Автоматическая коробка передач — принцип работы для чайников

Автоликбез23 октября 2016

Автоматическая коробка передач автомобиля предназначена для передачи мощности двигателя на колеса. Она устанавливает именно ту передачу, которая лучше всего подходит для текущей скорости движения. Автоматическая трансмиссия избавляет водителя от необходимости переключения скорости вручную. Компьютер автомобиля при помощи датчиков определяет, в какой момент необходимо переключить скорость и посылает сигнал в электронном виде на включение или выключение передачи.

Основные элементы автоматической трансмиссии

Механизм автоматической коробки передач автомобиля представляет собой систему рычагов и шестеренок, передающих мощность на ведущие колеса, позволяя двигателю работать наиболее эффективно.

Собирается коробка в алюминиевом кожухе, называемом картером. В нем располагаются главные компоненты автоматической трансмиссии:

1. Гидротрансформатор, выполняющий роль сцепления, но не требующий со стороны водителя производить непосредственное им управление.
2. Планетарный ряд, изменяющий передаточное отношение при переключении.
3. Задний, передний фрикционы, тормозная лента, непосредственно осуществляющие переключение передач.
4. Устройство управления.

Как работает гидротрансформатор?

Гидротрансформатор состоит из следующих основных элементов:

• насоса или насосного колеса;
• турбинного колеса;
• плиты блокировки;
• статора;
• обгонной муфты.

Чтобы понять, как работает автоматическая коробка передач, нужно в целом представлять ее устройство. Так, насос механическим соединением связан с двигателем. Турбинное колесо соединяется с валом КПП при помощи шлицов. При вращении насосного колеса при работающем двигателе создается поток масла, который вращает турбинное колесо гидротрансформатора.

Не помешает знать когда менять масло в автоматической коробе передач.

В этом случае гидротрансформатор выполняет роль обычный гидромуфты, посредством жидкости лишь передавая от двигателя на вал автоматической коробки крутящий момент. При увеличении оборотов двигателя сколь-нибудь существенного увеличения крутящего момента не происходит.

Для преобразования крутящего момента схема автоматической коробки включает статор. Принцип работы заключается в том, что он перенаправляет поток масла обратно на крыльчатку насоса, заставляя ее быстрей вращаться, увеличивая крутящий момент. Чем скорость вращения турбинного колеса по отношению к насосу меньше, тем большая остаточная энергия передается статором посредством возвращаемого масла на насос. Соответственно крутящий момент увеличивается.

Основы работы турбины и насоса АКПП

Турбина всегда вращается медленнее, чем насос. Максимальное соотношение скоростей вращения насоса и турбины достигается при неподвижном автомобиле, уменьшаясь при увеличении скорости транспортного средства (ТС). Связь статора с гидротрансформатором осуществляется через обгонную муфту, способную вращаться лишь в одном направлении.

Лопатки турбины и статора имеют особую форму, за счет чего поток масла перенаправляется на обратную сторону лопаток статора. При этом статор заклинивает и, оставаясь неподвижным, он передает на вход насоса наибольшую энергию масла.

За счет такого режима работы гидротрансформатора обеспечивается максимальная передача крутящего момента. Он увеличивается почти в три раза при трогании автомобиля с места.

При разгоне ТС турбина относительно насоса проскальзывает все меньше до наступления момента, когда колесо статора подхватывается потоком масла, начиная вращаться в направлении свободного хода обгонной муфты. Устройство при этом начинает работать как обычная гидромуфта, не увеличивает крутящий момент. В этом режиме КПД гидротрансформатора не превышает 85%. Такой режим работы сопровождается выделением избытка тепла и повышением расхода топлива.

Назначение блокировочной плиты

Этот недостаток устраняется при помощи специального устройства — блокировочной плиты. Несмотря на механическую связь с турбиной, конструктивно она выполнена так, что может перемещаться вправо и влево. Это устройство включается в работу при достижении автомобилем высокой скорости. По команде устройство управления поток масла меняется таким образом, чтобы он прижимал блокировочного плиту к корпусу гидротрансформатора справа.

При этом турбина и насос связываются друг с другом механически. Для повышения сцепления на внутреннюю сторону корпуса гидротрансформатора наносится специальный фрикционный слой. Таким образом двигатель связывается с выходным валом автоматической коробки. Естественно такая блокировка сразу выключается даже при незначительном торможении автомобиля.

Выше был описан лишь один из способов блокировки гидротрансформатора. Однако любой другой способ преследует ту же самую цель — предотвратить проскальзывание турбины по отношению к колесу насоса. Обычно описанный режим действия в различных источниках называется Lock-Up.

Работу гидротрансформатора для чайников будет проще понять, если вместо турбины и насоса представить два простых вентилятора, один из которых работает от сети, а другой вращается за счет создаваемого первым вентилятором потока воздуха. Только вместо воздуха здесь выступает масло, а лопасти первого вентилятора (насоса в случае АКПП) приводятся в движение не за счет электричества, а за счет механического соединения с валом двигателя автомобиля.

Планетарные ряды

Гидротрансформатор может увеличивать крутящий момент, но лишь до определенного предела. Устройство автоматической коробки передач для более значимого увеличения момента, например, при преодолении подъемов, а также для движения задним ходом предусматривает планетарные ряды. Планетарная передача также обеспечивает ровное переключения скоростей при движении без потери мощности мотора. Благодаря ей переключение происходит без толчков, случающихся при работе обычной трансмиссии.

Планетарный ряд включает следующие элементы:

• солнечную шестерню;
• сателлиты;
• эпицикл;
• водило.

Планетарным ряд называются из-за того, что фрикционные колеса, вращающиеся одновременно вокруг своих осей и перемещающиеся вместе с этими осями, очень напоминают планеты солнечной системы. От их взаимного положения зависит, какая в данный момент включена передача.

Как переключаются передачи в АКПП?

Переключение передач или изменение в планетарном редукторе передаточного числа осуществляется блокировкой и разблокировкой элементов планетарного ряда посредством тормозных лент и фрикционов. В гидравлической системе автоматической коробки передач автомобиля непосредственно переключение передач осуществляется клапаном. Трехскоростная коробка имеет два таких клапана, один из которых осуществляет переключение с первой передачи на вторую, другой — со второй на третью. Четырехскоростная коробка имеет уже три клапана.

Другие виды АКПП

Помимо рассмотренной гидравлической трансмиссии сегодня широко распространены другие типы автоматических коробок:

1. Вариаторная АКПП. В этом типе трансмиссии фиксированного передаточного числа для передач не существует. Поэтому такая АКПП называется бесступенчатой. Принцип работы в том, что в отличие от других «автоматов» она более эффективно использует мощность двигателя. Вследствие этого автомобили, оснащенные данным типом трансмиссии являются более экономичными и комфортными.
2. Роботизированная КПП. Автоматической такую коробку можно назвать условно, так как по сути она является обычной «механикой», где функция педали сцепления возложена на электронный блок. Автомобили с какими коробками также являются довольно экономичными, но менее комфортными, так как зачастую переключение передач в автоматическом режиме сопровождается рывками.

Таким образом, помимо наиболее распространенной гидравлической АКПП существует еще несколько видов автоматических коробок, различающихся своей конструкцией. Отличаются они ценой, экономичностью, комфортом управления авто. Общее же то, что водитель избавлен от необходимости самостоятельного выбора и переключения передач.

Устройство и принцип работы автоматической коробки передач

 

В 21 веке. люди стремятся не напрягаться лишний раз. Поэтому все больше водителей переходят на коробки-автомат и выбирают машины, которые требуют от них минимум участия. Да и производители авто медленно, но уверенно роботизируют автомобили, так что, чистая механика скоро будет только для ценителей.

Несмотря на все прелести, у АКПП есть один большой недостаток (собственно, как и у “механики”) — они сложно устроены. Мало кто из автолюбителей отважится самостоятельно перебирать коробку. Еще меньше тех, кто решится самостоятельно ремонтировать коробку-автомат.

Из чего же, из чего же сделаны коробки-автомат

Итак, классическая АКПП состоит из:

• гидротрансформатора. Состоит из насосного и турбинного колес, реактора;
• масляного насоса;
• планетарного редуктора. В конструкции шестерни, наборы муфт и фрикционы;
• электронной системы управления — датчики, гидроблок (соленоиды + золотники-распределители), рычаг селектора.

Устройство АКПП

Это основные элементы и они всегда одинаковые.

Гидротрансформатор — в АКПП выполняет функцию сцепления: передает и увеличивает крутящий момент от двигателя к планетарному редуктору и кратковременно отсоединяет трансмиссию от двигателя, чтобы переключилась передача.

Гидротрансформатор, схема

Насосное колесо соединено с коленвалом двигателя, а турбинное колесо — с планетарным редуктором через вал. Между колесами расположен реактор. Колеса и реактор оснащены лопастями определенной формы  Все элементы гидротрансформатора собраны в одном корпусе, который заполнен жидкостью ATF.

 

Гидротрансформатор

Планетарный редуктор. Состоит из нескольких планетарных передач.

Каждая планетарная передача состоит из солнечной шестерни, водила с шестернями-сателлитами и коронной шестерни.

Планетарная передача

Любой элемент планетарной передачи может вращаться или блокироваться (как мы писали выше, вращение передается от гидротрансформатора).

Схема работы планетарной передачи

Чтобы переключить определенную передачу (первую, вторую, заднюю и т.д.), нужно заблокировать один или несколько элементов планетарки. Для этого используются фрикционные муфты и тормоза. Подвижность муфт и тормозов регулируется через поршни давлением рабочей жидкости ATF.

 

Фрикционные диски (муфта)

Расположение фрикционов в АКПП

Электронная система управления. Точнее, электрогидравлическая, т.к. для непосредственного переключения передач (включения/выключения муфт и тормозных лент) и блокировки ГДТ используется гидравлика, а для регулировки потоков рабочей жидкости — электроника.

Система состоит из:

• гидроблока. Представляет собой металлическую плиту с множеством каналов, в которых установлены электромагнитные клапаны (соленоиды) и датчики. По сути, гидроблок управляет работой АКПП на основании данных, полученных от ЭБУ. Пропускает жидкость по каналам к механическим элементам коробки — муфтам и тормозам;

 

Гидроблок

• датчиков — частоты вращения на входе и выходе коробки, температуры жидкости, положения рычага селектора, положения педали газа. Также блок управления АКПП использует данные с блока управления двигателем;
• рычага селектора;
• ЭБУ — считывает данные датчиков и определяет логику переключения передач в соответствии с программой.

Принцип работы АКПП

Когда водитель заводит авто, вращается коленвал двигателя. От коленвала приводится масляный насос, который создает и поддерживает давление масла в гидравлической системе коробки. Насос подает жидкость на насосное колесо гидротрансформатора, оно начинает вращаться.

Лопасти насосного колеса перебрасывают жидкость на турбинное колесо, тоже заставляя его вращаться. Чтобы масло не попадала обратно, между колесами установлен неподвижный реактор с лопастями особой конфигурации — он корректирует направление и плотность потока масла, синхронизируя оба колеса. Когда скорости вращения турбинного и насосного колес выравниваются, реактор начинает вращаться вместе с ними. Этот момент называется точкой сцепления.

 

Как работает ГДТ

Дальше в работу включается ЭБУ, гидроблок и планетарный редуктор.

Водитель переводит рычаг селектора в определенное положение. Информацию считывает соответствующий датчик, передает в ЭБУ и она запускает программу, соответствующую выбранному режиму. В этот момент определенные элементы планетарного редуктора вращаются, а другие зафиксированы. За фиксацию элементов планетарного редуктора отвечает гидроблок: ATF под давлением подается по определенным каналам и прижимает поршни фрикционов.

 

Как работает поршень фрикционов

Как же АКПП переключает скорости?

Как мы уже писали выше, для включения/выключения муфт и тормозных лент в АКПП используется гидравлика.

Электронная система управления определяет момент переключения передач по скорости и нагрузке на двигатель.

Каждому диапазону скорости (уровню давления масла) в гидроблоке соответствует определенный канал.

Когда водитель давит на газ, датчики считывают скорость и нагрузку на двигатель и передают данные в ЭБУ. На основании полученных данных ЭБУ запускает программу, которая соответствует выбранному режиму: определяет положение шестерен и направление их вращения, рассчитывает давление жидкости, отдает сигнал на определенный соленоид (клапан) и в гидроблоке открывается канал, соответствующий скорости.

По каналу жидкость поступает к поршням муфт и тормозных лент, которые блокируют шестерни планетарного редуктора в нужной конфигурации. Так включается/выключается нужная передача.

 

Как работает АКПП

Переключение передач зависит и от характера набора скорости: при плавном ускорении передачи повышаются последовательно, при резком разгоне сначала включится пониженная передача. Это также связано с давлением: при плавном нажатии на педаль газа давление растет постепенно и клапан открывается постепенно. При резком же разгоне давление повышается резко, сильно давит на клапан и не дает ему открыться сразу.

Электроника существенно расширила возможности автоматических коробок. К классическим преимуществам гидромеханических АКПП добавились новые:  разнообразие режимов, способность самодиагностики, адаптивность под стиль вождения, возможность выбирать режим вручную, экономия топлива.

принцип работы для чайников, устройство, как работает

10

Автоматическая коробка переключения передач (АКПП, коробка-автомат или «автомат») — устройство, которое принимает, преобразовывает, передает и изменяет направление крутящего момента. Вместо механической коробки передач автолюбители покупают авто с вариатором, роботизированной или классической АКПП. Каждому виду присущи свои преимущества и недостатки. Что же выбрать, и чем автомат лучше механики?

Что такое АКПП?

Коробка-автомат относится к механизмам, которые входят в состав трансмиссии и работают автоматически. Она облегчает управление автомобилем, тем самым снижает нагрузку на водителя во время движения. В отличие от ручной коробки передач она самостоятельно переключает скорости и не нуждается в постоянном использовании переключающего рычага. 

АКПП появилась в результате трех независимых друг от друга разработок. Изготовление планетарных механических КП, полуавтоматических КП и внедрение гидравлики в трансмиссию привело к рождению прототипа современной коробки-автомат. Первая АКПП была гидромеханической, затем появился ее роботизированный аналог и бесступенчатый вариатор.

Устройство и характеристики механизма

Чтобы понять, какое у автоматической коробки передач устройство и принцип работы, нужно рассматривать ее типовой вариант. Конструкция классической АКПП:

• гидротрансформатор;
• планетарный ряд;
• система управления и контроля.

Гидротрансформатор передает крутящий момент от двигателя к валу. Функционально он соответствует сцеплению МКПП, но в отличие от него работает самостоятельно, а не под контролем человека. Гидротрансформатор находится между двигателем и коробкой передач. Во время работы он вращается на высокой скорости и выдерживает огромные нагрузки. Кроме передачи крутящего момента, этот узел снижает вибрации двигателя и запускает масляный насос, который входит в коробку передач.

Планетарный ряд состоит из планетарного редуктора и нескольких механизмов, которые по принципу действия похожи на блок шестерен в МКПП. Крутящий момент от двигателя переходит на гидротрансформатор, который передает его на планетарные механизмы. Те, в свою очередь, за счет фрикционных дисков, дифференциала, муфты свободного хода и взаимодействия с главным редуктором передают полученное усилие на колеса. Передача крутящего момента через планетарные механизмы осуществляется через трансмиссионную жидкость.

Планетарные механизмы блокируются тормозной лентой, передним и задним фрикционами, которые входят в состав планетарного ряда. Тормозная лента отвечает за кратковременную блокировку планетарных механизмов и перераспределение крутящего момента. От ее исправности зависит плавность хода автомобиля. Когда тормозная лента не отрегулирована, то в момент включения первой или задней передачи автомобиль двигается рывками. Подобное движение сокращает срок службы трансмиссии и двигателя. 

За работу всех механизмов АКПП отвечает система управления и контроля. В нее входят устройства, на которых возложен контроль механики коробки передач и головное управление узлом. К примеру, благодаря такой системе подается масло к механизмам коробки-автомат и обеспечиваются передаточные взаимосвязи между ее отдельными компонентами.

В устройство управления входит насос, маслосборник и клапанная коробка, выполняющая функции контроля и управления. За счет системы клапанов и плунжеров скорость автомобиля, нагрузка мотора и сила давления на педаль газа преобразуются в гидравлический сигнал. Когда фрикционные диски последовательно включаются и выключаются, эти сигналы автоматически изменяют передаточные отношения в АКПП.

Принцип работы

Трансмиссия и АКПП, как ее составляющая, работают по сложному механизму. Используйте объяснение об автоматической коробке передач и ее принципе работы для чайников, чтобы разобраться в работе механизма.

Принцип работы автоматической коробки передач можно условно разделить на несколько этапов:

1. Работающий двигатель передает крутящий момент на вал.
2. Через вал момент силы поступает на гидротрансформатор, связанный с АКПП.
3. С гидротрансформатора усилие направляется на механизмы планетарного ряда.
4. Блок управления передает на планетарные механизмы сигналы, основанные на проанализированной информации о работе автомобиля.
5. После этого планетарные механизмы включают нужную передачу и передают крутящий момент на колеса.

Обратите внимание! Механической коробке передач необходимо сцепление и непосредственное участие водителя, тогда как в коробке-автомат работа сцепления возложена на гидротрансформатор, а роль водителя на себя берут различные управляющие узлы АКПП.

Виды АКПП, их преимущества и недостатки

Под понятием АКПП подразумевают и классическую конструкцию, и электронный вариант, и вариатор. Каждому виду есть чем похвастаться перед аналогами.

Классическая автоматическая коробка передач

Под классикой подразумевают гидротрансформаторную коробку-автомат, конструкция которой была рассмотрена выше. 

Преимущества и недостатки классической АКПП:

Плюсы	Минусы
Плавный ход  без рывков	Низкое КПД и увеличенный расход топлива по сравнению с механикой и автоматическими аналогами
Предохраняет двигатель от перегрузок	Большой объем масла
Надежна и проста в обращении, не требует от водителя специфических навыков	Низкая динамика, из-за которой возникают ощутимые паузы между переключением скоростей
К ней проще подобрать запасные части	Плохо переносит сильные морозы. В холодную погоду не нужно резко стартовать и раскручивать двигатель
Подходит для водителей-новичков и автовладельцев, которые неуверенно себя чувствуют на дорогах с оживленным трафиком

Роботизированная

Коробка-робот стала недорогой альтернативой классической АКПП. Она может работать в ручном и автоматическом режиме. По принципу действия похожа на механику. Но в отличие от МКПП за выжимку сцепления и переключение скоростей отвечает электронное устройство.

Преимущества и недостатки роботизированной АКПП:

Плюсы	Минусы
Понятная и более надежная конструкция, чем у коробки-автомат и вариатора	Ощутимые паузы между переходами с одной скорости на другую. Особенно это заметно при переключении с низшего ряда на высшей и наоборот
Недорога в обслуживании	Набор скорости с ощутимыми провалами
Проста в ремонте	Трудно трогаться под горку
Наличие ручного переключения передач	Нарушение правил эксплуатации приводит сцепление в негодность за короткий срок

Вариатор

Вариатор — бесступенчатая трансмиссия, которая составила достойную конкуренцию классической АКПП.

Преимущества и недостатки вариатора:

Плюсы	Минусы
Экономичен в расходе топлива	Непригоден для езды по бездорожью, потому что перегревается в сложных условиях эксплуатации
Предельно возможная динамика разгона	Дорогостоящий ремонт и обслуживание
Плавно переключает скорости даже при разгоне или в момент торможения
Безопасен на гололеде
Предохраняет мотор от нагрузок

Разница между коробкой-автомат у переднеприводных и заднеприводных автомобилей

Автомобили с передними ведущими колесами оснащены более компактной коробкой-автомат. Внутри корпуса находится отделение для дифференциала (главной передачи).

Инструкция по использованию автоматической коробки передач

Основные правила безопасной эксплуатации:

1. Ознакомиться с режимами АКПП.
2. Аккуратно и выдержано переключать передачи.
3. Вместо режима «нейтраль» использовать в начале езды режим «драйв», а в конце — «паркинг».
4. Лучше не использовать автомобиль АКПП в качестве буксира для прицепов, сломанных авто.

Главное — своевременное обслуживание и замена масла. За техническим состоянием коробки-автомат должен следить каждый владелец авто.

Что категорически запрещается делать?

Следуйте правилам эксплуатации и никогда не допускайте пробуксовки колес, не заводите авто с разгона и не транспортируйте его «на привязи».

Обслуживание и ремонт АКПП

Обслуживание АКПП заключается в проверке режимов переключения передач, регулярной замене масла и масляного фильтра. Чтобы коробка-автомат могла исправно работать, меняйте масло каждые 30000-40000 км. Используйте качественное масло подходящего сорта. 

Коробка-автомат — сложный механизм, который продолжает находить сторонников и противников. Зная принцип работы и конструктивные особенности АКПП, водителям будет проще управлять автомобилем и избегать ее преждевременных поломок.

Как устроена АКПП с гидротрансформатором?

Специалисты сходятся во мнении, что в ближайшее время автоматическая трансмиссия ещё больше потеснит более привычные для нас механические коробки переключения передач.

Прогресс, одним словом. АКПП становятся легче и дешевле. Некоторые из них создают серьёзную конкуренцию МКПП в плане экономии.

Многие соотечественники боятся новшеств и долго выбирают тип коробки перед покупкой транспортного средства. Незнание устройства и принципа действия АКПП вызывает у них недоверие и сомнение.

Хотя, если разобраться, ничего сложного в этом узле нет. Давайте рассмотрим устройство автоматической коробки передач с гидравлическим трансформатором.

Справка

К сановным составляющим автоматической коробки передач относятся:

• Гидравлический трансформатор.
• Редуктор планетарного принципа действия.
• Система гидравлического управления.

В задачи гидравлического трансформатора входит обеспечение изменения крутящего момента от силового агрегата к редуктору планетарного принципа действия. Дополнительно гидротрансформатор обеспечивает снижение вибрации при работе узла.

Составляющие гидротрансформатора

Гидравлический трансформатор включает в себя:

• насосное колесо с лопастями;
• турбинное колесо с лопастями;
• реакторное колесо с лопастями;
• в комплектацию входит блокировочная муфта;
• муфта, отвечающая за свободный ход.

Для стабильной работы всей конструкции используется техническая жидкость Automatic Transmissions Fluid.

Специальной рабочей жидкостью заполняется корпус механизма гидравлического трансформатора. Роль технической жидкости для АКПП выполняет знакомое нам трансмиссионное масло.

Планетарный редуктор

К задачам редуктора планетарного принципа действия относится изменение крутящего момента (ступенчатый вариант). Планетарный редуктор обеспечивает движение транспортного средства задним ходом.

В комплектацию планетарного редуктора входят:

• муфты сцепления;
• тормоза ленточного типа;
• планетарные элементы;
• солнечная шестерня;
• сателлиты;
• коронная шестерня;
• водило.

Давайте рассмотрим принцип действия планетарного редуктора.

Принцип действия

Муфта конструкции блокирует элементы планетарного ряда. В это время ленточный тормоз удерживает один из элементов в неподвижном состоянии. Такой принцип действия стал возможным за счёт соединения с корпусом данного узла.

Стабильная работа гидравлических цилиндров, которые приводят в действие тормоза и муфты контролируется системой гидравлического управления.

При блокировке короны происходит увеличение придаточного отношения. Солнце, наоборот, уменьшает придаточное отношение. Водила обеспечивает изменение направления вращения.

Вывод: планетарный редуктор является основным элементом в гидротрансформаторе.

Коротко о системе гидравлического управления

К составляющим системы, о которой идёт речь, относятся:

• Масляный насос.
• Регулятор центробежного принципа действия.
• Система клапанов, в том числе масляных.
• Исполнительные устройства.

 

Когда автомобиль трогается с места, масляный насос создаёт оптимальное давление, что, в свою очередь, обеспечивает блокировку планетарных элементов.

Это необходимо для того, чтобы крутящий момент на выходе был минимальный для первой передачи. При увеличении оборотов повышается давление, происходит переход с 1 на 2 передачу.   

При увеличении нагрузки на колёса автоматически понижается давление. Происходит обратный принцип действия: переход с повышенной передачи на пониженную передачу.

В заключение

Как видим, ничего страшного в принципе действия гидравлического трансформатора АКПП нет. Автоматическая коробка – это наиболее прогрессивный вариант узла автомобиля. АКПП позволяет плавно, без рывков осуществлять переход (при необходимости) с пониженной передачи на повышенную передачу и наоборот. АКПП позволяет автомобилю плавно трогаться с места.

Узел, о котором идёт речь, постоянно модернизируется и совершенствуется. С каждым годом становится всё сложнее. Возможно, именно это пугает водителей со стажем, привыкшим к МКПП.

Но каждый раз при внесении изменений и дополнений в АКПП проводятся многочисленные тесты. Прототипы накручивают десятки, сотни тысяч километров перед установкой на очередную модель автомобиля.  

Поэтому выбор автомобиля с той или иной коробкой передач дело субъективное. Можно долго спорить о возможностях АКПП и говорить о преимуществах МКПП.

И ещё

К однозначному выводу прийти практически невозможно. Как говорилось ранее выбор, и ответственность лежит полностью на покупателе (водителе).

Именно он определяет степень комфорта управления транспортным средством с АКПП или МКПП.

устройство и принципы работы АКПП

Автоматическая коробка передач имеет ряд неоспоримых достоинств. Она существенно упрощает управление автомобилем. Переключения производятся плавно, без рывков, что улучшает ездовой комфорт и увеличивает срок службы трансмиссии. Современные АКПП имеют возможность ручного переключения передач и режимов работы, могут подстраиваться под стиль вождения конкретного водителя.

Но даже самые совершенные гидромеханические коробки не лишены недостатков. К ним относятся: сложность конструкции, высокая цена и стоимость обслуживания, более низкий КПД, худшая динамика и повышенный расход топлива по сравнению с механической КПП, медлительность переключений.

Содержание статьи

Устройство и принцип работы АКПП

Автоматическая коробка передач состоит из следующих основных узлов: гидротрансформатора, планетарного ряда, системы управления и контроля. Коробка переднеприводных автомобилей дополнительно содержит внутри корпуса главную передачу и дифференциал.

Гидротрансформатор

Чтобы понять, как работает АКПП, необходимо представлять себе, что такое гидромуфта и планетарная передача. Гидромуфта – устройство, состоящее из двух лопастных колес, установленных в одном корпусе, который заполнен специальным маслом. Одно из колес, называемое насосным, соединяется с коленвалом двигателя, а второе, турбинное, – с трансмиссией. При вращении насосного колеса отбрасываемые им потоки масла раскручивают турбинное колесо. Такая конструкция позволяет передавать крутящий момент примерно в соотношении 1:1. Для автомобиля такой вариант не подходит, так как нам нужно, чтобы крутящий момент изменялся в широких пределах. Поэтому между насосным и турбинным колесами стали устанавливать еще одно колесо — реакторное, которое в зависимости от режима движения автомобиля может быть либо неподвижно, либо вращаться. Когда реактор неподвижен, он увеличивает скорость потока рабочей жидкости, циркулирующей между колёсами. Чем выше скорость движения масла, тем большее воздействие оно оказывает на турбинное колесо. Таким образом момент на турбинном колесе увеличивается, т.е. мы его трансформируем. Поэтому устройство с тремя колесами это уже не гидромуфта, а гидротрансформатор.

Планетарная передача

Но и гидротрансформатор не может преобразовывать скорость вращения и передаваемый крутящий момент в нужных нам пределах. Да и обеспечить движение задним ходом ему не под силу. Поэтому к нему присоединяют набор из отдельных планетарных передач с разным передаточным коэффициентом — как бы несколько одноступенчатых КПП в одном корпусе. Планетарная передача представляет собой механическую систему, состоящую из нескольких шестерён – сателлитов, вращающихся вокруг центральной шестерни. Сателлиты фиксируются вместе с помощью водила. Внешняя кольцевая шестерня имеет внутреннее зацепление с планетарными шестернями. Сателлиты, закрепленные на водиле, вращаются вокруг центральной шестерни, как планеты вокруг Солнца (отсюда и название- планетарная передача), внешняя шестерня – вокруг сателлитов. Различные передаточные отношения достигаются путем фиксации различных деталей относительно друг друга.

Переключение передач осуществляется системой управления, которая на ранних моделях была полностью гидравлической, а на современных на помощь гидравлике пришла электроника.

Режимы работы гидротрансформатора

Движение масла в гидротрансформаторе

Перед началом движения насосное колесо вращается, реакторное и турбинное — неподвижны. Реакторное колесо закреплено на валу при помощи обгонной муфты, и поэтому может вращаться только в одну сторону. Включаем передачу, нажимаем педаль газа — обороты двигателя растут, насосное колесо набирает обороты и потоками масла раскручивает турбинное. Масло, отбрасываемое обратно турбинным колесом, попадает на неподвижные лопатки реактора, которые дополнительно «подкручивают» поток масла, увеличивая его кинетическую энергию, и направляют на лопасти насосного колеса. Таким образом с помощью реактора увеличивается крутящий момент, что и требуется при разгоне автомобиля. Когда автомобиль разогнался, и движется с постоянной скоростью, насосное и турбинное колеса вращаются примерно с одинаковыми оборотами. При этом поток масла от турбинного колеса попадает на лопасти реактора уже с другой стороны, благодаря чему реактор начинает вращаться. Увеличения крутящего момента не происходит, гидротрансформатор переходит в режим гидромуфты. Если же сопротивление движению автомобиля возросло (например, автомобиль едет в гору), скорость вращения ведущих колес, а, соответственно, и турбинного колеса падает. В этом случае потоки масла опять останавливают реактор — крутящий момент возрастает. Таким образом осуществляется автоматическое регулирование крутящего момента в зависимости от режима движения.

Отсутствие жесткой связи в гидротрансформаторе имеет свои достоинства и недостатки. Плюсы: крутящий момент изменяется плавно и бесступенчато, демпфируются крутильные колебания и рывки, передаваемые от двигателя к трансмиссии. Минусы — низкий КПД, так как часть энергии теряется при «перелопачивании масла» и расходуется на привод насоса АКПП, что, в конечном итоге, приводит к увеличению расхода топлива.

Для устранения этого недостатка в гидротрансформаторе применяется режим блокировки. При установившемся режиме движения на высших передачах автоматически включается механическая блокировка колес гидротрансформатора, то есть он начинает выполнять функцию обычного «сухого» сцепления. При этом обеспечивается жесткая непосредственная связь двигателя с ведущими колесами, как в механической трансмиссии. На некоторых АКПП включение режима блокировки предусмотрено и на низших передачах. Движение с блокировкой является наиболее экономичным режимом работы АКПП. При повышении нагрузки на ведущих колесах блокировка автоматически выключается.

При работе гидротрансформатора происходит значительный нагрев рабочей жидкости, поэтому в конструкции АКПП предусматривается система охлаждения с радиатором, который или встраивается в радиатор двигателя, или устанавливается отдельно.

Как работает планетарная передача

Почему в АКПП в подавляющем большинстве случаев применяется планетарная передача, а не валы с шестернями, как в механической коробке? Планетарная передача более компактна, она обеспечивает более быстрое и плавное переключение скоростей без разрыва в передаче мощности двигателя. Планетарные передачи отличаются долговечностью, так как нагрузка передается несколькими сателлитами, что снижает напряжения зубьев.

В одинарной планетарной передаче крутящий момент передается с помощью каких-либо (в зависимости от выбранной передачи) двух ее элементов, из которых один является ведущим, второй — ведомым. Третий элемент при этом неподвижен.

Неподвижный	Ведущий	Ведомый	Передача
Корона	Солнце	Водило	Понижающая
	Водило	Солнце	Повышающая
Солнце	Корона	Водило	Понижающая
	Водило	Корона	Повышающая
Водило	Солнце	Корона	Реверс, понижающая
	Корона	Солнце	Реверс, повышающая

Для получения прямой передачи необходимо зафиксировать между собой два любых элемента, которые будут играть роль ведомого звена, третий элемент при таком включении является ведущим. Общее передаточное отношение такого зацепления 1:1.

Таким образом, один планетарный механизм может обеспечить три передачи для движения вперед (понижающую, прямую и повышающую) и передачу заднего хода.

Передаточные отношения одиночного планетарного ряда не дают возможности оптимально использовать крутящий момент двигателя. Поэтому необходимо соединение двух или трех таких механизмов. Существует несколько вариантов соединения, каждое из которых носит название по имени своего изобретателя.

Механизм Симпсона

Планетарный механизм Симпсона, состоящий из двух планетарных редукторов, часто называют двойным рядом. Обе группы сателлитов, каждая из которых вращается внутри своей коронной шестерни, объединены в единый механизм общей солнечной шестерней. Планетарный ряд такой конструкции обеспечивает три ступени изменения передаточного отношения. Для получения четвертой, повышающей, передачи последовательно с рядом Симпсона установлен еще один планетарный ряд. Схема Симпсона нашла наибольшее применение в АКПП для заднеприводных автомобилей. Высокая надежность и долговечность при относительной простоте конструкции – вот ее неоспоримые достоинства.

Механизм Равинье

Планетарный ряд Равиньё иногда называют полуторным, подчеркивая этим особенности его конструкции: наличие одной коронной шестерни, двух солнечных и водила с двумя группами сателлитов. Главным преимуществом схемы Равиньё является то, что она позволяет получить четыре ступени изменения передаточного отношения редуктора. Отсутствие отдельного планетарного ряда повышающей передачи позволяет сделать редуктор коробки очень компактным, что особенно важно для трансмиссий переднеприводных автомобилей. К недостаткам следует отнести уменьшение ресурса механизма приблизительно в полтора раза по сравнению с планетарным рядом Симпсона. Это связано стем, что шестерни передачи Равиньё нагружены постоянно, на всех режимах работы коробки, в то время как элементы ряда Симпсона не нагружены во время движения на повышенной передаче. Второй недостаток – низкий КПД на пониженных передачах, приводящий к снижению разгонной динамики автомобиля и шумности работы коробки.

Коробка передач Уилсона состоит из 3 планетарных редукторов. Коронная шестерня первого планетарного редуктора, водило второго редуктора, и коронная шестерня третьего постоянно соединены между собой, образуя единое целое. Кроме того, второй и третий планетарные редукторы имеют общую солнечную шестерню, которая приводит в действие передачи переднего хода. Схема Уилсона обеспечивает 5 передач вперед и одну заднего хода.

Планетарная передача Лепелетье объединяет в себе обыкновенный планетарный ряд и пристыкованный за ним планетарный ряд Равинье. Несмотря на простоту, такая коробка обеспечивает переключение 6 передач переднего хода и одну заднего. Преимуществом схемы Лепелетье является ее простая, компактная и имеющая небольшую массу конструкция.

Конструкторы постоянно совершенствуют АКПП, увеличивая количество передач, что улучшает плавность работы и экономичность автомобиля. Современные «автоматы» могут иметь до восьми передач.

Как работает система управления АКПП

Системы управления АКПП бывают двух типов: гидравлические и электронные. Гидравлические системы используются на устаревших или бюджетных моделях, современные АКПП управляются электроникой.

Устройством «жизнеобеспечения» для любой системы управления является масляный насос. Его привод осуществляется непосредственно от коленвала двигателя. Масляный насос создает и поддерживает в гидравлической системе постоянное давление, независимо от частоты вращения коленвала и нагрузки на двигатель. В случае отклонения давления от номинального функционирование АКПП нарушается ввиду того, что исполнительные механизмы включения передач управляются давлением.

Момент переключения передач определяется по скорости автомобиля и нагрузке на двигатель. Для этого в гидравлической системе управления существуют два датчика: скоростной регулятор и клапан – дроссель или модулятор. Скоростной регулятор давления или гидравлический датчик скорости устанавливается на выходном валу АКПП. Чем быстрее едет машина, тем больше открывается клапан, тем больше давление проходящей через этот клапан трансмиссионной жидкости. Предназначенный для определения нагрузки на двигатель клапан — дроссель соединяется тросом либо с дроссельной заслонкой (в бензиновых двигателях), либо с рычагом ТНВД (в дизелях).

В некоторых автомобилях для подачи давления на клапан – дроссель используется не трос, а вакуумный модулятор, который приводится в действие разряжением во впускном коллекторе (при увеличении нагрузки на двигатель разряжение падает). Таким образом, эти клапаны формируют давления, пропорциональные скорости движения автомобиля и загруженности двигателя. Соотношение этих давлений и позволяет определять моменты переключения передач и блокировки гидротрансформатора. В «принятии решения» о переключении передачи участвует и клапан выбора диапазона, который соединен с рычагом селектора АКПП и, в зависимости от его положения, запрещает включение определенных передач. Результирующее давление, создаваемое клапаном — дросселем и скоростным регулятором, вызывает срабатывание соответствующего клапана переключения. Причем, если машина ускоряется быстро, то система управления включит повышенную передачу позже, чем при спокойном разгоне.

Определение момента переключения передач

Как это происходит? Клапан переключения находится под давлением масла от скоростного регулятора давления с одной стороны и от клапана – дросселя с другой. Если машина ускоряется медленно, давление от гидравлического клапана скорости нарастает, что приводит к открытию клапана переключения. Поскольку педаль акселератора нажата не полностью, клапан – дроссель не создает большое давление на клапан переключения. Если же машина ускоряется быстро, клапан – дроссель создает большее давление на клапан переключения, препятствуя его открытию. Чтобы преодолеть это противодействие, давление от скоростного регулятора давления должно превысить давление от клапана — дросселя, но это произойдет при достижении автомобилем более высокой скорости, чем при медленном разгоне.

Блок клапанов в сбореКорпус блока клапановАКПП в разрезе

Каждый клапан переключения соответствует определенному уровню давления: чем быстрее движется автомобиль, тем более высшая передача включится. Блок клапанов представляет собой систему каналов с расположенными в них клапанами и плунжерами. Клапаны переключения подают гидравлическое давление на исполнительные механизмы: муфты фрикционов и тормозные ленты, посредством которых осуществляется блокировка различных элементов планетарного ряда и, следовательно, включение (выключение) различных передач. Тормоз – это механизм, который осуществляет блокировку элементов планетарного ряда на неподвижный корпус АКПП. Фрикцион же блокирует подвижные элементы планетарного ряда между собой.

Электронная система управления так же, как и гидравлическая, использует для работы два основных параметра: скорость движения автомобиля и нагрузку на двигатель. Но для определения этих параметров используются не механические, а электронные датчики. Основными из них являются датчики: частоты вращения на входе коробки передач, частоты вращения на выходе коробки передач, температуры рабочей жидкости, положения рычага селектора, положения педали акселератора. Кроме того, блок управления АКПП получает дополнительную информацию от блока управления двигателем и других электронных систем автомобиля (например, от АБС). Это позволяет более точно, чем в обычной АКПП, определять моменты переключений и блокировки гидротрансформатора. Программа переключения передач по характеру изменения скорости при данной нагрузке на двигатель может легко вычислить силу сопротивления движению автомобиля и ввести соответствующие поправки в алгоритм переключения, например, попозже включать повышенные передачи на полностью загруженном автомобиле.

АКПП с электронным управлением так же, как и простые гидромеханические коробки, используют гидравлику для включения муфт и тормозных лент, но каждый гидравлический контур управляется электромагнитным, а не гидравлическим клапаном.

Применение электроники существенно расширило возможности АКПП. Они получили различные режимы работы: экономичный, спортивный, зимний. Резкий рост популярности «автоматов» был вызван появлением режима Autostick, который позволяет водителю самостоятельно выбирать нужную передачу. Каждый производитель дал такому типу коробки передач свое название: Audi – Tiptronic, BMW – Steptronic. Благодаря электронике в современных АКПП стала доступна и возможность их «самообучения», т.е. изменение алгоритма переключений в зависимости от стиля вождения. Электроника предоставила широкие возможности для самодиагностики АКПП. И речь идет не только о запоминании кодов неисправностей. Программа управления, контролируя износ фрикционных дисков, температуру масла, вносит необходимые коррективы в работу АКПП.

Неисправности АКПП

Неисправности в работе АКП чаще всего проявляются в вялом разгоне, толчках при переключениях, невключении одной или нескольких передач, беспорядочном их переключении, посторонних шумах при работе. Причиной многих неполадок в работе является недостаточный уровень масла в коробке. На большинстве автомобилей порядок его проверки одинаков. Установив машину на ровную площадку, при заведенном двигателе и нажатой педали тормоза поочередно, на несколько секунд, включаем все режимы. Это позволяет маслу растечься по всем каналам. После этого селектор АКП устанавливаем, в зависимости от конкретной марки, либо в нейтральное положение, либо в положение парковки. Вынимаем щуп и проверяем уровень. На щупе может быть или две метки – минимального и максимального уровня, или четыре – две для холодного масла, две для прогретого.

На некоторых марках процедура проверки отличается от вышеописанной. Например, на «автоматах» Хонды уровень масла проверяют при неработающем двигателе. Не на всех коробках имеются щупы, а может быть только контрольное отверстие, закрытое пробкой. В этом случае уровень проверяется «сервисным» щупом, который есть только в мастерской. Для проверки уровня может использоваться и контрольная пробка в поддоне.

В некоторых автомобилях в главной передаче применяются не цилиндрические, а конические гипоидные шестерни, которые смазываются трансмиссионным маслом. Поэтому если шестерни располагаются в одном корпусе с фрикционами АКП, для масла используется отдельный картер. При доливке важно не перепутать пробки, так как масла для коробки и главной передачи, естественно, несовместимы.

При недостаточном уровне масла из коробки слышны посторонние звуки, начинает шуметь масляный насос. Перелив тоже вреден – лишнее масло вспенивается, подвергается перегреву и окислению. Излишки легко откачать с помощью шприца с надетой на него гибкой трубкой.

После проверки уровня в обязательном порядке следует оценить состояние масла – его цвет и запах. Нормальное, рабочее масло должно быть темно-коричневого или темно-красного цвета и не иметь запаха гари. Оно должно быть текучим и не липким. О наличии неисправностей свидетельствуют механические примеси и помутнение. Примеси попадают в масло в результате износа деталей коробки. Помутнение вызывается попаданием антифриза, если масляный радиатор АКП встроен в радиатор охлаждения двигателя. Кроме того, фрикционы, впитывая антифриз, разбухают, теряя при этом свои свойства. Если масло имеет запах гари, это верный признак подгорания фрикционов. Тяжелые условия эксплуатации приводят к перегреву масла, при этом оно обесцвечивается. Если цвет и запах масла в норме, то его уровень восстанавливают доливкой, если же масло непригодно, его заменяют с обязательной заменой и масляного фильтра. Масло также рекомендуется заменить после 120-150 тысяч километров пробега, даже если производитель обещает его использование на протяжении всего срока службы коробки.

Одна из важнейших деталей АКПП – насос. Они бывают шестеренчатого или лопастного типа. Насос создает давление, необходимое для работы коробки. Если уровень масла недостаточен, в систему попадает воздух. Так как воздух сжимается, давление в гидросистеме падает. В результате передачи переключаются с запозданием, фрикционы пробуксовывают и быстрее изнашиваются. К нарушениям в работе насоса могут привести и повреждения поддона. Если автомобиль ударился днищем, после чего появился громкий шум – в первую очередь проверьте поддон. Деформированная деталь мешает нормальной закачке масла.

В случае, если наблюдаются нарушения в работе коробки, а уровень масла и его качество в норме, необходима более серьезная диагностика. Электроника – самая капризная и непредсказуемая часть АКПП. Все современные коробки имеют собственный блок управления, в котором фиксируются ошибки в ее работе. Но сканеры, способные считывать полную информацию, имеются только у официальных дилеров. Однако некоторые ЭБУ имеют «продвинутую» систему самодиагностики, что упрощает работу диагноста специализированного сервиса. Но вот найти хорошего диагноста непросто. Ведь он должен не только знать, как работает АКПП, но и как она взаимодействует с системой управления двигателем. Например, из-за неисправности датчика массового расхода воздуха на некоторых автомобилях может снижаться давление масла в АКПП. В результате фрикционы «буксуют», а малоопытный специалист будет искать неисправность в самой коробке очень долго. Хороший диагност должен обладать аналитическими способностями, ведь инженеры постоянно совершенствуют конструкции АКП, вводя новые датчики и исполнительные механизмы. Документация по ремонту далеко не всегда отражает эти изменения, специалисту сервиса приходится разбираться в них самостоятельно.

Кроме того, в работе вполне исправной коробки могут возникать временные сбои. Например, при плотном городском движении электроника, перегреваясь, начинает хаотично переключаться с первой на вторую передачу и наоборот. Как только условия движения становятся более равномерными, работа АКП нормализуется. Такую же нелогичную работу может спровоцировать и «спортивный» стиль езды. Владелец обращается в сервис с жалобой, а диагност не находит в памяти ЭБУ никаких ошибок!

Еще один важный узел любой АКПП – гидротрансформатор. Он играет роль сцепления, передавая крутящий момент от двигателя. Наиболее часто встречающиеся его неисправности – поломка муфты свободного хода реактора и износ упорных подшипников. При выходе из строя муфты падает передаваемый гидротрансформатором крутящий момент, разгон автомобиля становится медленным. Износ упорного подшипника проявляется повышенным шумом при положении селектора во всех «ездовых» режимах и его пропадании в положениях «нейтрали» и «парковки». Сильный износ может привести к тому, что турбинное и насосное колесо цепляются друг за друга, и загиб их лопаток неизбежен.

Вообще, при любом ремонте АКПП гидротрансформатор в обязательном порядке вскрывают для проведения профилактики. Такую работу производят высококвалифицированные специалисты. Гидротрансформатор закрепляют и вскрывают по сварочному шву. Особого мастерства требует регулировка зазоров подшипников и окончательная сварка при сборке.

что это такое, устройство и принцип работы для чайников

Двигатели внутреннего сгорания не способны обеспечить движение автомобиля в разных режимах без специальных устройств, изменяющих частоту вращения коленчатого вала. На части транспортных средств для этого используются автоматические коробки передач. Применение АКП позволяет сократить количество органов управления движением автомобиля и упростить его вождение.

Исторически сложилось так, что термин автоматическая коробка переключения (перемены) передач прочно закрепился только за одним видом устройств. Речь идет о получившем повсеместное распространение планетарном механизме с гидротрансформатором. Такое устройство можно назвать классическим.

В последнее время появилось довольно большое количество автомобилей с автоматизированным, а, точнее, роботизированным управлением механическими коробками передач. Общее устройство АКПП и принцип ее действия существенно отличается от указанных устройств.

С чисто технической точки зрения автоматической можно считать любую коробку передач, управление которой не требует вмешательства со стороны водителя.

Исключение составляют лишь вариаторы, в которых изменение числа оборотов происходит бесступенчато (фиксированные передачи отсутствуют), а потому плавно и без малейших рывков. Поэтому вариаторы нельзя относить к коробкам передач.

Для того чтобы окончательно разобраться с терминологией следует отметить, что у инженеров АКПП принято называть только планетарную часть агрегата.  Именно в данном механизме и происходит изменение передаточного соотношения частоты вращения входного вала. В совокупности с гидротрансформатором данный механизм образует автоматическую передачу.

История создания

История появления коробки АКПП в ее классическом виде начинается на заре автомобилестроения. Три основных ее элемента были созданы и использовались в разных конструкциях автомобилей и лишь с появлением микропроцессоров были объединены в одном устройстве.

Первые двухступенчатые планетарные коробки использовались еще в двадцатые годы прошлого века на легендарных Ford T. Второй элемент – сервоприводы в системе управления работой коробки появились спустя десятилетие. Впервые полуавтоматические коробки стали применяться на автомобилях, выпущенных компаниями General Motors и Reo.

По-настоящему работоспособный автомат АКПП удалось сделать только с появлением гидромуфты, а позже и гидротрансформатора. Они использовались на легковых машинах американской компании Chrysler.

Объединение всех трех элементов и позволило инженерам решить все проблемы, связанные с автоматической передачей крутящего момента от двигателя на колеса транспортного средства.

Таким образом, технический прогресс и привел к появлению первых серийных автомобилей Buick, оснащенных двухступенчатой автоматической коробкой передач Dynaflow. Это уже был значительный шаг вперед, позволивший компенсировать значительные потери мощности на более ранних устройствах.

В последствии количество ступеней только возрастало, например, на Land Rover Evoque был установлен 9-диапазонный автомат.

АКПП — что это такое

Классическая автоматическая передача представляет собой довольно сложный комплекс из двух устройств. Ответить на вопрос:  «Что это такое АКПП?» возможно только разобравшись в ее конструкции.

Автоматическая передача состоит из трех основных частей:

• Гидротрансформатора, который принимает крутящий момент от силового агрегата и передает его на следующий непосредственно за ним механизм.
• Собственно коробки перемены передач планетарного типа — данное устройство преобразует усилие и осуществляет привод колес через главный редуктор.
• Устройства управления, состоящего из некоторого количества золотников, регулирующего потоки масла к исполнительным механизмам.

По аналогии с механической трансмиссией гидротрансформатор АКПП играет роль сцепления — он установлен между двигателем и планетарным механизмом. Его устройство значительно более сложное и допускает проскальзывание передачи во время начала движения и торможения. На большинстве современных АКПП гидротрансформатор блокируется при высоких оборотах двигателя.

Видео компании Тойота поясняет принцип работы гидротрансформатора и других элементов АКПП:

Планетарная коробка соответствует по назначению своему механическому аналогу. Разница состоит в том, что в автомате переключения производятся сервоприводами, а на механике – вручную.

Фактически управление работой АКПП осуществляется при помощи двух педалей: акселератора и тормоза. При этом нажатие на «газ» не приводит к увеличению частоты оборотов двигателя, а влияет непосредственно на скорость движения.

Устройство узлов и механизмов

Конструкции отдельных элементов могут различаться. Рассмотрим только один из наиболее часто встречающихся вариантов — гидротрансформатор. Он имеет в своем составе:

• турбонасос;
• турбину;
• статор.

Корпус данного устройства жестко устанавливается на маховике, чем по аналогии оно сходно с корзиной механического сцепления.

Статоры бывают двух видов: неподвижные по отношению к блоку двигателя или стопорящиеся при помощи ленточного тормоза. Такая конструкция позволяет обеспечивать оптимальное использование крутящего момента, особенно на малых оборотах. Корпус гидротрансформатора заполнен вязким маслом.

Планетарная коробка или редуктор представляет собой целый набор механизмов в ее состав входят:

• эпицикл — большая шестерня с обращенными внутрь зубьями;
• малая солнечная шестерня;
• водило с шестернями сателлитами.

Видео — принцип работы планетарного ряда автоматической коробки передач:

Один из вышеперечисленных узлов зафиксирован неподвижно по отношению к картеру коробки. Сателлиты находятся одновременно в зацеплении, как эпицикла, так и малой солнечной шестерни. Помимо названных узлов в состав коробки входят фрикционные муфты, которые, в свою очередь, состоят из двух элементов: хаба – ступицы и барабана.

Между ними находится комплект из чередующихся стальных и пластиковых фрикционных дисков и кольцеобразного поршня, управляющего их работой. В планетарной КП имеется также обгонная муфта, ее конструкция может быть разной. Она устроена таким образом, что способна вращаться достаточно свободно в одну сторону и заклинивает при изменении направления.

Устройство АКПП, помимо названных выше узлов, имеет еще и механизм управления, принцип работы которого зависит от типа исполнительных механизмов.

В современных АКП золотники гидроприводов перемещаются под воздействием соленоидов, напряжение на которые поддается от электронного блока управления. В классическом варианте управление осуществляется с учетом положения педали акселератора и регулятора давления масла центробежного типа установленного на выходном валу коробки.

Водитель выбирает режим работы АКП при помощи селектора, в большинстве современных автомобилей он устанавливается на центральной консоли. Управление может быть продублировано кнопками на рулевом колесе.

В настоящее время принят единый стандарт обозначения режимов работы АКП, позволяющий водителю не переучиваться при смене автомобилей разных производителей.

Принцип работы автоматической коробки передач (АКПП)

Существует несколько типов автоматических коробок перемены передач, работа каждой из них имеет ряд особенностей.

В общем виде принцип действия современной АКПП заключается в передаче крутящего момента от коленчатого вала двигателя на механизмы трансмиссии. При этом происходит изменение передаточного соотношения в зависимости от положения селектора и акселератора и условий движения автомобиля.

Рассмотрим принцип работы АКПП подробнее:

• Двигатель раскручивает маховик, на котором жестко закреплена ведущая турбина. Она вызывает вихреобразное движение эксплуатационной жидкости в картере, что за счет вязкости и трения приводит в действие ведомую турбину. Отсутствие жесткой механической связи обеспечивает возможность вращения их с разной частотой. При больших оборотах гидротрансформатор блокируется для снижения потерь энергии.
• Усилие передается на первичный вал АКП, где через систему шестеренок происходит изменение передаточного числа. Фрикционные муфты позволяют задействовать нужные секции для обеспечения оптимального режима работы двигателя. Для снижения ударных нагрузок и рывков в машине применяются обгонные муфты, которые имеют свойство проскальзывать на обратном ходе.
• Управление работой фрикционов осуществляется при помощи гидравлической системы, состоящей из кольцевого исполнительного цилиндра. Гидропривод сжимает определенный пакет из фрикционов, которые приводят в действие соединенную с ними секцию из шестеренок.
• Давление масла в системе обеспечивает специальным гидронасосом. Управление гидроприводами осуществляется при помощи золотников, перемещение которых в современных коробках обеспечивается соленоидами. В классической АКП они имеют гидравлический привод. В таком варианте управлении осуществляется непосредственно акселератором и центробежным регулятором давления.

Переключение передач в современных АКПП осуществляется при помощи селектора или кнопок, смонтированных на спице рулевого колеса. Водитель выбирает режим работы коробки, в электронном блоке управления активируется соответствующая программа. Соленоиды открывают нужные клапаны, и происходит передача крутящего момента от двигателя к трансмиссии автомобиля. По мере необходимости подключаются ступени с оптимальным передаточным числом.

Видео — устройство и работа автоматической коробки передач:

Одной из важнейших технических характеристик АКПП является время переключения передачи. Для автомобилей разных классов этот параметр имеет свои значения, при этом разница между ними может быть значительной.

Так для большинства массовых автомобилей время срабатывания находится в диапазоне от 130 до 150 мс. Суперкары могут похвастаться втрое меньшим показателем порядка 50 – 60 мс, у болидов он еще меньше – 25 мс.

Режимы

В настоящее время предусмотрен следующие стандартные режимы работы АКПП:

• P (parking) — режим парковки, силовой агрегат и трансмиссия разобщены, селектор заблокирован. Стояночный тормоз используется также как и на машинах с механической коробкой.
• R (reverse) — режим заднего хода, селектор невозможно перевести в данное положение при движении автомобиля вперед.
• N (Neutral) — на советских автомобилях обозначалась русской буквой «Н», режим предназначен для остановок на срок не более пяти минут или для буксировки на сравнительно небольшие расстояния.
• D (Drive) — на отечественных машинах «Д» движение вперед, при этом в действие поочередно приводятся все ступени, за исключением повышающей секции.
• L (Low) – принудительная понижающая передача предназначена для обеспечения движения автомобиля в тяжелых дорожных условиях и в пробках малым ходом.

Помимо вышеперечисленных существуют и дополнительные режимы АКПП:

• O/D (overdrive) режим, в котором возможно включение ступени с передаточным числом менее единицы, предназначен для движения по шоссе с постоянной скоростью.
• D3 либо O/D OFF предполагает задействование только пониженных передач без овердрайва позволяет избегать частых блокировок гидротрансформатора АКПП.
• S (иная версия цифра 2) зимний режим для движения в тяжелых дорожных условиях на 1 и 2 передаче или на второй.
• L (другой вариант цифра 1) другой диапазон, когда используется исключительно первая ступень для перемещения на стоянках, въезде в гараж и выезде из него.

Автоматическая коробка не во всех режимах поддерживает торможение двигателем, что нужно учитывать при эксплуатации автомобиля. Использование обгонной муфты позволяет движение автомобиля накатом.

В большинстве машин торможение двигателем возможно только при включении пониженного диапазона из положения P, переход во время движении невозможен.

Кнопочные системы управления расположенные на спице руля обычно вводят еще ряд дополнительных режимов АКП:

• Power либо Sport обеспечивает лучшую динамику разгона автомобиля, с появление электронных контролеров может включаться резким нажатием на акселератор.
• Snow либо Winter для избегания проскальзывания колес начало движения осуществляется со второй или даже третьей передач.
• Shift lock или Shift lock release позволяет разблокировать селектор при выключенном силовом агрегате.

Спортивный режим, включаемый автоматически, еще называют Kickdown, в большинстве моделей его использование возможно только на овердрайве. Для исключения ошибок водителя при переключениях селектора его рычаг блокируется разными способами. Это может быть и специальная кнопка на рычаге и необходимость его утопления вниз для перевода из одного положения в другое.

В случае поломки механизмов трансмиссии или возникновения опасности для них АКПП переходит в аварийный режим, возникает вопрос — что это такое? На деле водитель при возникновении такой неисправности имеет возможность добраться до гаража или автосервиса своим ходом.

Плюсы и минусы

Как и всякое сложное устройство, АКП имеет ряд достоинств и недостатков. Каковы же плюсы и минусы у автоматической коробки передач?

Начнем с преимуществ:

• Водитель не отвлекается на манипуляции с механической коробкой передач, выбор режима может осуществляться в начале поездки. Это, безусловно, повышает безопасность движения.
• Наличие гидротрансформатора обеспечивает более комфортные условия езды без рывков. Это положительно отражается на состоянии элементов трансмиссии и деталях двигателя.
• Высокая надежность современных коробок и отсутствие необходимости в сервисном обслуживании весь период службы.

К числу недостатков таких коробок можно отнести более низкий КПД, что приводит к повышению расхода топлива. Сложность конструкции определяет ее более высокую стоимость, что сказывается на цене транспортного средства.

В целом достоинства автоматической коробки очевидны и перевешивают ее отрицательные стороны.

Автомобильная промышленность выпускает множество марок АКПП, каждая из которых имеет свои особенности. Наибольшее распространение такие устройства получили в США и Канаде, а в Европе, напротив, большинство водителей предпочитает механику. В нашей стране с появлением значительного импорта автомобилей из-за рубежа доля АКПП в общем парке постепенно увеличивается.

Советуем прочитать как и где можно осуществить подбор масла по марке автомобиля Motul и других производителей.

Подбор аккумулятора для автомобиля (подробнее) следует вести по нескольким параметрам.

Статья про сухую мойку автомобилей — https://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/obsluzhivanie/mojka-chistka/suxaya.html. Кого-то она устраивает, а кого-то — нет.

Видео, поясняющее устройство АКПП:

Конструкция автоматической коробки передач

Всего конструкцию автоматической коробки передач можно разделить на два типа. Они могут различаться  по динамике управления автомобиля или прямой эффективности воздействия. Автоматические коробки передач обеспечивают такое переключение передач, которое не ведет к уменьшению мощности передаваемой к ведущим колесам автомобиля во время переключения.

Но у коробок передач с ручным управлением также имеются недостатки. Если взять грузовой автомобиль, то каждое переключение передачи ведет к потерям мощности. Правда эта конструкция обеспечит небольшими промежутками между передаточными числами, высокий КПД, повышается экономичность работы двигателя,

Принцип действия полуавтоматической коробки передач:

принцип действия основан на преобразование электрического сигнала в гидравлическое или пневматическое давление с помощью специального блока. Сигналы на него поступают от приводимого в действие водителем рычага. Преимущество таких коробок состоит в том, что уменьшается усилие необходимое для переключения передач и очень простая схема переключения.

В конструкции автоматических коробок передач автоматическими являются как коробка передач, так и механизм управления коробкой передач.

Механизм управления автоматической коробки передач состоит из специального встроенного переключателя или из кнопок +/- с возможностью перехода на ручной режим переключения передач. Это сделано для того, чтобы дать возможность водителю самому выбирать необходимые переключения для выбора оптимального решения в целях экономичности автомобиля и его управляемости.

Автоматические коробки выполняют переключение передач без участия водителя. Потери мощности в автоматической коробке больше, чем в механической. Правда автоматическая коробка позволяет поддерживать работу двигателя в максимально экономичном режиме.

Конструкция автоматической коробки передач

:

—         Гидротрансформатора – предназначен для троганья с места, поглащения колебаний и увеличения крутящего момента

—         Блокировочной муфты

—         Планетарных механизмов

—         Многодисковых фрикционов с гидравликой

—         Дисковые ленточные тормоза – служат для переключений без потери мощности

—         Механизм переключения

—         Механизм планетарной передачи

—         Системы управления

—         А также программа, которая регулирует переключение передач

— Гидронасос – служит для создания давления в целях работы элементов переключения, обеспечивая смазку и охлаждение автоматической  коробки передач, а также подает жидкость к гидротрансформатору.

Конструкция 5-ступенчатой автоматической коробки передач легкового автомобиля:

1 – ведущий вал

2 – блокировочная муфта гидротрансформатора

3 – гидротрансформатор

4 – ступенчатая планетарная передача

5 – электронно-гидравлическое управление

6 – ведомый вал

Устройство коробки передач, подробнее…

{jcomments on}

Принцип работы гидротрансформатора

, принцип работы, основные детали и применение.

Гидротрансформатор — это тип гидравлической муфты, которая используется для передачи крутящего момента от двигателя транспортного средства к трансмиссии. В автоматической коробке передач он заменяет механическое сцепление. Его основная функция — обеспечить изоляцию нагрузки от основного источника питания. Он находится между двигателем и трансмиссией. Он выполняет ту же функцию, что и сцепление в механической коробке передач. Поскольку сцепление отделяет двигатель от нагрузки при его остановке, таким же образом оно также изолирует двигатель от нагрузки и поддерживает работу двигателя при остановке автомобиля.Его основные функции:

1. Он передает мощность от двигателя на входной вал коробки передач.
2. Приводит в действие передний насос трансмиссии.
3. Он изолирует двигатель от нагрузки, когда автомобиль неподвижен.
4. Увеличивает крутящий момент двигателя и передает его в трансмиссию. Выходной крутящий момент увеличивается почти вдвое.

Принцип работы

Чтобы понять принцип работы гидротрансформатора, возьмем два вентилятора. Один вентилятор подключен к источнику питания, а другой не подключен к источнику питания.Когда первый вентилятор, подключенный к источнику питания, начинает двигаться, воздух от него перетекает во второй вентилятор, который неподвижен. Воздух от первого вентилятора ударяется о лопасти второго вентилятора, и он также начинает вращаться почти с той же скоростью, что и первый. Когда второй вентилятор останавливается, он не останавливает первый. Первый вентилятор продолжает вращаться.

По такому же принципу работает гидротрансформатор. Рабочее колесо или насос действует как первый вентилятор, который соединен с двигателем, а турбина действует как второй вентилятор, который соединен с системой трансмиссии.Когда двигатель работает, он вращает крыльчатку и за счет центробежной силы масло внутри гидротрансформатора в сборе направляется в сторону турбины. Когда он ударяется о лопатки турбины, турбина начинает вращаться. Это заставляет трансмиссию вращаться, а колеса автомобиля двигаться. Когда двигатель останавливается, турбина также перестает вращаться, но крыльчатка, подключенная к двигателю, продолжает двигаться, и это предотвращает остановку двигателя.

Также читайте: Руководство по сравнению с автоматической коробкой передач

Основные детали

Гидротрансформатор состоит из трех основных частей:

1.Рабочее колесо или насос

Рабочее колесо соединено с корпусом, а корпус соединен с валом двигателя. Он имеет изогнутые и наклонные лопатки. Он вращается с частотой вращения двигателя и состоит из жидкости для автоматической коробки передач. Когда он вращается вместе с двигателем, центробежная сила заставляет жидкость двигаться наружу. Лопасти крыльчатки сконструированы таким образом, что она направляет жидкость к лопаткам турбины. Он действует как центробежный насос, который всасывает жидкость из автоматической коробки передач и подает ее к турбине.

2. Статор

Статор расположен между рабочим колесом и турбиной. Основная функция статора состоит в том, чтобы задавать направление возвращающейся жидкости из турбины, так что жидкость поступает к крыльчатке в направлении ее вращения. Когда жидкость входит в направлении рабочего колеса, она увеличивает крутящий момент. Таким образом, статор способствует увеличению крутящего момента за счет изменения направления жидкости и позволяет ей поступать в направлении вращения рабочего колеса. Статор изменяет направление жидкости почти на 90 градусов.На статоре установлена ​​односторонняя муфта, которая позволяет вращать его в одном направлении и предотвращает его вращение в другом направлении. Турбина подключена к трансмиссии автомобиля. А статор находится между крыльчаткой и турбиной.

3. Турбина

Турбина соединена с входным валом АКПП. Он присутствует со стороны двигателя. Он также состоит из изогнутых и наклонных лопастей. Лопатки турбины сконструированы таким образом, что она может полностью изменять направление жидкости, ударяющей по ее лопаткам.Изменение направления жидкости заставляет лопасти двигаться в направлении рабочего колеса. Когда турбина вращается, входной вал трансмиссии также вращается и заставляет автомобиль двигаться. Турбина также имеет блокировочную муфту сзади. Муфта блокировки вступает в действие, когда гидротрансформатор достигает точки сцепления. блокировка устраняет потери и повышает эффективность преобразователя.

Работа гидротрансформатора

Имеет три этапа операций

1.Срыв: Во время остановки (остановки) транспортного средства двигатель передает мощность на крыльчатку, но турбина не может вращаться. Это происходит, когда автомобиль стоит на месте, и водитель держал ногу на тормозной лопасти, чтобы она не двигалась. В этом состоянии происходит максимальное увеличение крутящего момента. Когда водитель убирает ногу с педали тормоза и нажимает на педаль акселератора, крыльчатка начинает двигаться быстрее, и это заставляет турбину двигаться. В этой ситуации разница между частотой вращения насоса и турбины больше.Скорость крыльчатки намного больше скорости турбины.

2. Ускорение: Во время разгона скорость турбины продолжает увеличиваться, но все же существует большая разница между скоростью вращения крыльчатки и турбины. По мере увеличения скорости турбины умножение крутящего момента уменьшается. При ускорении транспортного средства увеличение крутящего момента меньше, чем достигается в условиях сваливания.

3. Муфта: Это ситуация, когда турбина достигает примерно 90 процентов скорости рабочего колеса, и эта точка называется точкой сцепления.Увеличение крутящего момента прекращается и становится равным нулю, а преобразователь крутящего момента ведет себя так же, как простая гидравлическая муфта. В точке соединения включается муфта блокировки и блокирует турбину с крыльчаткой гидротрансформатора. Это заставляет турбину и рабочее колесо двигаться с одинаковой скоростью. Муфта блокировки включается только при достижении точки сцепления. Во время сцепления статор также начинает вращаться в направлении вращения крыльчатки и турбины.

Также читайте: Как работает система зажигания батареи?

Примечание :

1.Максимальное увеличение крутящего момента происходит во время остановки.
2. Статор остается неподвижным до точки соединения и способствует увеличению крутящего момента. По мере образования муфты статор прекращает умножение крутящего момента и начинает вращаться вместе с крыльчаткой и турбиной.
3. Муфта блокировки включается при достижении точки сцепления и устраняет потери мощности, что приводит к повышению эффективности.

Для лучшего объяснения посмотрите видео, приведенное ниже:

Преимущества

• Он обеспечивает максимальный крутящий момент по сравнению с автомобилем, оснащенным сцеплением.
• Снимает педаль сцепления.
• Облегчает управление транспортным средством.

Недостатки

• Его топливная экономичность низкая по сравнению с автомобилем с механической коробкой передач.

Приложение

• Гидротрансформатор используется в автомобиле с автоматической коробкой передач. Он также используется в промышленных передачах энергии, таких как приводы конвейеров, лебедки, буровые установки, почти все современные вилочные погрузчики, строительное оборудование и железнодорожные локомотивы.
• Используется в морских силовых установках.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МОМЕНТА: ФУНКЦИИ, ДЕТАЛИ, ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ И ТИПЫ

Гидротрансформатор — это тип гидравлической муфты, которая используется для передачи крутящего момента от двигателя транспортного средства к трансмиссии. В автоматической коробке передач он заменяет механическое сцепление. Его основная функция — обеспечить изоляцию нагрузки от основного источника питания. Он находится между двигателем и трансмиссией.Он выполняет ту же функцию, что и сцепление в механической коробке передач. Поскольку сцепление отделяет двигатель от нагрузки при его остановке, таким же образом оно также изолирует двигатель от нагрузки и поддерживает работу двигателя при остановке транспортного средства.

Автомобили с автоматической коробкой передач не имеют сцепления, поэтому им нужен способ, позволяющий двигателю продолжать работать, пока колеса и шестерни трансмиссии останавливаются. В автомобилях с механической коробкой передач используется сцепление, которое отключает двигатель от трансмиссии.В автоматических трансмиссиях используется гидротрансформатор.

Когда двигатель работает на холостом ходу, например, на светофоре, величина крутящего момента, проходящего через преобразователь крутящего момента, мала, но все же достаточна, чтобы потребовать некоторого давления на педаль тормоза, чтобы остановить движение автомобиля. Когда вы отпускаете тормоз и нажимаете на газ, двигатель ускоряется и закачивает больше жидкости в гидротрансформатор, в результате чего на колеса передается большая мощность (крутящий момент).

ФУНКЦИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ МОМЕНТА

Его основные функции:

1.Он передает мощность от двигателя на входной вал трансмиссии.
2. Приводит в действие передний насос трансмиссии.
3. Он изолирует двигатель от нагрузки, когда автомобиль неподвижен.
4. Увеличивает крутящий момент двигателя и передает его в трансмиссию. Выходной крутящий момент увеличивается почти вдвое.

ЧАСТИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ МОМЕНТА

Гидротрансформатор состоит из трех основных частей

1. Рабочее колесо или насос

Рабочее колесо соединено с корпусом, а корпус соединен с валом двигателя.Он имеет изогнутые и наклонные лопатки. Он вращается с частотой вращения двигателя и состоит из жидкости для автоматической коробки передач. Когда он вращается вместе с двигателем, центробежная сила заставляет жидкость двигаться наружу. Лопасти крыльчатки сконструированы таким образом, что она направляет жидкость к лопаткам турбины. Он действует как центробежный насос, который всасывает жидкость из автоматической коробки передач и подает ее к турбине.

2. Статор:

Статор расположен между рабочим колесом и турбиной.Основная функция статора состоит в том, чтобы задавать направление возвращающейся жидкости из турбины так, чтобы жидкость поступала в рабочее колесо в направлении его вращения. Когда жидкость входит в направлении рабочего колеса, она увеличивает крутящий момент. Таким образом, статор способствует увеличению крутящего момента за счет изменения направления жидкости и позволяет ей поступать в направлении вращения рабочего колеса. Статор изменяет направление жидкости почти на 90 градусов. На статоре установлена ​​односторонняя муфта, которая позволяет вращать его в одном направлении и предотвращает его вращение в другом.Турбина подключена к системе трансмиссии автомобиля. А статор находится между крыльчаткой и турбиной.

3. Турбина

Турбина соединена с входным валом АКПП. Он присутствует со стороны двигателя. Он также состоит из изогнутых и наклонных лопастей. Лопатки турбины сконструированы таким образом, что она может полностью изменять направление жидкости, ударяющей по ее лопаткам. Изменение направления жидкости заставляет лопасти двигаться в направлении рабочего колеса.Когда турбина вращается, входной вал трансмиссии также вращается и заставляет автомобиль двигаться. Турбина также имеет блокировочную муфту сзади. Муфта блокировки срабатывает, когда гидротрансформатор достигает точки сцепления. блокировка устраняет потери и повышает эффективность преобразователя.

ПРИНЦИП РАБОТЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ МОМЕНТА

Для понимания принципа работы гидротрансформатора возьмем два вентилятора. Один вентилятор подключен к источнику питания, а другой не подключен к источнику питания.Когда первый вентилятор, подключенный к источнику питания, начинает двигаться, воздух от него перетекает во второй вентилятор, который неподвижен. Воздух от первого вентилятора ударяется о лопасти второго вентилятора, и он также начинает вращаться почти с той же скоростью, что и первый. Когда второй вентилятор останавливается, он не останавливает первый. Первый вентилятор продолжает вращаться.

По такому же принципу работает гидротрансформатор. При этом крыльчатка или насос действует как первый вентилятор, который соединен с двигателем, а турбина действует как второй вентилятор, который соединен с системой трансмиссии.Когда двигатель работает, он вращает крыльчатку и за счет центробежной силы масло внутри гидротрансформатора в сборе направляется в сторону турбины. Когда он ударяется о лопатки турбины, турбина начинает вращаться. Это заставляет трансмиссию вращаться, а колеса автомобиля двигаться. Когда двигатель останавливается, турбина также перестает вращаться, но крыльчатка, подключенная к двигателю, продолжает двигаться, и это предотвращает остановку двигателя.

Имеет три этапа операций

1.Стойло:

Во время остановки (остановки) транспортного средства двигатель передает мощность на крыльчатку, но турбина не может вращаться. Это происходит, когда транспортное средство стоит на месте, а водитель держал ногу на тормозной лопасти, чтобы она не двигалась. В этом состоянии происходит максимальное увеличение крутящего момента. Когда водитель убирает ногу с педали тормоза и нажимает на педаль акселератора, крыльчатка начинает двигаться быстрее, и это заставляет турбину двигаться. В этой ситуации разница между частотой вращения насоса и турбины больше.Скорость крыльчатки намного больше скорости турбины.

2. Разгон:

Во время разгона скорость турбины продолжает увеличиваться, но все же существует большая разница между скоростью крыльчатки и скоростью турбины. По мере увеличения скорости турбины умножение крутящего момента уменьшается. При ускорении транспортного средства увеличение крутящего момента меньше, чем достигается в условиях сваливания.

3. Сцепление:

Это ситуация, когда турбина достигает примерно 90% скорости рабочего колеса, и эта точка называется точкой сцепления.Увеличение крутящего момента прекращается и становится равным нулю, а преобразователь крутящего момента ведет себя так же, как простая гидравлическая муфта. В точке соединения включается муфта блокировки и блокирует турбину с крыльчаткой преобразователя. Это заставляет турбину и крыльчатку двигаться с одинаковой скоростью. Муфта блокировки включается только при достижении точки сцепления. Во время сцепления статор также начинает вращаться в направлении вращения крыльчатки и турбины.

ПРИМЕЧАНИЕ:

1.Максимальное увеличение крутящего момента происходит во время остановки.
2. Статор остается неподвижным до точки соединения и способствует увеличению крутящего момента. По мере образования муфты статор прекращает умножение крутящего момента и начинает вращаться вместе с крыльчаткой и турбиной.
3. Муфта блокировки включается при достижении точки сцепления и устраняет потери мощности, что приводит к повышению эффективности.

ВИДЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ МОМЕНТА

1. Одноступенчатые преобразователи крутящего момента

Прелесть одноступенчатых преобразователей заключается в их прочной и надежной простоте.Каждый преобразователь состоит в основном из трех элементов: турбины, статора и крыльчатки. Одноступенчатые преобразователи выпускаются в двух типах корпусов — стационарном и вращающемся. В зависимости от модели одноступенчатые гидротрансформаторы обладают множеством возможностей: Одноступенчатые гидротрансформаторы с безводным приводом с приводом от ВОМ идеально подходят для применений с коробками передач с переключением под нагрузкой и приводом вспомогательных гидравлических насосов. Преобразователи рационов с высоким крутящим моментом и стационарным корпусом обладают исключительными возможностями подъема и опускания.Гидравлические преобразователи Type Four разработаны специально для нефтегазовой промышленности.

2. Трехступенчатые преобразователи крутящего момента

Трехступенчатые преобразователи крутящего момента используют три кольца лопаток турбины, а также два комплекта лопаток реактора или статора. Эффект от этой конструкции — увеличенный крутящий момент — до пяти раз больше крутящего момента двигателя на выходе, когда двигатель глохнет. В зависимости от конкретной конструкции трехступенчатые преобразователи рассчитаны на ряд двигателей, включая 335 л.с. при 2400 об / мин, 420 л.с. при 2200 об / мин и 580 л.с. при 2200 об / мин.Трехступенчатые преобразователи также бывают как в стационарном, так и в вращающемся корпусе.

Преимущества

 Выдает максимальный крутящий момент по сравнению с автомобилем со сцеплением.
 Снимает педаль сцепления.
 Облегчает управление транспортным средством.

Недостатки

 Низкая топливная экономичность по сравнению с автомобилем с механической коробкой передач.

Приложение

 Гидротрансформатор используется в автомобиле с автоматической коробкой передач.Он также используется в промышленных передачах энергии, таких как приводы конвейеров, лебедки, буровые установки, почти все современные вилочные погрузчики, строительное оборудование и железнодорожные локомотивы.
 Используется в морских силовых установках.

Как работает гидротрансформатор?

Преобразователи крутящего момента герметичные; их внутренности редко выходят на свет, а когда они появляются, их все еще довольно сложно понять!

Представьте, что у вас два вентилятора повернуты друг к другу. Включите один вентилятор, и он будет обдувать лопасти второго вентилятора, заставляя его вращаться.Но если вы будете держать второй вентилятор неподвижно, первый вентилятор будет продолжать вращаться.

Именно так работает гидротрансформатор. Один «вентилятор», называемый крыльчаткой, соединен с двигателем (вместе с передней крышкой он образует внешнюю оболочку преобразователя). Другой вентилятор, турбина, соединен с входным валом трансмиссии. Если трансмиссия не находится в нейтральном или парковочном положении, любое движение турбины приведет к перемещению автомобиля.

Вместо воздуха в гидротрансформаторе используется жидкая среда, которую нельзя сжимать — масло, иначе известное как трансмиссионная жидкость.В автомобилях с автоматической коробкой передач используется гидротрансформатор. В этой статье мы обсудим, зачем автомобилям с автоматической коробкой передач нужен гидротрансформатор и как он работает.

Гидротрансформатор в автоматической коробке передач выполняет те же функции, что и сцепление в механической коробке передач.

Двигатель должен быть подключен к задним колесам, чтобы автомобиль двигался, и отключен, чтобы двигатель мог продолжать работать, когда автомобиль остановлен. Один из способов сделать это — использовать устройство, которое физически соединяет и разъединяет двигатель и трансмиссию — сцепление.Другой метод заключается в использовании гидравлической муфты определенного типа, например, гидротрансформатора, который расположен между двигателем и трансмиссией.

Внутри очень прочного корпуса гидротрансформатора находятся три компонента, которые работают вместе для передачи мощности на трансмиссию:

Насос внутри гидротрансформатора представляет собой центробежный насос. Во время вращения жидкость выбрасывается наружу, подобно тому, как в процессе отжима стиральной машины вода и одежда выбрасываются наружу из стирального бака.Когда жидкость выбрасывается наружу, создается вакуум, который втягивает больше жидкости в центр.

Затем жидкость поступает на лопасти турбины , которая соединена с трансмиссией (шлиц посередине — это место, где он соединяется с трансмиссией). Турбина заставляет трансмиссию вращаться, что в основном приводит в движение ваш автомобиль. Лопатки турбины изогнуты так, что жидкость, которая входит в турбину снаружи, должна изменить направление, прежде чем она покинет центр турбины.Именно это изменение направления вызывает вращение турбины.

Поскольку турбина заставляет жидкость менять направление, жидкость заставляет турбину вращаться.

Жидкость выходит из турбины в центре, двигаясь в другом направлении, чем при входе. Жидкость выходит из турбины, двигаясь против направления вращения насоса (и двигателя). Если позволить жидкости попасть в насос, это замедлит двигатель, потеряв мощность. Вот почему гидротрансформатор имеет статор.

Статор находится в самом центре гидротрансформатора. Его задача — перенаправить жидкость, возвращающуюся из турбины, прежде чем она снова попадет в насос. Это резко увеличивает эффективность гидротрансформатора.

Вкратце, гидротрансформатор — это тип гидравлической муфты, которая позволяет двигателю вращаться в некоторой степени независимо от трансмиссии. Он отвечает за нагнетание жидкости для автоматической коробки передач, нагнетание давления, которое обеспечивает усилие, необходимое для переключения передач трансмиссии.

Изношенный или неисправный преобразователь крутящего момента может препятствовать созданию надлежащего давления в трансмиссионной жидкости, что, в свою очередь, отрицательно влияет на работу и работу трансмиссии. Систематический осмотр у профессионала — лучший способ выявить причину проблем в работе и порекомендовать наиболее эффективное решение.

При правильной настройке это сложное устройство может оказать огромное влияние на производительность, экономичность и долговечность вашего автомобиля, а также превратить вашу автоматическую коробку передач в мощный двигатель!

Хотите узнать больше?
Посетите одно из наших заведений!

Блог

AAMCO Bay Area | Все, что вам нужно знать о преобразователях крутящего момента

Итак, что такое преобразователь крутящего момента?

Преобразователи крутящего момента

— это особые компоненты двигателя, и их внутренности редко выходят на свет, а если и появляются, то их все еще довольно сложно понять.По сравнению с другими внутренними компонентами вашего автомобиля гидротрансформатор напоминает что-то из космического корабля. Независимо от того, как этот компонент выглядит или звучит, если у вас есть автомобиль с автоматической коробкой передач, вы используете его ежедневно.

Если у вас есть базовые знания об автомобилях с механической коробкой передач, то вы знаете, что двигатель соединяется с трансмиссией с помощью сцепления. Без этого соединения автомобиль не смог бы полностью остановиться, не заглушив двигатель.Однако автомобили с автоматической коробкой передач не имеют диска сцепления, соединяющего двигатель с трансмиссией; вместо этого у них есть преобразователь крутящего момента. Его внешний вид может показаться не таким уж большим, но внутри него многое происходит.

Гидротрансформатор вашего автомобиля аналогичен сцеплению автомобиля с механической коробкой передач. Однако, в отличие от автомобиля с механической коробкой передач, он использует жидкость для передачи мощности на трансмиссию, предотвращая остановку двигателя и позволяя трансмиссии переключиться.

Описание гидротрансформатора

Гидротрансформатор — это внутренний элемент двигателя в форме пончика, прикрепленный непосредственно между двигателем и трансмиссией. Внутри гидротрансформатора есть две серии изогнутых лопаток, каждая из которых обращена в противоположном направлении. Пространство внутри гидротрансформатора обычно заполнено трансмиссионной жидкостью, которая помогает передавать мощность, генерируемую двигателем, на трансмиссию.Это кажется странным, правда? Не совсем! Двигатель вашего автомобиля приводит в движение одну из турбин, также известную как крыльчатка, которая нагнетает жидкость на турбину. Гидротрансформатор эффективен, поскольку его лопасти сконструированы таким образом, чтобы обеспечить максимальную передачу энергии, уменьшая тепловыделение или турбулентность.

Чтобы лучше понять его работу, представьте, как два вентилятора смотрят друг на друга. Когда один вентилятор подключается к сети (двигателю), он начинает вращать второй вентилятор (трансмиссию).Если лопасти вентилятора имеют одинаковые размеры и вес, они будут вращаться с одинаковой скоростью. Однако это грубое упрощение работы гидротрансформатора.

Есть несколько факторов, которые делают преобразователь крутящего момента более эффективным; это включает в себя статор, который помогает ему перенаправлять поток трансмиссионной жидкости обратно к крыльчатке для повышения эффективности.

Как работает гидротрансформатор?

Немного сложно понять концепцию того, как жидкость может обеспечить силу для перемещения чего-то столь значительного, как транспортное средство.Насос помогает достичь контроля крутящего момента, который работает, направляя жидкость вокруг преобразователя крутящего момента, определяемую вращением коленчатого вала. Внутри корпуса находится турбина, которая вращается, когда перекачиваемая жидкость входит в контакт с лопатками турбины, это помогает измерить величину крутящего момента, который поступает на трансмиссию через входные валы.

Корпус гидротрансформатора соединяется с маховиком, вращающимся с той же скоростью, что и коленчатый вал, внутри корпуса турбины. Рабочее колесо или центробежный насос эффективно перекачивает трансмиссионную жидкость в лопасти турбины, которая, в свою очередь, вращает или передает крутящий момент на трансмиссию.Статор — это барьер, который отбрасывает жидкость прямо обратно в турбину, а не в насос, повышая эффективность системы.

Когда автомобиль работает на холостом ходу, скорость, с которой трансмиссионная жидкость закачивается в турбину, низкая, что означает, что очень маленький крутящий момент передается на двигатель через трансмиссию. Поскольку коленчатый вал вращается быстрее, а маховик вращается с большей дроссельной заслонкой, жидкость быстрее перемещается от насоса к турбине, заставляя турбину вращаться быстрее, что позволяет передавать больший крутящий момент через трансмиссию.

Важно отметить, что внутреннее устройство гидротрансформатора все еще остается загадкой. Базовая механика может быть понятна, но сложные вычисления и инженерные решения, лежащие в ее основе, лучше всего понятны тем, кто обладает глубокими знаниями в области механики жидкостей.

Связано: Обслуживание радиаторов и систем охлаждения в районе залива AAMCO

Связано: Признаки, что пришло время для автоматической настройки

Связано: работает ли система кондиционирования вашего автомобиля

Могут ли возникнуть проблемы с гидротрансформатором?

Существует несколько различных причин неисправности гидротрансформатора, некоторые из которых могут быть очень опасными.Высокий уровень проскальзывания приведет к перегреву, который повредит эластомерные уплотнения, которые помогают удерживать трансмиссионную жидкость в гидротрансформаторе. Когда жидкость начнет вытекать, она вообще перестанет работать.

Также возможно полное торможение или заедание муфты статора. Когда это происходит, внутренние и внешние элементы сцепления будут постоянно заблокированы, что приведет к неэффективности использования топлива. В случае полной поломки статора он будет свободно вращаться, останавливая двигатель.Когда большое давление создается горячей жидкостью, движущейся внутри корпуса гидротрансформатора, оно может стать слишком высоким, что приведет к его надуванию или взрыву.

Получите информацию о своем автомобиле

Гидротрансформатор вашего автомобиля — это неотъемлемая часть любого автомобиля. Большинство владельцев никогда не будут взаимодействовать с этой деталью за всю свою жизнь вождения. Однако это срок службы автоматической коробки передач, а также большая часть топливной экономичности. Знакомство с его работой может помочь вам узнать, как диагностировать проблемы, связанные с вашей трансмиссией, экономя время и деньги на ремонт.

Наши услуги

Возникли проблемы с трансмиссией? Возможно, ваш гидротрансформатор неисправен. Зарегистрируйтесь или свяжитесь с ближайшим к вам центром по ремонту автомобилей AAMCO Bay Area для полной диагностики трансмиссии. Мы предлагаем лучший сервис по уходу за автомобилем в Bay Area.

Помимо услуг трансмиссии, мы также специализируемся на услугах автоматической настройки, ремонте подвески, регулярном техническом обслуживании автомобилей, замене масла и многом другом. Наши профессиональные специалисты обладают необходимыми навыками, а также отраслевыми знаниями, чтобы предложить комплексные решения для вашего автомобиля.

Связано: Рекомендуемые заводом-изготовителем услуги по техническому обслуживанию в районе залива AAMCO

Как работает гидротрансформатор — x-engineer.org

Большинство современных автомобилей оснащено двигателями внутреннего сгорания (ДВС). Одним из недостатков ДВС по сравнению с электродвигателем является то, что он не запускается под нагрузкой и для него требуется внешнее пусковое устройство (электростартер). Следовательно, чтобы избежать остановки двигателя на неподвижном автомобиле, нам необходимо отсоединить двигатель от колес.

На автомобиле с механической коробкой передач (МКПП) отключение двигателя может быть выполнено двумя способами:

• нажатием педали сцепления
• путем выбора нейтрального положения с помощью рычага переключения передач

На автомобиле с автоматической коробкой передач трансмиссия (AT) , отключение двигателя от трансмиссии происходит автоматически, без вмешательства водителя. Это возможно благодаря принципу работы преобразователя крутящего момента .

Изображение: Автоматическая коробка передач с гидротрансформатором

Гидротрансформатор расположен между двигателем внутреннего сгорания и коробкой передач.Автоматическая трансмиссия внутри корпуса состоит из трех основных частей: гидротрансформатора, планетарной коробки передач и электрогидравлического модуля управления.

Коленчатый вал ДВС механически связан с гидротрансформатором. Внутри гидротрансформатора мощность двигателя передается на коробку передач гидродинамически . Когда гидротрансформатор не заблокирован, нет механической связи между входом (двигатель) и выходом (коробка передач).

Чтобы лучше понять, как работает гидротрансформатор, давайте рассмотрим следующий пример.Что произойдет, если у вас есть два настольных электрических вентилятора, расположенных друг напротив друга (как на изображении ниже), и один из них запитан?

Изображение: Гидротрансформатор — принцип работы

Левый вентилятор запитывается электрическим током от сети. Во время вращения он создает осевой поток воздуха. Поток воздуха попадет в правый вентилятор (не включенный), который начнет вращаться. Мощность передается от левого вентилятора к правому вентилятору через рабочее тело (в данном случае воздух).Очевидно, что эффективность этой системы очень низкая, так как много воздуха будет рассеиваться вокруг лопастей правого вентилятора.

Тот же принцип применяется к гидротрансформатору , но с некоторыми отличиями. В случае преобразователя крутящего момента оба «вентилятора» расположены очень близко друг к другу, чтобы минимизировать потери мощности. Рабочая жидкость жидкость (масло AT). Кроме того, между двумя «вентиляторами» есть еще один компонент, который перенаправляет поток жидкости, чтобы минимизировать потери и усиливает передаваемый крутящий момент.

Изображение: Гидротрансформатор — основные компоненты
Кредит: Luk

«Вентилятор», который вырабатывает энергию, называется крыльчаткой и механически соединен с коленчатым валом двигателя. «Вентилятор», получающий гидравлическую энергию, называется турбиной и механически соединен с входным валом коробки передач. Между рабочим колесом и турбиной находится статор , который перенаправляет поток масла. Объем, созданный этими компонентами, заполнен маслом.

Когда ДВС работает на холостом ходу, вращение крыльчатки «выбрасывает» масло в турбину. Поскольку частота вращения двигателя низкая, кинетической энергии движущегося масла недостаточно для привода транспортного средства. Передается небольшой крутящий момент, этот крутящий момент называется тормозным моментом .

Момент сопротивления увеличивается, если вязкость масла увеличивается (при низкой температуре). Крутящий момент сопротивления заставляет автомобиль « ползать ». Это означает, что, когда селектор переключения передач находится в режиме движения (D), при отпущенной педали акселератора и тормоза, тормозящий момент немного перемещает автомобиль.Если водитель нажмет на педаль тормоза, автомобиль остановится, потому что тормозной момент незначителен по сравнению с тормозным моментом на колесах.

Когда водитель нажимает педаль акселератора, частота вращения двигателя увеличивается. Рабочее колесо будет вращаться быстрее и увеличит кинетическую энергию масла. Турбина получит больше энергии, что приведет к более высокому крутящему моменту, передаваемому на коробку передач.

Изображение: Гидротрансформатор — схема

На схеме выше мы можем легко различить компоненты гидротрансформатора.Рабочее колесо (зеленое) соединено с двигателем, а турбина (желтая) — с первичным валом коробки передач. Статор (синий), как следует из названия, большую часть времени является статическим (фиксированным).

Движение потока масла в гидротрансформаторе имеет две составляющие:

• оборот , вокруг центральной оси вместе с рабочим колесом и турбиной
• вращение (красные стрелки), вокруг радиального центра гидротрансформатора

Вращательное движение — это переход жидкости от рабочего колеса к турбине, статору и обратно к рабочему колесу.

Изображение: Гидротрансформатор — статор
Кредит: Luk

Между рабочим колесом и турбиной имеется постоянное проскальзывание . Это означает, что они вращаются с разной скоростью. Соотношение между скоростью турбины и скоростью крыльчатки называется передаточным числом преобразователя крутящего момента. Передаточное число составляет 0 , когда турбина статична и рабочее колесо вращается, и 1 , когда обе вращаются с одинаковой скоростью.

Гидротрансформатор также имеет передаточное число .Это соотношение, на которое входной крутящий момент (двигателя) умножается перед передачей на коробку передач. Максимальное значение передаточного числа (около 2,3–3,0 ), когда передаточное число составляет 0,0 , и минимальное ( 1,0 ), когда передаточное число выше 0,85–0,9 .

Статор неподвижен, пока между рабочим колесом и турбиной имеется значительное скольжение. Когда скорости близки друг к другу, когда передаточное число составляет около 0,85 — 0.9 , направление жидкости изменяется, и статор также начинает вращаться. Это возможно, потому что статор установлен на ходовом механизме .

Изображение: Гидротрансформатор — муфта блокировки
Кредит: Luk

Гидротрансформатор также имеет довольно низкий КПД . Поскольку он имеет постоянное скольжение, между рабочей жидкостью (маслом) и механическими компонентами (крыльчаткой, турбиной и статором) возникает сильное трение. КПД минимален (ниже 10% ), когда передаточное число приближается к 0 , и пиковое значение 85-90% , когда передаточное число составляет около 0.85 .

Для повышения эффективности преобразователя крутящего момента, когда скольжение между крыльчаткой и турбиной относительно невелико, преобразователь крутящего момента блокируется. Это возможно за счет использования муфты блокировки , которая механически связывает рабочее колесо с турбиной. Таким образом, больше нет трения между маслом и компонентами, и мощность двигателя механически передается на коробку передач.

Гидротрансформатор блокируется обычно на более высоких передачах (выше 2-й) или когда скорость автомобиля превышает 20 км / ч.Когда коробка передач выполняет переключение передач, муфта блокировки переводится в состояние скольжения , чтобы помочь гасить колебания трансмиссии.

Изображение: Гидротрансформатор — гаситель колебаний муфты блокировки
Кредит: Luk

Подобно муфте механической трансмиссии, муфта блокировки имеет гаситель колебаний , который гасит колебания во время блокировки гидротрансформатора. фаза вверх.

Гидротрансформатор является соединительным устройством по умолчанию в большинстве эпициклоидных автоматических трансмиссий (AT) , а также в некоторых бесступенчатых трансмиссиях (CVT) .Основными характеристиками гидротрансформатора являются автоматическое отключение двигателя от трансмиссии при низких оборотах двигателя, усиление крутящего момента и гашение вибрации (за счет гидродинамической передачи мощности).

Для любых вопросов или замечаний относительно этого руководства, пожалуйста, используйте форму комментариев ниже.

Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!

Работа гидротрансформатора, принцип действия, основные части и применение

Ротор соединен с шкафом и коробкой, соединенной с валом двигателя.Он был изогнут и скручен. Он вращается со скоростью двигателя и представляет собой автоматический перенос жидкости. Центробежная сила заставляет жидкость перемещаться наружу, когда она вращается вместе с двигателем. Лопатки сконструированы таким образом, что жидкость направляется к лопаткам турбины. Он действует как центробежный насос, который поглощает и передает жидкость к турбине через автоматическую коробку передач.

2. Статор

Статор находится между турбиной и рабочим колесом. Основная задача статора — направлять возвращающуюся жидкость из турбины к крыльчатке в направлении ее вращения.Когда жидкость достигает потока рабочего колеса, крутящий момент увеличивается. Затем статор помогает увеличить крутящий момент за счет изменения направления жидкости и позволяет ей достичь направления вращения рабочего колеса. Статор смещается почти на 90 градусов в направлении потока. Статор установлен с односторонним захватом, что позволяет ему вращаться в одном направлении и избегать вращения в другом. Турбина присоединена к системе трансмиссии автомобиля. А между турбиной и роликом стоит статор.

3. Турбина

Турбина установлена ​​на первичном валу автоматической коробки передач. Это сбоку от машины. Лезвия бывают изогнутые и заостренные. Лопатки турбины сконструированы таким образом, что направление потока жидкости, попадающей на их лопатки, можно полностью изменить. Изменение направления жидкости заставляет лопасти смещаться к крыльчатке. Турбина также вращается и позволяет транспортному средству перемещаться, пока вращается вал двигателя. Турбина также имеет заднюю уплотнительную муфту.Когда гидротрансформатор попадает в точку сцепления, сцепление включается. Блокировка устраняет потери и увеличивает производительность преобразователя.

Работа гидротрансформатора

Он имеет три этапа работы

1. Срыв: Двигатель использует мощность на крыльчатку, когда транспортное средство глохнет (останавливается), но турбина не может вращаться. Это когда автомобиль стоит на месте, а водитель держал ногу на тормозной колодке, чтобы она не двигалась. В этом состоянии происходит максимальное увеличение крутящего момента.Рабочее колесо движется быстрее, поскольку водитель снимает основание с тормозной лопатки и отпускает лопатку акселератора, позволяя двигателю катиться. В этой ситуации разница в скорости насоса и турбины больше. Скорость вращения ротора значительно выше, чем у турбины.

2. Ускорение: Во время разгона скорость турбины продолжает расти, но частота вращения крыльчатки и турбины также сильно различается. Увеличение крутящего момента уменьшается по мере увеличения частоты вращения турбины.Увеличение крутящего момента меньше, чем в стоячих условиях, когда двигатель ускоряется.

3. Муфта: Это происходит, когда турбина достигает скорости около 90% от скорости рабочего колеса, которая известна как точка сцепления. Умножение крутящего момента является нулевым и отрицательным, и преобразователь крутящего момента сравнивается с простой жидкостной зависимостью. Блокирующая муфта входит в точку соединения и блокирует турбину с крыльчаткой преобразователя. Это позволяет турбине и приводу двигаться с одинаковой скоростью.Только когда точка будет достигнута, сцепление заблокируется. Статор также начинает вращаться в сторону вращения ротора и турбины во время соединения.

Примечание:

1. Максимальное увеличение крутящего момента происходит в условиях остановки.
2. Статор остается неподвижным до точки соединения и способствует увеличению крутящего момента. По мере образования муфты статор прекращает умножение крутящего момента и начинает вращаться вместе с крыльчаткой и турбиной.
3.Муфта блокировки включается, когда достигается точка сцепления, и устраняет потери мощности, что приводит к повышению эффективности.

Преимущества

• Выдает максимальный крутящий момент по сравнению с автомобилем со сцеплением.
• Снимает педаль сцепления.
• Облегчает управление транспортным средством.

Недостатки

• У него низкая топливная экономичность по сравнению с автомобилем с механической коробкой передач.

Приложение

• Гидротрансформатор используется в автомобиле, оборудованном автоматической коробкой передач.Он также используется в промышленных передачах энергии, таких как приводы конвейеров, лебедки, буровые установки, почти все современные вилочные погрузчики, строительное оборудование и железнодорожные локомотивы.
• Используется в морских силовых установках.

Блог AAMCO | Что такое гидротрансформатор [и как он работает]?

Вы когда-нибудь замечали, что ваша машина не может проработать неделю на баке бензина, чтобы проработать всего два дня? Ваша машина когда-нибудь ломалась и могла ли вообще куда-нибудь ехать, несмотря на то, что двигатель, казалось, работал нормально? Приходилось ли вашему механику когда-нибудь поднимать гидротрансформатор во время любой из этих проблем?

Преобразователь крутящего момента — это то, что заставляет автоматическую коробку передач в легковых и грузовых автомобилях двигаться.И хотя они являются неотъемлемой частью автоматического транспортного средства, многие люди не понимают, как они работают. Читайте дальше, чтобы узнать, что такое гидротрансформатор и как он помогает вам катиться по дороге.

Что такое крутящий момент

Прежде чем мы перейдем к идее гидротрансформатора, давайте кратко рассмотрим, что такое крутящий момент. Проще говоря, крутящий момент — это потенциальная энергия, которую вы создаете, когда что-то скручиваете. Заводные игрушки, с которыми вы играли в детстве, и машины, которые катятся вперед после того, как вы их тянете назад, работают на крутящем моменте.

В автомобилях вращение коленчатого вала двигателя создает крутящий момент. Это то, что позволяет разгонять машину. Чем выше крутящий момент ваш двигатель, тем быстрее он работает.

Важность гидротрансформатора

Преобразователь крутящего момента передает крутящий момент от двигателя на вращающуюся ведомую нагрузку. В автомобиле с автоматической коробкой передач преобразователь крутящего момента подключает источник питания к нагрузке.

Анатомия

Преобразователи крутящего момента

состоят из пяти основных компонентов: крыльчатки, турбины, статора, муфты и жидкости.Статор — это то, что делает преобразователь крутящего момента преобразователем крутящего момента; без статора это просто гидравлическая муфта.

Крыльчатка представляет собой деталь с наклонными лопастями, которая чем-то похожа на вентилятор. Этот кусок механически вращается двигателем. Во время вращения крыльчатка проталкивает трансмиссионную жидкость через свои лопасти; чем быстрее он идет, тем быстрее движется жидкость.

Когда жидкость покидает рабочее колесо, она перемещается в турбину, почти идентичную лопатку, которая находится напротив рабочего колеса.Жидкость, попадающая на расположенные под углом лопасти турбины, заставляет турбину вращаться, что приводит к вращению трансмиссионного вала и насоса в вашем автомобиле. Жидкость перенаправляется через центр турбины, где снова ударяет по крыльчатке.

Здесь вступает в силу статор; статор находится в центре гидротрансформатора. Это еще одна серия лопастей вентиляторного типа, которые расположены под углом, так что, когда трансмиссионная жидкость втекает в них, она снова меняет направление. Статор удерживает трансмиссионную жидкость, которая вращается в направлении, противоположном двигателю, от удара о корпус преобразователя и его замедления.

Гидротрансформатор также имеет корпус, который прикреплен к двигателю вместе с крыльчаткой. В большинстве преобразователей крутящего момента также используется блокирующая муфта, которая блокирует рабочее колесо и турбину вместе на высоких скоростях для повышения топливной экономичности автомобиля.

Фазы

Гидротрансформатор работает в трех фазах: остановка, ускорение и сцепление.

Во время остановки двигатель продолжает вращаться, как и крыльчатка.Но турбина не может вращаться, поэтому машина не движется. Вот что происходит, когда у вас работает двигатель, включена передача и вы нажимаете ногу на тормоз, поэтому машина не движется.

Ускорение — это когда в игру вступает сила умножения крутящего момента. По мере увеличения числа оборотов двигателя крыльчатка начинает двигаться быстрее, что заставляет турбину двигаться быстрее. Но на этом этапе крыльчатка все еще движется быстрее, чем турбина.

Муфта — это то, что происходит при движении на высоких скоростях.Скорости крыльчатки и турбины на этом этапе почти идентичны, и это когда некоторые модели блокируют их вместе с помощью фрикционной муфты для повышения эффективности. На самом деле статор в основном не участвует в этом процессе, поскольку при достаточно высоких скоростях жидкость будет двигаться таким образом, чтобы не было риска столкновения с корпусом преобразователя.

КПД

Одна из важнейших задач статора — повышение эффективности гидротрансформатора. Перенаправляя жидкость, выходящую из турбины, статор может собирать эту кинетическую энергию и возвращать ее в цикл.Это позволяет преобразователям крутящего момента увеличивать крутящий момент для большего ускорения.

Но гидротрансформаторы не могут быть эффективными на 100 процентов, пока не произойдет блокировка; в этом процессе участвуют трение и некоторая потеря кинетической энергии. Преобразователи крутящего момента наиболее эффективны на очень низких скоростях. Хотя такие компании, как Buick, поиграли с добавлением дополнительных турбин в свои муфты крутящего момента, эти модели никогда не были такими эффективными, как традиционные трехкомпонентные модели, и их производство было прекращено.

Общие проблемы

Существует несколько распространенных причин выхода из строя гидротрансформатора, некоторые из которых могут быть опасными. Постоянно высокое проскальзывание гидротрансформатора может вызвать перегрев, который может повредить эластомерные уплотнения, удерживающие трансмиссионную жидкость в гидротрансформаторе. Жидкость начнет вытекать, а когда в системе закончится жидкость, она может вообще перестать работать.

Муфта статора также может заклинивать или ломаться.Во время заклинивания внутренние и внешние элементы сцепления могут навсегда заблокироваться, что приведет к огромному снижению эффективности использования топлива. Если муфта статора вообще выйдет из строя, статор будет свободно вращаться, и ваш автомобиль может вообще не двигаться от собственного хода.

В некоторых случаях вы можете увидеть деформацию и фрагментацию лезвия. В большинстве случаев это приведет к тому, что гидротрансформатор будет работать не так эффективно, что приведет к сокращению расхода бензина. В некоторых крайних случаях преобразователь может самоуничтожиться.

Внутри корпуса гидротрансформатора движется много давления и горячей жидкости. В некоторых случаях это давление может стать слишком высоким, и корпус может взорваться или даже взорваться. Если корпус разорвется, вам грозит опасность разлетающихся осколков и горячего масла.

Узнайте больше о том, как работает ваш автомобиль

Гидротрансформатор — одна из самых важных частей автомобиля, о которой забывают. Это то, что позволяет автомобилям с автоматической коробкой передач работать, и это большая часть того, что определяет вашу топливную экономичность.Небольшое знание того, как работают эти детали, может помочь вам диагностировать проблемы, которые в противном случае могли бы быть связаны с трансмиссией, что сэкономит вам много денег на ремонте.

.