь 1999 г. | Подразделение AT / CVT в Nissan Motor Co., Ltd. было выделено в TransTechnology Ltd. |
Октябрь 1999 г. | TransTechnology Ltd. и Jatco Corporation объединились в JatcoTransTechnology Ltd. |
| Декабрь 1999 г. | Jatco Trans Technology начала поставки Hyundai Motor Company (Республика Корея). |
| Апрель 2000 | Сертифицировано QS9000 |
| Январь 2001 г. | Jatco Trans Technology начала поставки для Jaguar Cars Ltd. (Великобритания). |
| Ноябрь 2001 г. | Начались поставки для GM Daewoo Auto & Technology Company (Республика Корея, затем Daewoo Motor Co., Ltd.). |
| декабрь 2001 | Начаты поставки в London Taxis International (Великобритания). |
| янв.2002 | Начались поставки в Ford-Werke AG (Германия). |
| Апрель 2002 г. | Изменено фирменное наименование на Jatco Ltd. Начались поставки Renault Samsung Motors Co., Ltd. (Республика Корея). Подразделение AT / CVT в Mitsubishi Motors Corporation было выделено и включено в Diamondmatic Co., Ltd. Начаты поставки Ford Lio Ho Motor Co., Ltd. |
| Апрель 2003 г. | Слияние с Diamondmatic Co., ООО |
| июнь 2003 | Основана компания Jatco Mexico, S.A. de C.V., которая является 100-процентной дочерней компанией в Мексике. |
| Октябрь 2003 г. | Создание Jatco France SAS, 100% дочерней компании, занимающейся импортом, продажей и разработкой автоматических трансмиссий и связанных с ними компонентов во Франции. |
| Апрель 2004 г. | Начало поставок своей продукции для Changan Ford Automobile Co., Ltd. |
| Дек.2005 | Начаты поставки DaimlerChrysler Corporation. (США) |
| Октябрь 2006 г. | Начались поставки в Renault S.A.S. (Франция) |
| Апрель 2007 г. | Основана компания Jatco (Гуанчжоу) Automatic Transmission Ltd., производственная дочерняя компания, находящаяся в полной собственности в Китае. |
| Апрель 2009 г. | Начаты поставки своей продукции для Dongfeng Nissan. |
| Сен.2009 | Jatco (Гуанчжоу) Automatic Transmission Ltd. начала массовое производство вариаторов для автомобилей средней грузоподъемности. |
| июль 2011 | Создание производственной компании JATCO (Thailand) Co., Ltd. в Таиланде (100% капитальное финансирование). |
| июнь 2012 | Начались поставки продукции компании JAC Motors (Китай). |
| июнь 2012 | Начались поставки продукции на АвтоВАЗ (Россия). |
| Май 2014 | Открытие испанского отделения JATCO France S.A.S. в Барселоне, Испания. |
| июль 2018 | Основание компании JATCO (Suzhou) Automatic Transmission Ltd в Китае. |
Влияние применения выбранных композитных материалов на вес и виброактивность верхнего корпуса редуктора
Материалы (Базель). 2019 Aug; 12 (16): 2517.
Томаш Фиглус
1 Транспортный факультет Силезского технологического университета, 40-019 Катовице, Польша
Матеуш Козиол
2 Факультет материаловедения и металлургии Силезского университета Technology, 40-019 Катовице, Польша
Лукаш Кучиньски
1 Транспортный факультет Силезского технологического университета, 40-019 Катовице, Польша
1 Транспортный факультет Силезского технологического университета, 40-019 Катовице , Польша
2 Факультет материаловедения и металлургии Силезского технологического университета, 40-019 Катовице, Польша
Поступило 12 июля 2019 г .; Принята в печать 5 августа 2019 г.
Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья представляет собой статью в открытом доступе, распространяемую в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Эта статья цитировалась другими статьями в PMC. .Abstract
В данной статье были предприняты исследовательские работы по применению армированных волокном полимерных композитов в конструкции элементов корпуса коробки передач, которые используются для транспортных средств, в качестве альтернативы традиционно используемым материалам.Использовались композитные материалы с тремя типами армирования: мат из стекломолотых прядей, стеклоткань и углеродная ткань. Изготовленные элементы прошли весовую оценку и испытания на виброактивность, включая регистрацию вибрации и шума. Полученные результаты сравнивались со значениями, зарегистрированными для корпусов из стали. Было обнаружено, что композитные корпуса при сохранении геометрического сходства характеризуются по меньшей мере на 60% меньшим весом по сравнению со стальными корпусами.Было показано, что в диапазоне частот ниже 1 кГц композитные корпуса характеризуются наличием резонансных частот с более высокими амплитудами, чем стальные корпуса. В более высоких диапазонах частот — выше 1 кГц — композитные корпуса имели более низкий уровень виброактивности, чем стальные. Они позволили значительно снизить уровень вибрации и шума в этом диапазоне частот. Полученные результаты показывают, что композитные корпуса редукторов могут быть хорошей альтернативой решениям на основе стали.
Ключевые слова: редуктор , армированный волокном полимерный композит, вибрация, шум
1. Введение
Вибрация и шум являются одними из основных воздействий транспортных средств на окружающую среду [1,2,3,4]. Их источники — это, среди прочего, взаимодействие отдельных элементов, аэродинамика и трение. Исследование и анализ этих взаимодействий позволяют определить, создают ли генерируемые виброакустические сигналы помехи или вредны и в какой степени [1,2,3,5,6,7,8,9,10,11].
Коробки передач относятся к основным компонентам системы трансмиссии. Взаимодействие их отдельных элементов приводит к вибрации и шуму [5,12,13,14,15,16,17,18], которые, с одной стороны, являются нежелательными эффектами их работы, а с другой стороны, содержат важную информацию, например, диагностическая информация о техническом состоянии [19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30]. Использование редукторов в трансмиссиях приводит к значительному увеличению их веса. Это явление нежелательно, особенно с точки зрения энергопотребления транспортных средств.
Исследования виброактивности редукторов до сих пор были сосредоточены на возможности снижения уровня вибрации и шума [31,32,33,34] при небольшом увеличении веса [35,36]. Доказано, что выбор конкретных геометрических характеристик передачи [33,37,38,39] и дополнительное оребрение корпуса снижает виброактивность редуктора [34,36,40,41,42,43,44 ], но с небольшим увеличением веса [36,45]. Однако такой подход при построении e.g., использование автотранспортных средств не рекомендуется, так как это напрямую способствует увеличению расхода топлива.
Возможность использования новых видов материалов для конструкции элементов транспортных средств во многих случаях позволяет повысить их прочность и надежность, способствует снижению веса. Одним из типов материалов, которые характеризуются очень хорошими механическими свойствами при относительно небольшом весе, являются композиты из армированного волокном полимера (FRP). Было замечено, что использование этого типа материалов в конструкции транспортных средств играет все более важную роль [46,47].Интерес промышленности к возможностям снижения веса транспортных средств при сохранении аналогичного уровня виброактивности и прочности конструкции становится очень важным [46,48]. Поэтому композитные материалы могут стать хорошей альтернативой основным материалам, которые используются при строительстве транспортных средств.
Исследования, проведенные на композитных материалах, были сосредоточены в основном на технологиях производства и испытаниях на прочность [49,50,51,52,53].По имеющимся в научной и производственной литературе сведениям, композитные материалы еще не подвергались детальным виброакустическим испытаниям. Некоторые работы в этой области были опубликованы, в том числе, авторами данного исследования [54,55]. В литературе явно не хватает производственных и функциональных руководств, касающихся виброакустических свойств композиционных материалов, которые могут быть использованы в конструкции транспортных средств и коробок передач.
В этой статье были предприняты предварительные исследования по применению композитных материалов в конструкции элемента корпуса коробки передач, предназначенного для транспортных средств, в качестве альтернативы используемым в настоящее время материалам, таким как сталь.Предполагалось, что в рамках исследования будут протестированы и проанализированы корпуса, изготовленные из трех типичных типов композитных материалов FRP. В статье анализируется влияние этих материалов на виброактивность и вес корпусов при сохранении тех же геометрических размеров. Полученные результаты должны служить источником базовой информации о виброактивности и изменении массы корпусов редукторов из композиционных материалов заданного типа.
2. Материалы и методы
2.1. Стенд для испытаний корпусов редукторов
Для тестирования корпусов редукторов, изготовленных из различных материалов, был выбран стенд FZG с силовой циркуляцией (Лаборатории систем передачи энергии на факультете транспорта Силезского технологического университета, Катовице, Польша). Этот стенд () оснащен редуктором и позволяет проводить эксперименты, в том числе с использованием различных конструктивных решений корпуса редуктора. Примеры результатов исследований, проведенных на стенде, опубликованы в статьях [35,37,45].В данном исследовании верхняя часть картера коробки передач является взаимозаменяемым элементом. Предмет исследования — оценка влияния различных материалов, из которых изготовлен корпус, на его виброактивность и вес.
Вид редуктора, испытанного на силовом циркуляционном стенде FZG.
2.2. Допущения для композитных корпусов редукторов
Исследование возможности использования различных композитных материалов для корпусов редукторов потребовало принятия предварительных допущений, в которых были рассмотрены следующие вопросы:
—
Технологические возможности изготовления корпусов;
—
Экономическая целесообразность использования композитных материалов для изготовления корпусов;
—
Конструктивная безопасность при использовании предлагаемых материалов;
—
Возможность проведения испытаний изготовленных корпусов.
Основное предположение заключается в том, что геометрическая форма корпусов, изготовленных из новых материалов, должна быть как можно более неизменной по сравнению со стальным корпусом и что корпуса не будут повреждены или разрушены во время испытаний. На основе этого были разработаны следующие допущения для изготовления композитных корпусов коробки передач:
—
Форма корпусов будет соответствовать форме стального корпуса в соответствии с предположениями геометрического подобия;
—
Модификации могут быть внесены только тогда, когда это требуется в связи с технологическими соображениями процесса изготовления композитов;
—
Корпуса должны быть изготовлены из трех различных типичных композитных материалов с известными физико-механическими свойствами;
—
Материал композитных корпусов не должен подвергаться воздействию температуры во время экспериментов;
—
Вес композитных корпусов должен быть значительно ниже, чем у стальных;
—
Подшипниковые узлы будут изготовлены из стали и вклеены в корпуса.
2.3. Производство композитных корпусов коробки передач
После принятия предположений, представленных в этом разделе, было начато производство трех различных корпусов. Эти корпуса были изготовлены на факультете материаловедения и металлургии Силезского технологического университета (Катовице, Польша) и в Силезском научно-техническом центре авиационной промышленности в Чеховице-Дзедзице (Польша).
Для испытаний были выбраны два композитных материала, армированных стекловолокном, с различными формами армирования: ткань и мат из рубленых прядей.Эти типы армирования представляют собой две экстремальные модели армирования для изотропного и ортотропного элемента в форме оболочки. Если предположить, что геометрия изделия неизменна, это привело к разнице в плотности и количестве слоев. В качестве матрицы для этих композитов использовалась полиэфирная смола ESTROMAL 14 LM с катализатором METOX 50 (LERG, Пустков, Польша). Тела изготавливались вручную с помощью вакуумного мешка; описание их изготовления содержится в статье [56]. Третий композит был армирован углеродной тканью 2 плотностью 800 г / м с матрицей из эпоксидной смолы.Продукт был сформирован в автоклаве из препрегов DELTA PREG (Италия). Описание материала изготавливаемых корпусов приведено в. В качестве ответственных элементов можно использовать композитные ламинаты из углеродного волокна, сформированные в автоклаве. Форма ткани позволяет сравнить ее со стекловолоконным композитом.
Таблица 1
Изготовленные верхние кожухи коробки передач, предназначенные для испытаний.
| Фотография корпуса | Обозначение | Основная информация |
|---|---|---|
| Стальной корпус | Корпус из стальных листов и профилей Материал: Сталь St3 Изготовление: сварное Масса 13 кг (с опорными узлами) | |
| K_1 корпус | Корпус из композитного материала, армированного стеклотканью Материал: армирование: стеклоткань с полотняным переплетением, плотность: 300 г / м 2 , 24 слоя; матрица: химически отвержденная полиэфирная смола Производство: укладка вакуумным мешком, перепад давления в процессе: 0.8 бар, комнатная температура, отверждение при комнатной температуре без дожигания Вес 1,3 кг (10% от веса стального корпуса) | |
| Корпус К_2 | Корпус из композитного материала, армированного стекловолоконным матом Материал: армирование: стекломат с плотностью 540 г / м 2 , девять слоев; матрица: химически отвержденная полиэфирная смола Производство: укладка с вакуумным мешком, перепад давления во время процесса: 0,8 бар, комнатная температура, отверждение при комнатной температуре без дожигания Вес 2.1 кг (16,1% веса стального корпуса) | |
| K_3 Корпус | Корпус из композитного материала, армированного углеродным волокном Материал: Препреги из углеродной ткани саржевого переплетения (2 × 2) с удельным весом 800 г / м 2 (шесть внутренних строительных слоев) и 240 г / м2. м 2 (внешние визуальные слои) и эпоксидная смола в предварительно затвердевшем состоянии Производство: формование в автоклаве, перепад давления во время процесса: 5 бар, основная температура процесса: 120 ° C, время процесса: 4 ч Вес 1.6 кг (12,3% от веса стального корпуса) |
Изготовленные композитные корпуса без подшипниковых узлов характеризовались значительно меньшим весом по сравнению со стальным корпусом (с подшипниковыми узлами) соответственно: Стальной корпус / корпус K_1 → 13 кг / 1,3 кг, Стальной корпус / Корпус К_2 → 13 кг / 2,1 кг, Стальной корпус / Корпус К_3 → 13 кг / 1,6 кг.
показывает вид корпусов после производственного процесса.
Стальной корпус (с подшипниковыми узлами) и композитные корпуса перед монтажом подшипниковых узлов.
Для возможности размещения изготовленных композитных корпусов на стенде в них вклеены опорные узлы из стали Ст3. Несущие узлы из композитных материалов на представленном этапе испытаний не выполнялись в связи с необходимостью обеспечения безопасности конструкции; в основном речь идет о передаче динамических напряжений от подшипников и валов. Попытки изготовить такие элементы из композитов запланированы на дальнейшие этапы исследований. Вид несущих узлов перед монтажом показан на а, б.Чтобы обеспечить правильное прижатие корпусов к подшипниковым узлам и параллельность осей, процесс склейки производился непосредственно на стенде, пример которого показан для корпуса К_1 в c, d.
Подшипниковые узлы: ( a ) перед монтажом, ( b ) корпус К_3 с подшипниковыми узлами, подготовленными к приклеиванию, ( c ) и ( d ) посадка и усиление корпуса K_1 в процессе склейки несущие узлы.
После вклейки подшипниковых узлов в составные корпуса их вес соответственно увеличился до значения: K_1 = 4.4 кг, K_2 = 5,2 кг, K_3 = 4,7 кг (). Однако вес композитных корпусов по крайней мере на 60% ниже, чем у стальных.
Таблица 2
Масса верхних корпусов КПП с вклеенными подшипниковыми узлами.
| Обозначение | Масса корпусов |
|---|---|
| Стальной корпус | Корпус из стальных листов и профилей (с опорными узлами) Вес: 13 кг |
| K_1 Корпус из композитного материала | 905 армированный стеклотканью|
| K_2 Корпус | Корпус из композитного материала, армированного стекловолоконным матом Вес: 2,1 кг + узлы подшипников: 3,1 кг = Вес: 5,2 кг Снижение веса на 60% |
| K_3 Корпус | Корпус из композитного армированного углеродным волокном Вес: 1,6 кг + подшипниковые узлы: 3,1 кг = Вес: 4,7 кг Снижение веса на 63,8% |
2.4. Модальный анализ корпусов, установленных на стенде
Экспериментальный модальный анализ был использован для оценки динамических свойств изготовленных корпусов редукторов.Будет исследована реакция движения системы на индукцию импульса. Переходная функция (TFE) [57] была определена на основе этого отклика. xxω — спектральная плотность мощности (PSD) сигнала x (n).
показывает расположение точек индукции и измерения вибрации и шума.
Расположение точек воздействия сил (L) — (W) — (P) и измерение вибрации (P) и шума (H).
Исследование резонансной конструкции корпуса редуктора, установленного на измерительном стенде, позволяет определить модальные частоты вибрации и шума, присутствующие при нормальной работе (). Разница модальных частот между корпусом, установленным на стойке, и корпусом, который свободно висящий, вызвана усилением жесткости конструкции после ее установки на стойке и нагружения ее колесами, подшипниками и валами, а также присутствием масла.
Испытания на виброактивность проводились на измерительном стенде, показанном на и. В эксперименте импульсная индукция применялась с помощью импульсного молотка, оснащенного датчиком силы, пятью пьезоэлектрическими преобразователями для регистрации нормального виброускорения верхней пластины корпуса и направленным микрофоном, расположенным на расстоянии 0,5 м от верхней крышки корпуса. Импульсная индукция модальным молотком применялась в непосредственной близости от измерительных преобразователей P_1 – P_5. Во время рабочего измерения индукция подавалась через валы W2 и W3 ().Это позволило получить характеристики естественной и взаимной вибрации, а также функцию перехода между точками возбуждения колебаний и точками измерения, расположенными на верхней пластине корпуса.
Вид на стенд FZG и измерительную систему для стендовых испытаний.
Вид корпусов, установленных на стойке вместе с измерительными преобразователями: ( a ) стальной корпус, ( b ) корпус K_1, ( c ) корпус K_2 и ( d ) корпус K_3.
В ходе экспериментов все сигналы регистрировались одновременно с частотой дискретизации 20 кГц. Для измерений использовалась карта сбора данных National Instrument NI 4472, программное обеспечение LabView (стандартная сервисная программа исследований лицензий для учебных заведений, National Instruments Poland, Варшава, Польша) и программное обеспечение Matlab (Academic Individual Perpetual, Oprogramowanie Naukowo — Techniczne sp. Z oo, Краков , Польша) для обработки сигналов.
3. Результаты и обсуждение
и показывают определенные естественные и взаимные коэффициенты пропускания вибрационной характеристики точек измерения P_1 – P_5, которые расположены на верхней пластине тестируемых корпусов, с импульсным возбуждением, приложенным в точке P_1 и далее. вал W2.
Естественная и взаимная передача вибрационного отклика на индукцию импульса в точке P_1 и уровень звука над корпусом: ( a ) стальной корпус, ( b ) корпус K_1, ( c ) корпус K_2 и ( d ) К_3 корпус.
Естественный и взаимный коэффициенты передачи вибрационного отклика на индукцию импульса в точке W2 и уровень звука над корпусом: ( a ) стальной корпус, ( b ) корпус K_1, ( c ) корпус K_2 и ( d) ) К_3 корпус.
Полученные результаты показывают, что стальной корпус, установленный на стенде, характеризовался наибольшим количеством резонансных частот, возникающих в диапазоне частот примерно до 5,5 кГц, с аналогичной амплитудой. Только выше этой частоты наблюдается значительное демпфирование вибрации на характеристиках пропускания. В композитных корпусах K_1 и K_2 резонансы с наибольшей амплитудой возникают на частотах ниже 1 кГц, а амплитуда резонанса уменьшается с увеличением частоты.Композитный корпус К_3 характеризуется резонансом с наибольшей амплитудой резонанса на частотах ниже 1 кГц. Однако многочисленные локальные амплитуды со значительной энергией также могут наблюдаться в частотных распределениях на более высоких частотах примерно до 5 кГц.
На основании испытаний, проведенных для индукции вибрации, генерируемой на валу колеса W2, можно сделать вывод, что гашение вибрации от вала через подшипники и корпус значительно способствует более низкому уровню амплитуды определенных резонансных частот.Определенные взаимные коэффициенты пропускания показали аналогичные резонансные частоты, как и в индукции, генерируемой в точке P_1, но со значительно меньшей амплитудой. Также можно заметить, что многие резонансные частоты имеют явно разный коэффициент пропускания с точки зрения амплитуды. Это происходит из-за гашения вибрации на пути их передачи от вала к корпусу.
Для качественного сравнения резонансной структуры композитных корпусов K_1 – K_3 и стального корпуса значения виброускорения были получены для пяти точек измерения (показаны на) и усреднены.показаны средние уровни вибрационного отклика верхней пластины кожуха и уровня звукового давления от композитных материалов по сравнению со стальным кожухом.
Сравнение усредненного виброускорения (a) и звукового давления (p) композитных корпусов и стального корпуса: ( a ) стальной корпус-корпус K_1, ( b ) стальной корпус-корпус K_2 и ( c ) ) Стальной корпус-корпус К_3.
При анализе качественных изменений коэффициента пропускания вибрации и шума можно заметить, что после установки корпусов К_1 и К_2 на стойку амплитуда их резонансных частот значительно ниже, чем у стального корпуса.Значительное резонансное возбуждение можно наблюдать только на более низкой частоте до 1 кГц. Отличия корпуса К_3 от стального корпуса меньше.
На основании полученных результатов были выполнены количественные расчеты изменений вибрации и шума исследуемых корпусов в модальном анализе во всем диапазоне частот от 1 до 10 000 Гц и в шести различных частотных диапазонах от этого. группа. Рассчитаны средние значения уровней вибрации и звукового давления.Результаты этих анализов представлены в и, и в.
Изменение уровней вибрации ( a ) и шума ( b ) композитных корпусов K_1 – K_3 относительно стального корпуса.
Таблица 3
Изменение уровня вибрации корпусов К_1 – К_3 относительно стального корпуса.
| Изменение уровня вибрации [дБ] | ||||
|---|---|---|---|---|
| Диапазон частот [Гц] | K_1 Корпус | K_2 Корпус | K_3 Корпус | |
| 1 до 10,000 | −6.24 | −11,25 | −5,09 | |
| от 1 до 1000 | 4,39 | 0,08 | 1,58 | |
| 1001 до 2000 | 0,06 | −5,90 − | 0,06 | −5,90 − | 902 902
| −15,19 | −15,82 | −7,84 | ||
| 3001 до 4000 | −15,98 | −17,35 | −6,35 | |
| 4001 до 5000 − | 84001 до 5000 − | 84,68 | ||
| от 5001 до 10,000 | −6,86 | −26,60 | −11,16 | |
Таблица 4
Изменение уровня шума кожухов K_1 – K_3 по отношению к стальному корпусу K_1 – K_3.
| Изменение уровня звука [дБ] | |||
|---|---|---|---|
| Диапазон частот [Гц] | K_1 Корпус | K_2 Корпус | K_3 Корпус |
| 1 до 10,000 | −2.96 | −3,83 | −1,36 |
| 1 до 1000 | −1,89 | −1,39 | 0,60 |
| 1001 до 2000 | −0,98 | 902−0,98 | −8,06 | −9,88 | −5,83 |
| 3001 до 4000 | −2,52 | −4,70 | −1,36 |
| 4001 до −1,36 − | |||
| 4001 до 5000 − | 1.21|||
| 5001 до 10 000 | 3,12 | −12,10 | −1,48 |
Можно заметить, что композитные корпуса в диапазоне частот до 1 кГц во всех случаях громче стального корпуса. Однако в более высоких диапазонах частот композитные корпуса имеют значительно более низкий уровень шума и вибрации, чем стальные корпуса. Это указывает на то, что использование композитных корпусов позволяет уменьшить вес и в то же время уменьшить вибрацию редуктора на более высоких частотах, которые соответствуют условиям эксплуатации подавляющего большинства редукторов [37,45].
Демпфирование в ламинатах вызвано вязкоупругим поведением полимерной матрицы [58]. Хотя нагрузка передается в основном волокнами (также в композитах, армированных матом, если длина элементарных волокон превышает критическое значение [59]), матрица принимает участие в ее передаче посредством касательных напряжений [59,60]. Эта характеристика позволяет матрице использовать, в частности, механические взаимодействия, вызывающие незначительные смещения. Лучшим примером является именно эффект гашения колебаний ламинатом [61].
Полученные результаты () показывают, что лучшее демпфирование по сравнению со стальным корпусом демонстрирует композит, армированный стекломатом (K_2). Несомненно, это связано с меньшей жесткостью конструкции данного типа материала в плоскости. Стохастическое расположение волокон в мате в сочетании с их прерывистой формой приводит к большей доле полимерной матрицы в передаче нагрузки и, таким образом, к большим возможностям поглощения и демпфирования упругой вибрации [13].
Композиты, армированные тканями (K_2 и K_3), показывают значительно более высокий модуль упругости в направлениях расположения волокон, чем композиты, армированные матами [60]. Эта направленная жесткость способствует лучшему прохождению упругих волн в тех направлениях, где на проводимость и демпфирование меньше влияет матрица и больше — волокна.
Композит, армированный углеродным волокном (K_3), помимо ориентированной внутренней структуры, имеет по крайней мере в четыре раза более высокий модуль упругости, чем композит, армированный стеклотканью.Это дополнительная особенность, которая способствует хорошей проводимости упругих волн и снижению влияния матрицы на механические свойства материала. Как показывают результаты, это приводит к ухудшению демпфирования.
4. Выводы
В работе представлены результаты виброакустических испытаний элементов корпуса редуктора из трех видов полимерных композитов. Были сделаны следующие основные выводы.
Комбинация композитных корпусов со стальными опорными узлами идеально подходит для кратковременных нагрузок, например.г., позволяет проводить лабораторные испытания новых материалов для корпусов редукторов. Длительное использование и промышленное применение этого раствора требует дополнительных испытаний (в основном на сопротивление усталостному растрескиванию).
Применение композитов FRP позволяет снизить вес элементов корпуса коробки передач как минимум на 60% по сравнению с соответствующими стальными элементами.
Композитные элементы корпуса коробки передач имеют резонансные частоты вибрации и шума в более низких диапазонах (менее 1 кГц), чем соответствующие стальные элементы (менее 5.5 кГц).
В частотных диапазонах выше 1 кГц композитные элементы, очевидно, лучше гасят вибрацию, чем соответствующие стальные компоненты. На частотах выше 4 кГц элемент корпуса из композитного материала, армированного стекломатом, гасит шум более чем на 15 дБ лучше и вибрацию почти на 27 дБ лучше, чем соответствующий стальной элемент корпуса.
Композит, армированный стекломатом, оказался лучшим с точки зрения гашения вибрации и шума среди протестированных материалов, из которых изготовлены элементы корпуса коробки передач.
Полученные результаты, без сомнения, указывают на то, что дальнейшие исследования по использованию композитов FRP в корпусах редукторов являются целесообразными.
Благодарности
Спасибо ŚCNTPL в Чеховице-Дзедзице и инженерам Якубу Смолену и Артуру Цыганеку за участие в производстве композитных корпусов.
Вклад авторов
Концептуализация, T.F., M.K. и Ł.K .; расследование, Т.Ф., М.К. и Ł.K .; написание — первоначальный черновик, рецензирование и редактирование, Т.Ф., М.К. и Ł.K.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Ссылки
1. Маэкава З., Риндель Дж. Х., Лорд П. Экологическая и архитектурная акустика. 2-е изд. CRC Press; Лондон, Великобритания: 2010. Контроль шума и вибрации в окружающей среде; С. 205–222. [Google Scholar] 2. Макаревич Р., Коковски П. Прогнозирование изменений шума в результате регулирования скорости движения. J. Acoust. Soc. Являюсь. 2007; 122: 2074. DOI: 10.1121 / 1.2769972. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 3.Скручани Т., Кендра М., Скорупа М., Гренчик Дж., Фиглус Т. Сравнение выбранных экологических аспектов в индивидуальном автомобильном и железнодорожном пассажирском транспорте. Процедуры. Англ. 2017; 192: 806–811. DOI: 10.1016 / j.proeng.2017.06.139. [CrossRef] [Google Scholar] 4. Скручаны Т., Кендра М., Калина Т., Юркович М., Войтек М., Сынак Ф. Экологическое сравнение различных видов транспорта. НАШЕ БОЛЬШЕ Знан. Stručni Časopis Za More I Pomor. 2018; 65: 192–196. [Google Scholar] 5. Фиглус Т., Чахор Т. Предварительные исследования влияния скорости движения и типа силовой установки на уровень шума в салоне автомобиля с гибридной силовой установкой; Материалы XI Международной научно-технической конференции «Автомобильная безопасность 2018»; Каста, Словакия.18–20 апреля 2018 г .; Пискатауэй, Нью-Джерси, США: IEEE; 2018. С. 1–5. [Google Scholar] 6. Фиглус Т., Гнап Й., Скрукани Т., Шафранец П. Анализ влияния различных транспортных средств на уровень транспортного шума. Sci. J. Silesian Univ. Technol. Сер. Трансп. 2017; 97: 27–38. DOI: 10.20858 / sjsutst.2017.97.3. [CrossRef] [Google Scholar] 7. Гриффин М.Дж. Дискомфорт от ощущения вибрации автомобиля. Veh. Syst. Дин. 2007. 45: 679–698. DOI: 10.1080 / 00423110701422426. [CrossRef] [Google Scholar] 8. Собота А., Зоховская Р., Щепанский Э., Голда П. Влияние трамвайных путей на скорость движения автомобилей и уровень шума на четырехвходных перекрестках, расположенных на многополосных магистралях в городах. J. Vibroeng. 2018; 20: 2453–2468. DOI: 10.21595 / jve.2018.20087. [CrossRef] [Google Scholar] 9. Вогиатзис К.Е. Стратегическое картирование шума окружающей среды и планы действий на кольцевой дороге афин (атиики одос) — греция. WSEAS Trans. Environ. Dev. 2011; 10: 315–324. [Google Scholar] 10. Ямамото К. Специальный выпуск о методах прогнозирования шума дорожного движения.Акуст. Sci. Technol. 2010; 31: 1. DOI: 10.1250 / аст.31.1. [CrossRef] [Google Scholar] 11. Чжан З.Я., Чжан Ю.Б., Хуанг С.Х., Лю X. Оптимизация конструкции кабины тяжелого коммерческого транспорта с низким уровнем шума на основе аппроксимационной модели. J. Низкая частота. Шум Виб. Действовать. Контроль. 2018; 37: 987–1002. DOI: 10.1177 / 1461348418798403. [CrossRef] [Google Scholar] 12. Бондаренко В.А., Чукарин А.Н. Закономерности генерации спектров вибрации и шума редукторов мостовых кранов. Акустика. 2019; 32: 120–122.[Google Scholar] 13. Махери М., Адамс Р. Модальное демпфирование колебаний анизотропных слоистых пластиков FRP с использованием схемы минимизации энергии Рэлея – Ритца. J. Sound Vib. 2003. 259: 17–29. DOI: 10.1006 / jsvi.2002.5151. [CrossRef] [Google Scholar] 14. Медвецка-Бенёва С. Расчет кривых шага некруглых зубчатых колес. Sci. J. Silesian Univ. Technol. Сер. Трансп. 2018; 99: 105–114. DOI: 10.20858 / sjsutst.2018.99.10. [CrossRef] [Google Scholar] 15. Медвецка-Бенёва С. Деформация и жесткость зубьев прямозубой шестерни и их влияние на шум шестерни.Sci. J. Silesian Univ. Technol. Сер. Трансп. 2015; 89: 101–107. DOI: 10.20858 / sjsutst.2015.89.11. [CrossRef] [Google Scholar] 16. Маргилевич Й., Гаска Д., Войнар Г. Численное моделирование динамики зубчатого колеса. Sci. J. Silesian Univ. Technol. Сер. Трансп. 2017; 97: 105–115. DOI: 10.20858 / sjsutst.2017.97.10. [CrossRef] [Google Scholar] 17. Тосун М., Йилдлз М., Озкан А. Исследование и уточнение воющего шума коробки передач. Прил. Акуст. 2018; 130: 305–311. DOI: 10.1016 / j.apacoust.2017.09.013. [CrossRef] [Google Scholar] 18.Туманишвили Г., Натриашвили Т., Голетиани Г., Звиадаури В., Надирадзе Т. Улучшение условий работы ходовой части грузового локомотива. Пер. Пробл. 2016; 11: 103–109. DOI: 10.20858 / tp.2016.11.3.10. [CrossRef] [Google Scholar] 19. Чех П. Диагностика состояния промышленных редукторов с помощью вибро-частотно-временного, масштабно-частотного, частотно-частотного анализа. Металлургия. 2012; 51: 521–524. [Google Scholar] 20. Домбровский З., Деушкевич П., Дзюрде Й. Предложение методики виброакустической диагностики для испытания зубчатых колес судовых приводов.J. Mar. Eng. Technol. 2017; 16: 386–391. DOI: 10.1080 / 20464177.2017.1364838. [CrossRef] [Google Scholar] 21. Домбровский З., Дзюрде Дж. Одновременный анализ шума и вибрации машин в виброакустической диагностике. Arch. Акуст. 2016; 41: 783–789. DOI: 10.1515 / aoa-2016-0075. [CrossRef] [Google Scholar] 22. Dongyang D., Jianguo Y., Jiongtian L., Yingkai Z. Основанный на правилах интеллектуальный метод диагностики неисправностей вращающегося оборудования. Знай. На основе Syst. 2012; 36: 1–8. DOI: 10.1016 / j.knosys.2012.05.013. [CrossRef] [Google Scholar] 23.Дыбала Ю. Диагностика подшипников качения с помощью разложения по амплитуде уровня сигнала вибрации машины. Измерение. 2018; 126: 143–155. DOI: 10.1016 / j.measurement.2018.05.031. [CrossRef] [Google Scholar] 24. Галезия А., Барчевски Р., Якубек Б. Возможности обнаружения неисправностей подшипников качения с использованием энергетических дескрипторов сигналов колебаний. Прил. Cond. Монит. 2018; 9: 329–337. [Google Scholar] 25. Касс С., Раад А., Антони Дж. Диагностика самоподъемных подшипников на основе скалярного индикатора с использованием спектральной когерентности частот быстрого порядка.Измерение. 2019; 138: 467–484. DOI: 10.1016 / j.measurement.2019.02.046. [CrossRef] [Google Scholar] 26. Kruczek P., Obuchowski J., Wylomanska A., Zimroz R. Обнаружение множественных локальных повреждений в коробке передач с помощью новой когерентной двухчастотной карты и ее пространственного, ориентированного на цикл улучшения. Прил. Акуст. 2019; 144: 23–30. DOI: 10.1016 / j.apacoust.2017.10.006. [CrossRef] [Google Scholar] 27. Радковски С., Ясинский М., Гумински Р., Галезия А. Использование энтропийного метода в диагностике отказов. Прил. Cond. Монит. 2016; 9: 285–295.[Google Scholar] 28. Wang Z.J., Wang J.Y., Zhao Z.F., Wang R.J. Новый метод извлечения множества неисправностей из коробки передач в условиях сильного фонового шума. Энтропия. 2018; 20:10. DOI: 10.3390 / e20010010. [CrossRef] [Google Scholar] 29. Wodecki J., Stefaniak P., Obuchowski J., Wylomanska A., Zimroz R. Сочетание анализа главных компонентов и частотно-временного представления данных многоканальной вибрации для обнаружения неисправностей коробки передач. J. Vibroeng. 2016; 18: 2167–2175. [Google Scholar] 30. Чжан X., Ху Н., Цинь Г., Ченг З., Чжун Х. Метод обнаружения неисправности подшипника, основанный на измерениях сжатия сигнала вибрации. J. Vibroeng. 2014; 16: 1200–1211. [Google Scholar] 31. Едлински Л. Новая конструкция редукторов с пониженным уровнем вибрации и шума. Диагностика. 2016; 17: 4. [Google Scholar] 32. Юзек М., Войнар Г. Анализ выбранных решений и методов ограничения неравномерного распределения нагрузки по ширине зуба. Sci. J. Silesian Univ. Technol. Сер. Трансп. 2017; 96: 71–79. DOI: 10.20858 / sjsutst.2017.96,7. [CrossRef] [Google Scholar] 33. Смит Дж. Шум и вибрация зубчатых передач. CRC Press; Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: 2003. [Google Scholar] 34. Чжоу Дж., Венлей С. Характеристики вибрационного и шумового излучения системы зубчатой передачи. J. Низкая частота. Шум Виб. Действовать. Контроль. 2014; 33: 4. DOI: 10.1260 / 0263-0923.33.4.485. [CrossRef] [Google Scholar] 35. Мадей Х. Минимизация виброакустической активности редукторов. Издательство и полиграфия Института устойчивых технологий; Катовице, Польша: Радом, Польша: 2003.[Google Scholar] 36. Вилк А., Мадей Х., Фиглус Т. Анализ возможности снижения виброактивности картера коробки передач. Эксплоат. Я Незаводн. Maint. Надежный. 2011; 2: 42–49. [Google Scholar] 37. Фиглус Т., Уилк А. Сравнение измерения звукового давления и измерения скорости вибрирующей поверхности коробки передач. Трансп. Пробл. 2012; 7: 37–42. [Google Scholar] 38. Лазарц Б., Перун Г. Влияние конструктивных факторов на колебательную активность зубчатой передачи. Трансп. Пробл. 2012; 7: 95–102. [Google Scholar] 39.Войнар Г., Юзек М. Влияние непараллельности осей зубчатых валов и способа их крепления на колебания деталей коробки передач. Acta Mech. Автомат. 2018; 12: 165–171. DOI: 10.2478 / AMA-2018-0026. [CrossRef] [Google Scholar] 40. Фолега П., Бурдзик Р., Войнар Г. Оптимизация оребрения корпуса зубчатой передачи, используемой в транспортных машинах. J. Vibroeng. 2016; 18: 2372–2383. DOI: 10.21595 / jve.2016.17168. [CrossRef] [Google Scholar] 41. Ле Мойн С., Тебек Ж.Л. Реберные эффекты в акустическом излучении коробки передач — их моделирование методом граничных элементов.Прил. Акуст. 2002; 63: 223–233. DOI: 10.1016 / S0003-682X (01) 00026-3. [CrossRef] [Google Scholar] 42. Letaief M.R., Walha L., Taktak M., Chaari F., Haddar M. Влияние пористого материала на вибрацию и акустические характеристики коробки передач. J. Theor. Прил. Мех. 2017; 55: 1381–1395. DOI: 10.15632 / jtam-pl.55.4.1381. [CrossRef] [Google Scholar] 43. Маргилевич Я., Гаска Д., Литак Г. Моделирование люфта зубчатой передачи. Нелинейный Дин. 2019; 97: 355–368. DOI: 10.1007 / s11071-019-04973-z. [CrossRef] [Google Scholar] 44. Едлински Л., Джонак Дж. Метод оценки сборки спирально-конической зубчатой передачи без демонтажа. Мех. Syst. Сигнал Proc. 2017; 88: 399–412. DOI: 10.1016 / j.ymssp.2016.11.005. [CrossRef] [Google Scholar] 45. Фиглус Т., Вилк А., Мадей Х., Лазарз Б. Исследование виброактивности редуктора с использованием пусковых характеристик вибрации и акустического давления. Arch. Мех. Англ. 2011. 58: 209–221. DOI: 10.2478 / v10180-011-0015-5. [CrossRef] [Google Scholar] 46. Klasztorny M., Nycz D.B., Zając K., Romanowski R.K. Моделирование и численное исследование композитного бокового защитного устройства для грузовиков Wielton.Compos. Теор. Практик. 2017; 17: 19–24. [Google Scholar] 47. МакГихин П. Композиты на транспорте: Дизайн и текущие разработки. Матер. Des. 1982; 3: 378–387. DOI: 10.1016 / 0261-3069 (82)-7. [CrossRef] [Google Scholar] 48. Соррентино Л., Эспозито Л., Беллини С. Новая методология оценки влияния перегрева при отверждении на механические свойства толстых ламинатов из стеклопластика. Compos. Часть B. 2017; 109: 187–196. DOI: 10.1016 / j.compositesb.2016.10.064. [CrossRef] [Google Scholar] 49. Бениас Я., Якубчак П.Рост повреждений при ударе в углеродных волокнах из алюминия. Compos. Struct. 2017; 172: 147–154. DOI: 10.1016 / j.compstruct.2017.03.075. [CrossRef] [Google Scholar] 50. Браунер К., Фрерих Т., Херрманн А.С. Зависимое от отверждения термомеханическое моделирование релаксации напряжений композитных материалов во время производства. J. Compos. Матер. 2017; 51: 877–898. DOI: 10.1177 / 0021998316656924. [CrossRef] [Google Scholar] 51. Алексей М., Будзик Г., Хенечковски М. Гибридные полимерные композиты для быстрого прототипирования зубчатых колес.Полимеры. 2010; 55: 403–407. DOI: 10.14314 / polimery.2010.403. [CrossRef] [Google Scholar] 52. Алексей М., Будзик Г., Козик Б., Гардзинская А. Полимерные гибридные нанокомпозиты, используемые в технологии быстрого прототипирования. Полимеры. 2017; 62: 3–10. DOI: 10.14314 / polimery.2017.003. [CrossRef] [Google Scholar] 53. Олива Р., Олекси М., Хенечковски М., Будзик Г., Марковска О., Пшешловский Л. Применение технологии вакуумного литья для изготовления прототипов полимерных зубчатых колес. Полимеры. 2017; 62: 36–43. DOI: 10.14314 / полимеры.2017.036. [CrossRef] [Google Scholar] 54. Козиол М., Фиглус Т. Диагностика ранней стадии повреждения композитов полимер-стекловолокно с использованием бесконтактного измерения вибрационных сигналов. J. Mech. Sci. Technol. 2016; 30: 3567–3576. [Google Scholar] 55. Козиол М., Фиглус Т. Оценка развития разрушения при статическом изгибе слоистых материалов из стеклопластика, армированных классической тканью с гладким плетением и трехмерной тканью, посредством анализа вибраций. Polym. Compos. 2017; 38: 1070–1085. DOI: 10.1002 / pc.23670. [CrossRef] [Google Scholar] 56.Смолен Ю., Цыганек А., Козиол М. Изготовление корпуса трансмиссии методом контактного слоя с использованием вакуумного мешка. Compos. Теория Прак. 2019; 19: 18–22. [Google Scholar] 57. Стюарт Р. Выявление повреждений подшипников качения путем статистического анализа вибрации. J. Mech. Des. Пер. КАК Я. 1978; 200: 2. [Google Scholar] 58. Классторный М., Вильчинский А.П. Определяющие уравнения вязкоупругости и оценка вязкоупругих параметров однонаправленных волокнистых полимерных композитов. J. Compos. Матер.2000; 34: 1624–1639. DOI: 10.1106 / K8KV-7NEN-5Q04-G217. [CrossRef] [Google Scholar] 59. Хила И., Слезиона Дж. Композиции: элементы механики и проектов. Wydawnictwo Politechniki Slaskiej; Гливице, Польша: 2004. [Google Scholar] 60. Джонс Р.М. Механика композиционных материалов. Тейлор и Фрэнсис; Филадельфия, Пенсильвания, США: 1999. [Google Scholar] 61. Катунин А.А. Модальная неразрушающая оценка повреждений композитных конструкций с использованием вейвлет-анализа: обзор. Int. J. Compos. Матер. 2013; 3: 1–9. [Google Scholar] Брошюра по технологии «Схема турбодетандера»
% PDF-1.7 % 312 0 объект >>> / Метаданные 339 0 R / Контуры 303 0 R / Страницы 304 0 R / Тип / Каталог / Viewer Настройки >>> эндобдж 339 0 объект > поток False242016-07-14T17: 25: 43.833 + 02: 00Adobe PDF Library 11.095ddf7ef8c4b2612c1da8c08781d253ad1860bd3995245Adobe InDesign CC 2014 (Macintosh) 2015-03-05T16: 16: 44.000 + 01: 002015-03-05.000T16: 16: 44.000 + 01: 002015-03-05.000 -05T16: 16: 18.000 + 01: 00application / pdf2016-07-28T09: 57: 42.516 + 02: 00
g3 *% q; h5Ӓ ׳] q`UZ7 ; i _Y * 4.5i; 4z8pv͕,; — m3P s Ի Hcw,
пошаговая инструкция, устройство и рекомендации
«Лада Калина» — очень распространенный в России автомобиль. Он пользуется большим спросом благодаря невысокой стоимости и ремонтопригодности. Многие обслуживают эту машину своими руками. Обычно автовладельцы обращают внимание на двигатель, меняя масло, фильтры, свечи и другие детали. Но многие забывают про КПП. Замена масла в коробке «Лада Калина» — обязательная мера обслуживания.Об этом должен знать каждый. Итак, давайте разберемся, как выполняется эта процедура и какое масло заливать в КПП.
Характеристика
В «Ладе Калине» применена классическая пятиступенчатая механика. Эта шкатулка берет свою историю со времен «девятки». На днях АвтоВАЗ выпустил новую коробку ВАЗ-2180 с тросовым приводом. Трансмиссия претерпела множество изменений, но принцип смазки остался прежним. Итак, в поддоне залито несколько литров трансмиссионной жидкости.Не брызгается и не перекачивается. Смазка происходит естественным образом — при вращении в этой масляной ванне опускаются шестерни промежуточного и других валов. Таким образом обеспечивается смазка фрикционных элементов.
Многие об этом не знают, но это не единственная функция масла. Помимо смазки, он также обеспечивает отвод тепла. Поэтому при низком уровне жидкости ящик быстро перегревается. Сами шестерни работают на сухую, что требует значительного объема работ.Затем он накапливается в масле. Со временем его количество увеличивается, а сама жидкость приобретает более темный оттенок. Вот почему нужно регулярно проверять уровень масла в коробке. Для этого в Калине есть специальный щуп. Производитель не рекомендует использовать автомобиль, если уровень масла ниже среднего.О ресурсе
Режим замены трансмиссионного масла существенно отличается от моторного. Производитель советует менять «трансмиссию» раз в 75 тысяч километров.Но опытные автомобилисты рекомендуют снизить этот показатель до 60, а если машина была новой, то и вовсе до 30 тысяч километров. Почему так? Новые детали в процессе шлифования образуют мелкую стружку. Его присутствие в масле нежелательно. Поэтому такую смазку следует заменить как можно скорее.
В дальнейшем в процессе эксплуатации масло будет подвергаться различным перепадам температур. Мощность снизится, но это не значит, что через 30 тысяч километров она вообще прекратится.Да и само заводское масло хорошего качества не имеет. Поэтому, чтобы трансмиссия оставалась безопасной, замену масла в КПП Калина Лада нужно производить не реже, чем каждые 60 000 км пробега.Что купить?
Сейчас на прилавках можно найти самые разные товары. Специалисты рекомендуют использовать масло с вязкостью от 70W80 до 80W85. Что касается производителей, то выпускаются хорошие масла:
Также много положительных отзывов собирает продукт от Zic.Инструмент и материалы
Чтобы замена масла в КПП «Калина» 2-го и 1-го поколения прошла успешно, необходимо подготовить:
- Ключ слесарный на 17 (или трещотку с головкой).
- Джек.
- Пустая канистра или любой другой контейнер для слива. Важно, чтобы он был широким и плоским, иначе не будет заходить под низ. Можно вырезать край канистры из-под моторного масла и подложить под сливное отверстие. Клиренс «Калины» позволяет это сделать.
- Озеро. Его желательно удлинить, так как ящик с заливным отверстием очень глубокий. Для удобного отсека используйте шланг подходящего диаметра. Важно, чтобы его длина была не менее 30 сантиметров.
Начало работы
Итак, как меняют масло в коробке? Программы «Калина»? Перед началом работы коробка передач должна прогреться. Особенно это нужно делать, если на улице морозно. Масло в трансмиссии очень вязкое, а при минусовых температурах и вовсе приобретет желеобразную форму. К тому же на прогретом ящике быстрее стекает вся отработанная жидкость.
Далее берем домкрат и поднимаем автомобильную часть. Так как «Калина» переднеприводная, домкрат ставим на левое переднее колесо (коробка идет именно так).Затем ключом на 17 откручиваем сливную пробку. Найти его очень просто — он находится внизу края КПП. Для нее в защите поставили отдельный люк. Затем подставляем пустую емкость и ждем, пока слится все масло из трансмиссии. Но даже с подогретым боксом ждать придется очень долго — минимум 20 минут. Как в Калине меняют масло в коробке?
После этого с усилием затяните заглушку ключом (не переусердствуйте, иначе в следующий раз не открутите).Откройте капот и найдите заливное отверстие. Как таковой горловины на «Калине» нет — надо через зонд заливать. Поэтому шланг, которым мы продлили лейку, должен быть тонким. Чтобы масло не протекало, можно в поспешном месте прикрутить изолентой или «фумкой». Затем залейте жидкость полностью. Ставим щуп на место. На этом замена масла в КПП Калина завершена. Теперь вы можете приступить к повседневной эксплуатации. В механической коробке нет фильтров, поэтому ее обслуживание ограничивается только заменой масла.Замена масла в коробке в «Калине»: сколько заливать?
«Калина» использует механическую коробку передач в 5 ступеней. Производитель рекомендует залить 3100 грамм масла. Но автолюбители рекомендуют заливать на 100-200 грамм больше. Так исключим посторонние шумы в коробке и грохот валов на скорости (особенно шестерен пятой передачи).
Полезный совет
Как мы уже отмечали, трансмиссионное масло очень вязкое. Даже на горячем почти не выходит из коробки.Поэтому часть жидкости остается на стенках поддона и на шестернях самих валов. Специалисты рекомендуют перед заменой пролить немного жидкости. Для этого налейте в ящик 100-150 грамм масла, не закручивая пробки, и дождитесь, пока оно выйдет из отверстия. Многих удивляет результат: в коробку залили чистую трансмиссионную жидкость, а через пару секунд вышла черная жижа. Таким образом мы максимально очистим коробку передач от старой смазки.Это особенно полезно при переходе на продукт другого производителя и с другой вязкостью.
Вывод
Итак, мы выяснили, как происходит замена масла в коробке в «Калине». Как видите, операцию можно провести самостоятельно, своими руками. Самое сложное — сделать переходник на лейку. Процедура замены масла в коробке в «Калине» занимает не более 40 минут. И это с учетом того, что половина времени уходит на слив старой жидкости.
p>Трехсторонний импульсный цикл — обзор
2.3.3 Циклы с более высоким коэффициентом использования
В предыдущих разделах этой главы мы попытались показать, что идеальный цикл для выработки электроэнергии из большинства низкопотенциальных источников тепла не соответствует циклу Карно. , а скорее трехсторонняя или четырехсторонняя концепция, в зависимости от температурных ограничений источников тепла. Также было показано, что очень трудно даже приблизиться к ним при использовании циклов, основанных на идеальных газах в качестве рабочего тела, и что основными необходимыми условиями для достижения максимальной производительности являются хорошее согласование температур между источником тепла и рабочим телом во время процесс теплопередачи между ними и высокий рабочий коэффициент цикла.
Неслучайно первые успешные тепловые двигатели, вырабатывающие механическую энергию, были основаны на использовании воды, находящейся под давлением под действием силы тяжести, а затем расширенной за счет испарения для производства пара, потому что таким образом рабочий цикл имел единичный рабочий коэффициент и, следовательно, будет давать положительную выходную мощность, пока можно будет восстановить некоторую работу по расширению, независимо от эффективности расширителя, которая была очень низкой. После дальнейшего развития это привело к тому, что цикл Ренкина с его различными улучшениями стал доминирующим средством выработки энергии на протяжении девятнадцатого века, и, действительно, в первые годы развития автомобилей не сразу было очевидно, что двигатели внутреннего сгорания будут вытеснить паровые машины как средство движущей силы.В самом простом виде и цикл, и система компонентов, с помощью которых он достигается, показаны на рис. 2.23.
Рисунок 2.23. Система простого цикла Ренкина с использованием пара в качестве рабочего тела
Основная особенность простого парового цикла Ренкина заключается в том, что, поскольку повышение давления рабочего тела осуществляется в жидкой фазе, где рабочая жидкость почти несжимаема, требуется работа подающего насоса. очень маленький. Кроме того, вода имеет самое большое отношение «скрытой теплоты» к «явной теплоте» из всех известных жидкостей.Это означает, что объем пара, производимого на единицу массы, очень велик по сравнению с объемом жидкости, поступающей в котел. Следовательно, работа расширения, возникающая при расширении пара, создаваемого нагреванием и испарением, намного больше, чем работа перекачки. Соответственно, его рабочий коэффициент составляет порядка 0,999 в диапазоне температур и давлений, представляющих интерес для рекуперации энергии от источников тепла с более низкой температурой.
Последствия этого следующие: реальный КПД цикла снижается от идеального только на КПД детандера, который имеет порядок 0.8–0.9. Его идеальный КПД цикла довольно близок к КПД циклов Стирлинга или Карно, как показано на рис. 2.24, хотя он значительно меньше, чем у идеального четырехстороннего цикла. Однако из-за высокого рабочего коэффициента практический цикл Ренкина намного превосходит практические четырехсторонние циклы или циклы Стирлинга, как показано на рис. 2.25. Следовательно, в случае рекуперации энергии из низкопотенциального тепла нет никаких сомнений в том, что система цикла Ренкина и многие ее подварианты являются наиболее подходящими.
Рисунок 2.24. Сравнение идеального парового цикла Ренкина и идеального газового цикла. Минимальная температура источника тепла 80 ° C, температура отвода тепла 15 ° C
Рисунок 2.25. Сравнение практического парового цикла Ренкина и практического газового цикла. Минимальная температура источника тепла 80 ° C, температура отвода тепла 15 ° C
Недостатком цикла Ренкина является то, что большое количество тепла, необходимое для испарения воды, приводит к низкой эффективности рекуперации тепла и, следовательно, к общей эффективности преобразования система, как показано на рис.2.23, составляет лишь порядка 50–60% КПД цикла.
Теперь рассмотрим систему и цикл, показанные на рис. 2.26, которые мы назвали системой трехстороннего цикла вспышки (TFC). Он имеет то же количество и тип компонентов, что и цикл Ренкина, но отличается тем, что рабочая жидкость не испаряется в нагревателе, а только нагревается до точки кипения, а затем расширяется. Как видно на диаграмме T — s , он выглядит довольно близко к идеальному трехстороннему циклу.Его основные преимущества заключаются в том, что при получении тепла от однофазного источника тепла, при отсутствии необходимости в нагреве испарением, он способен обеспечивать очень высокую эффективность рекуперации тепла при сохранении высокого рабочего коэффициента. На рис. 2.27 показаны некоторые характеристики его работы при использовании воды в качестве рабочего тела, предполагая, что существует разница температур между рабочим телом и теплоносителем в нагревателе жидкости 10 ° C.
Рисунок 2.26. Система и компоненты с трехсторонним циклом вспышки (TFC)
Рисунок 2.27. Сравнение производительности трехсторонних циклов вспышки (TFC) и идеального трехстороннего цикла
Система TFC, как показано, явно является наиболее эффективной из рассмотренных, но имеет ряд недостатков, а именно:
- 1.
Когда теплоноситель имеет предельно более низкую температуру, например, в случае геотермальных рассолов, содержащих растворенные твердые частицы, из которых следует избегать выпадения осадков, продукты сгорания двигателя внутреннего сгорания, содержащие серу и аналогичные загрязнители, и где есть другие варианты использования самой низкой температуры тепло, например, для обогрева.В этом случае согласование температуры между рабочей жидкостью и источником тепла в нагревателе может быть довольно плохим, а общая эффективность преобразования значительно снизится, как показано на рис. 2.28.
Рисунок 2.28. Согласование температуры TFC с источником тепла с ограниченной минимальной температурой
- 2.
Двухфазные детандеры менее эффективны, чем детандеры с сухим паром.
- 3.
Вода, как рабочая жидкость, достигает очень низкого давления при температуре конденсации ниже 100 ° C.Это приводит к проблемам с поддержанием вакуума в конденсаторе и очень низкой плотности пара. Последнее означает, что объемные потоки и объемные отношения в детандере очень велики и приводят к большим и дорогим машинам и проблемам конструкции детандера, которые будут описаны в следующем разделе.
- 4.
Нагреватель рабочей жидкости очень большой, как из-за снижения эффективности преобразования тепла в энергию по мере снижения температуры источника тепла, так и из-за того, что средняя разница температур между рабочей жидкостью и источником тепла составляет относительно маленький.
- 5.
Высокая рекуперация тепла в TFC подразумевает высокий отвод тепла в конденсаторе. Это означает, что не только конденсатор будет большим, но и расход теплоносителя, необходимый для отвода тепла, также будет большим.
Характеристики цикла Ренкина можно улучшить, если принять во внимание тот факт, что не все тепло передается рабочему телу при постоянной температуре, как это требуется в цикле Стирлинга, с которым он сравнивался на рис.2.24 и 2.25. Таким образом, как показано на рис. 2.29, эффективность как цикла, так и рекуперации тепла увеличивается за счет снижения температуры на выходе теплоносителя до более низкого значения, чем температура испарения, тем самым обеспечивая лучшее согласование. Однако следует отметить, что недостатки, описанные в пункте (3), из перечисленных выше для расширителя TFC, также относятся к расширителю цикла Ренкина.
Рисунок 2.29. Улучшение согласования цикла Ренкина с его источником тепла
Как будет показано ниже, с использованием рабочих жидкостей, отличных от воды, можно преодолеть многие недостатки как системы Ренкина, так и системы TFC, как указано ниже.Затем различия между ними уменьшаются до такой степени, что во многих случаях цикл Ренкина предлагает лучшее решение.