5Авг

Принцип действия автоматической коробки передач: Устройство и принцип работы автоматической коробки передач

Содержание

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.

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:

Может заинтересовать:


Сканер для самостоятельной диагностики автомобиля

Добавить свою рекламу


Сравнить стоимость ОСАГО для своего авто

Добавить свою рекламу


Выбрать видеорегистратор: незаменимый гаджет для водителя

Добавить свою рекламу


Некоторые водители предпочитают видеорегистратор в виде зеркала

Добавить свою рекламу

Устройство и принцип действия АКПП

Устройство и принцип действия 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.

— Устройство и принцип работы:

• 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.
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.
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:

• 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.
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.
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.
Планетарный ряд Равинье иногда называют полуторным, подчеркивая этим особенности его конструкции: наличие одной коронной шестерни, двух солнечных и водила с двумя группами сателлитов. Главным преимуществом схемы Равинье 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:

• 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.
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.
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.

 

Источник новости https://www.drive2.ru/b/1996595/

Устройство и работа: Автоматическая коробка передач

Автомобильная отрасль настолько избирательна, что несовершенным узлам в ней не место. Было множество технических решений, которые так и не стали популярными. Бывает и наоборот. Удачное
проектирование некоторых систем позволило им получить фантастическое распространение, количественный процент которого с годами и не думает снижаться. Именно к таким популярным автомобильным компонентам относится автоматическая коробка передач. Многие водители по достоинству оценили её преимущества. В сегодняшней статье мы расскажем об «автоматах» более подробно.

Что такое автоматическая трансмиссия, и какова её область применения

Автоматическая коробка представляет собой такую разновидность коробок передач, которая выбирает нужный режим работы и осуществляет переключение скоростей самостоятельно, исходя из количества оборотов мотора автомобиля, его загруженности и текущих дорожных условий. Машинам, оснащенным автоматами, не требуется наличие сцепления. Все узлы объединены в один блок, который выполняет все необходимые действия без участия водителя.

Благодаря особенностям своего технического устройства, автоматические трансмиссии получили возможность установки не только в легковые автомашины, но и в полноприводные внедорожники, в том числе рамные, грузовой коммерческий автотранспорт и даже на автобусы.

Виды АКПП (автоматических коробок)

В настоящее время имеется две разновидности применяемых автоматических трансмиссий, основное различие которых состоит в установленной системе управления и контролирующего блока. У первой разновидности данные функции выполняет отдельное гидравлическое устройство, у второй – электронная система. Остальные составные компоненты обоих типов практически полностью идентичны.

Определенные различия имеются и у «автоматов», установленных для передне- и заднеприводных машинах. В первом случае коробка имеет более компактные размеры, а в своем внутреннем устройстве получает дифференциал, распределяющий крутящие усилия между выходными валами. По сути, дифференциал выполняет функции главной передачи.

Устройство АКПП (автоматической коробки передач)

Типовая схема АКПП включает в себя несколько элементов. Расскажем о них более подробно.

  1. Гидротрансформаторный блок. Выражаясь доступным языком, гидротрансформатор играет ту роль, которую выполняет сцепление в случае механической коробки. Однако если для включения и отключения сцепления требуется участие водителя, то гидротрансформатор с этой задачей прекрасно справляется самостоятельно. Гидротрансформаторный блок передает крутящий момент от силового агрегата к компонентам «автомата». Этот узел заполняется специальной жидкостью, помогающей предотвратить излишнее трение соприкасающихся элементов, а также выполняющей функции охлаждения. Гидротрансформатор подвержен весьма серьезным нагрузкам, а свое вращение он осуществляет с чрезвычайно высокой скоростью. Помимо перечисленного, гидротрансформаторный блок отвечает за сглаживание вибраций, возникающих во время работы агрегата, и задействует работу масляного насоса, расположенного внутри АКПП. Именно поэтому завести авто, оснащенное автоматической трансмиссией, невозможно без участия стартера. Дело в том, что насос включается в работу исключительно во время запущенного мотора. Если ДВС заглушен, то система контроля не получит необходимого уровня масляного давления, соответственно, коробка функционировать не будет, а движок не заведется.
  2. Планетарный ряд. Данный узел можно сравнить с блоком шестеренок механики, который отвечает за изменение передаточного коэффициента. В отличие от механических коробок, внутри «автоматов» применяются не параллельно выстроенные валы, имеющие смежное соединение с шестернями, а задействуются типовые передачи с планетарным устройством.
  3. Фрикционная система. Этот узел составляют специальная лента, а также передние и задние фрикционы. Их функциональное назначение заключается в переключении скоростей, соответствующих текущим оборотам работающего двигателя.
  4. Управляющее устройство. В состав управляющего устройства входит картер трансмиссии (маслосборный поддон), шестеренчатый насос и клапанная коробка, представляющая собой сложноустроенную сеть каналов, имеющих в оснащении клапаны и плунжеры, которые контролируют работу системы и осуществляют необходимое оперативное управление. По сути, управляющий блок преобразует скорость, с которой машина движется, силовую нагрузку её мотора и усилие, прилагаемое водителем к педали акселератора, в гидравлические импульсы. Основываясь на них, трансмиссия проводит автоматические изменения передаточного числа, действуя путем включения в работу фрикционов.

Основные преимущества автоматической трансмиссии (АКПП)

Если сравнивать автоматическую коробку с механикой, у АКПП выделяется ряд преимуществ, которые можно с полной уверенностью назвать неоспоримыми.

  1. Простота управления. «Автомат» освобождает водителя от необходимости ручного переключения скоростей, а также включения сцепления, выполняя все необходимые функции самостоятельно.
  2. Точность работы. Множество электронных блоков отслеживает ряд основных параметров, на основании которых коробка определяет оптимальную передачу, не допуская излишних перегрузок.
  3. Сохранение возможности ручного управления. Многие АКПП снабжены функцией ручного переключения, предоставляющей водителю возможность переключения скоростей самостоятельно.

Подведем итоги

В конце статьи скажем, что устройство автоматических коробок достаточно сложное, а их обслуживание и ремонт неимоверно дорогие. «Автоматы» удобны, но очень требовательны. Именно поэтому одной из задач водителя является сохранение его работоспособности, основанное на строгом выполнении всех рекомендаций по эксплуатации.

Устройство и принцип работы АКПП, отличия от МКПП

Принцип работы АКПП довольно своеобразный. К тому же автоматическая коробка передач имеет свои достоинства и недостатки. Так, она довольно привлекательна для женщин, любительниц управлять автомобилем самостоятельно. В тоже время эта коробка передач с автоматическим принципом работы довольно дорога в стоимости и не подходит для любителей скорости и драйва. В этой статье мы решили рассказать о том, как работает этот вид коробки передач, в чем заключаются ее достоинства, недостатки, а также опишем главные функциональные характеристики. Также здесь вы узнаете о важных разновидностях АКПП и принципах работы каждой из них и какая же из коробок передач – автоматическая или механическая лучше в использовании.

Что такое АКПП и в чем ее отличие от МКПП?

Устройство АКПП представляет собой важный инструмент в механизме автомобиля. АКПП служит для того, чтобы собой изменять положение крутящегося элемента и направления движения. Нужно сказать, что подобные устройства бывают нескольких видов - вариатор, гидроавтомат и комбинированные коробки передач. Большинство автомобилистов, несмотря на удобство и приемлемый принцип работы АКПП, все же предпочитают использовать механическую коробку передач. Хотя подобная осторожность в большинстве случаев не вполне оправдана, ведь устройство и принцип работы автоматической коробки передач имеет явные преимущества перед МКПП. А именно:

- повышение комфортной работы всего автомобиля;

- плавный переход при переключении скоростей;

- двигатель и ходовая не страдают от перегрузок;

- возможность автоматического и ручного переключения передач.

Принцип работы АКПП

Для того, чтобы понять принцип работы автоматической коробки передач нужно для начала разделить ее на три части - гидравлическую, электронную и механическую и поговорить о каждой из них отдельно. Понятное дело, что последняя отвечает исключительно за переключение передач. Гидравлическая искусственно создает момент кручения и тем самым влияет на механическую часть. Что касается электронной части, то она влияет на переключение режимов и воздействие на остальные механизмы автомобиля. Если заглянуть внутрь АКПП, то здесь можно увидеть следующий набор механизмов:

- планетарный ряд;

- набор групп узлов для блокировки шестерен;

- набор из трех муфт сцепления для блокировки других частей;

- собственно гидравлическую систему;

- большой зубчатый насос для перемещения жидкости по коробке.

Именно планетарный ряд считается «сердцем» этого устройства. Все другие части направлены на то, чтобы организовать бесперебойную работу этого основного «органа». Говоря детальнее, само устройство автоматической коробки передач состоит из нескольких планетарных рядов. Именно они и составляют основной принцип действия АКПП. Все остальные механизмы в АКПП нацелены на обеспечение планомерной и правильной работы указанных планетарных рядов и обеспечивают поступательные отношения между всеми механизмами АКПП.

Как пользоваться АКПП

Рычаг выбора автоматической коробки передач имеет некоторые обозначения, описание которых явно упростит использование этого механизма. Положения, в которые может устанавливаться рычаг выбора имеет обозначения из букв и цифр. Количество их для каждого из автомобилей может отличаться, но есть и те, которые используются повсеместно, опишем их. Показатель «N» указывает на то, что в АКПП выключены все механизмы или же включен только один. При таком режиме работы можно запускать двигатель. Если в автомобиль встроена четырехскоростная система передач, то при любом из этих положений, запустить двигатель нельзя. Лучше всего ездить при включенном диапазоне «D», который предполагает спокойную езду. При третьем режиме, обозначенном цифрой три, ездить можно на трех первых передачах. На нем стоит ездить в случае, если предполагаются частые остановки автомобиля. При втором режиме соответственно можно ездить только на двух первых передачах. Этот режим используется при движении на горной местности. При первом показателе лучше всего возможно провести процедуру торможения двигателя. На горных склонах его не используют. Обозначение Оverdrive обозначает повышающую передачу. Он используется исключительно в случае экономной езды.

Специфические режимы АКПП: для чего они необходимы

Существуют несколько вариантов управления переключением передач. Их бывает три: спортивный, зимний и экономичный. Экономный режим необходим для того, чтобы сэкономить расход топлива. При этом режиме машина двигается плавно без всевозможных рывков. Спортивная программа, наоборот, предусматривает увеличение скоростных возможностей машины. Для этих двух режимов существует специальное обозначение и может определяться значками «POWER», «S», «SPORT» или «AUTO». Что касается зимней программы, предназначенной для сопротивления возможному скольжению, то она регулируется кнопкой «WINTER», «W» или «*». При включенной этой программе, автомобиль может тронуться только со второй или третьей передачи.

Можно ли переключать режимы АКПП во время движения

Категорически запрещено на ходу переключать АКПП в режим «N». Подобный эксперимент приводит к тому, что колеса теряют тесную взаимосвязь с двигателем. Подобная манипуляция приведет к быстрому повреждению всех автомобильных механизмов. Все же остальные режимы доступны для переключения во время движения. В некоторых случаях подобная процедура даже считается полезной. Например, в случае перехода из третьего режима во второй во время движения, увеличит эффективность двигательного торможения. И еще один момент. При торможении и полной остановки машины не стоит переводить АКПП в положение «N». Подобная манипуляция необходима исключительно для избегания перегрева масла в коробке.

Как осуществлять буксир автомобиля при АКПП

Одного-единственного правила в этом случае нет. У некоторых автомобилей на этот счет есть определенные жесткие ограничения, которые описаны в паспорте машины. Так, автомобили с трехскоростной АКПП можно буксировать со скоростью 40 км/ч на расстояние 25 км, а с четырехскоростной АКПП – со скоростью 72 км/ч на расстояние не более 160 км. В случае, если АКПП оказалась неисправной, то не стоит авто буксировать самостоятельно. Достаточно найти для этого эвакуатор и воспользоваться его услугами. Правда, за них придется заплатить. Это связано с тем, что в случае с АКПП смазка имеет принудительный характер. То есть она ко всем деталям и механизмам авто подается под высоким давлением. Если у АКПП имеются какие-то неполадки, то нет вероятности, что смазка все-таки происходит. При этом в случае поломки и вынужденной буксировке, ее стоит выполнять при включенном двигателе и установленном рычаге на режиме «N».

Стоит ли прогревать автомобиль при наличии АКПП

Во время холодов стоит все-таки прогревать автомобиль. Для этого достаточно переместить рычаг во все существующие положения и режимы. Причем, желательно в каждом из них задерживаться на несколько секунд. После этого стоит включить один из диапазонов, на котором собираетесь двигаться, и несколько минут удерживать автомобиль на тормозе. При этом важно, чтобы двигатель в это время работал на холостом ходу.

Основные достоинства и недостатки АКПП

Она не только обеспечивает комфортность вождения. Помимо этого, она позволяет, в связи с легкостью управления, сосредоточится исключительно на вождении, а не на управленческих моментах. Комфортные условия, которые обеспечиваются благодаря АКПП, увеличивают ресурс работы мотора. Также благодаря АКПП двигатель практически не перегружается. Автомобиль, оборудованный АКПП, оснащен пассивной системой безопасности, что также плодотворно влияет на безопасность всего авто. В таких случаях автомобиль не сможет сам по себе начать движение, если будет стоять в покое на покатой поверхности. Что касается недостатков, то к ним стоит отнести более низкий уровень КПД, который увеличивает расход топлива. Кроме того, при наличии АКПП автомобиль хуже разгоняется. И последнее – в случае с АКПП автомобиль нельзя завести по-другому, как с помощью стартера.

Устройство и принцип работы коробки передач

Коробка передач, или по-другому трансмиссия, передает силу вращения — так называемый вращательный момент — от двигателя автомобиля на колеса. При этом в зависимости от условий движения автомобиля она может передавать вращательный момент полностью либо частично.

Машина, идущая в гору, должна пользоваться более низкой передачей по сравнению с машиной, мчащейся по ровному скоростному шоссе. При более низкой передаче на колеса передается больший крутящий момент. А это требуется тогда, когда машина двигается медленно, потому что ей тяжело. Более высокие передачи подходят для более быстрого движения автомобиля.

Бывают коробки передач с ручным управлением, но бывают и автоматические. Чтобы сменить передачу в ручной трансмиссии, водитель вначале нажимает педаль сцепления (рисунок слева). При этом двигатель отсоединяется от коробки передач. Потом водитель переводит рычаг управления на другую передачу и отпускает педаль сцепления. Двигатель снова соединяется с коробкой передач и может вновь передавать свою энергию колесам. В автоматической коробке передач положение педали газа (акселератора) соотносится со скоростью движения автомобиля, и автоматически меняется передача, если это необходимо.

Ручное управление передачей

Приводимые рядом диаграммы показывают, как с помощью рычага управления можно перейти с одной передачи на другую. В зависимости от установленной передачи разные доли крутящего момента, проходя через коробку передач (красные линии со стрелками), попадают на колеса.Нейтральная передача. Энергия двигателя не передается колесам.

Нейтральная передача. Энергия двигателя не передается колесам.

Первая передача. Самая большая шестеренка ведущего вала соединяется со своей парой на ведомом валу. Машина движется медленно, но может преодолевать тяжелые участки пути.

Вторая передача. Вторая пара шестеренок работает вместе с механизмом сцепления. При этом скорость движения автомобиля обычно от 15 до 25 миль в час.

Третья передача. Работает третья пара шестеренок вместе с механизмом сцепления. Скорость автомобиля еще больше, а крутящий момент на колесах меньше.

Четвертая передача. Входной и выходной валы соединяются напрямую (прямая передача) — скорость движения автомобиля максимальная, а крутящий момент самый низкий.

Реверс.(5-я передача на картинке) При включении передачи заднего хода его ведущая шестерня'вращает выходной (ведущий) вал в противоположную сторону.

Работа акселератора

Число оборотов двигателя в минуту зависит от того, сколько топлива поступает из карбюратора в цилиндры. Движение топлива регулируется дроссельной заслонкой карбюратора, а работой заслонки управляют с помощью педали акселератора, которая находится на полу перед водителем.

Когда водитель нажимает ногой на педаль акселератора, дроссельная заслонка открывается и в двигатель поступает больше топлива. Если водитель отпускает педаль акселератора, заслонка прикрывается и количество поступающего топлива уменьшается. При этом уменьшаются и обороты двигателя и скорость автомобиля.

Автоматическая коробка передач

Когда применяется автоматическая трансмиссия, у водителя нет под ногой педали сцепления. Вместо нее преобразователь крутящего момента в паре с планетарной передачей (рисунок справа и снизу) автоматически отключают двигатель от ведущего вала, когда по условиям движения следует перейти на другую передачу.

А после того как передача сменилась, снова подключают ведущий вал. Стоит водителю поставить рычаг управления в рабочее положение, и механизм автоматической коробки передач сам выберет нужную передачу в соответствии с условиями движения автомобиля в данный момент.

Устройство и принцип работы автоматической коробки

В настоящее время, каждый выпускаемый автомобиль имеет комплектацию с автоматической коробкой переключения передач. Внедрение АКПП, обеспечило водителю комфортное вождение, без надобности постоянно выжимать педаль сцепления и вручную осуществлять переключение передач как на механической коробке передач.

АКПП имеет сложное устройство и дорога в обслуживании, однако по сравнению с механической коробкой имеет как преимущества так и недостатки. К преимуществам относится то, что ещё раз повторюсь, нет надобности выжимать педаль сцепления и вручную переключать передачи на повышенную или пониженную, за что эту коробку передач и предпочитают особи противоположного пола. Это не только удобно, но ещё и меньше отвлекаешься от слежения за дорогой. Недостатки этой коробки: длительный разгон автомобиля, соответственно с этим повышенный расход топлива, а также достаточно дорогое обслуживание.

АКПП устанавливается как на переднеприводные так и на заднеприводные автомобили, также есть полноприводные автомобили с автоматической трансмиссией, которая продолжает совершенствоваться и по сей день. Разработчикам удалось сделать практически неощутимое переключение передач, снизить время разгона автомобиля и снизить расход топлива, также к коробке было добавлено множество разных функций. Различают три основных типа АКПП:

  1. Гидравлическая АКПП (классическая коробка автомат) — передаточное число изменяется при помощи давления масла, которое нагнетается масляным насосом, путём блокировки муфт, соединённых с элементами планетарного ряда;
  2. Вариатор (бесступенчатая коробка передач) — понижение или повышение передачи крутящего момента происходит изменением диаметра ведущего и ведомого шкивов при помощи давления масла;
  3. Роботизированная АКПП — управляется электронным блоком управления.

Роботизированная АКПП разделяется также на два подвида:

  • АКПП Tiptronic — представляет собой гидравлическую АКПП с функцией ручного переключения передач;
  • DSG — можно сказать более усовершенствованный Tiptronic, с двумя сцеплениями, которые сглаживают переход между передачами, делая его незаметным для водителя. Также есть функция «Спорт-режим», обеспечивающая быстрый разгон автомобиля. Такая коробка передач по расходу топлива экономичнее механической.

Многие автолюбители считают, что сложно понять принцип работы автоматической коробки, однако по мне, это не совсем так. Попробую доходчиво растолковать читателям устройство и принцип работы классической трёхступенчатойАКПП. Автоматическая коробка состоит из трёх основных частей, каждая из которых выполняет определённую функцию:

  1. Гидротрансформатор;
  2. Планетарный редуктор;
  3. Система гидравлического управления.

Гидротрансформатор обеспечивает передачу крутящего момента к механизмам трансмиссии, как обычное сцепление автомобиля. Гидротрансформатор используется на всех видах АКПП и состоит из насосного колеса, реактора и турбинного колеса, заключённых в одном корпусе, который прикрепляется к маховику двигателя. Внутри гидротнасформатора находится трансмиссионное масло для АКПП. Сразу за ним, на валу трансмиссии расположен центробежный масляный насос, который от вращения вала создаёт определённое давление масла в системе гидравлического управления.

Насосное колесо, прочно соединено с корпусом, а турбинное с валом трансмиссии. Благодаря вращению насосного колеса от маховика, его лопасти подхватывают жидкость и центробежной силой направляют её к турбинному колесу, которое начинает вращаться. Реактор, расположенный между насосным и турбинным колесом, вращается свободно и служит для перенаправления жидкости, которая летит от турбинного колеса обратно к насосному в сторону его вращения, чтобы исключить понижение крутящего момента. Планетарный редуктор, является основным элементом автоматической коробки, передающим крутящий момент к ведомой шестерне, затем через неё он передаётся на дифференциал и уже потом к ведущим колёсам.

Планетарный редуктор состоит из солнечной шестерни, планетарного водила, на котором расположены сателлиты и коронная шестерня.

Путём блокировки одного из элементов планетарного ряда, будь то солнечная шестерня, водило или коронная шестерня, осуществляется изменение крутящего момента. Например, заблокировав солнечную шестерню, скорость вращения водила с сателлитами будет меньше, чем скорость вращения коронной шестерни. А когда мы будем вращать коронную шестерню с заблокированной солнечной шестернёй, водило с сателлитами будет одинаково вращаться с коронной шестернёй. Или же, если вращать солнечную шестерню и заблокировать водило, то через сателлиты, коронная шестерня будет вращаться в обратном направлении, что позволит автомобилю двигаться задним ходом.

На трёхступенчатых АКПП установлены два планетарных редуктора. Входной вал является ведущим, так как он передаёт крутящий момент через гидротрансформатор. На конце входного вала зубчатый венец, который через фрикционы соединяется с барабаном промежуточного вала, на котором расположены планетарные редуктора, заключённые в барабан. Каждый редуктор имеет свой фрикционный пакет. Водило заднего планетарного редуктора соединено с выходящим валом, передающим момент на ведущие колёса. Фрикционный пакет, представляет собой набор металлических и картонных пластин, которые блокируют соответствующий элемент планетарного ряда.

Пакет фрикционов приводится поршнем с помощью давления масла через специальные масляные каналы в корпусе коробки передач. Получается при блокировке того или иного планетарного ряда, зубцы фрикционной муфты входят в зацепление и с корпусом барабана и с тем планетарным элементом, который они блокируют.

Большее количество передач достигается наличием дополнительных планетарных редукторов и их фрикционных пакетов. Однако конструкция и принцип работы будет намного сложнее и запутаннее.

Система гидравлического управления состоит из масляного насоса, о котором упоминалось выше, электронного блока управления и масляных каналов с золотниками, которые в зависимости от давления масла открывают ему доступ к определённым каналам. Изменение крутящего момента в АКПП зависит от нагрузки на двигатель и скорости движения автомобиля. Регулятор дроссельного давления на основании этих показателей перемещает клапан, к тем или иным масляным каналам, которые приводят в действие механизмы фрикционных муфт в зависимости от возрастания или понижения дроссельного давления в регуляторе.

Когда водитель вручную переводит рычаг КПП в положение 1, 2 или 3, в системе срабатывает определённый золотник, открывающий путь масла к определённым фрикционам для включения соответствующей передачи.

В АКПП заднеприводного автомобиля используется передача крутящего момента на одном валу, в который входят ведущий, промежуточный и ведомый. А в переднеприводном, используется вторичный вал, соединённый с первичным, шестернями. Вторичный вал входит в дифференциал, заключённый в картере коробки передач.

Что такое автоматическая коробка передач: принцип работы и работа


Сегодня поговорим про АКПП. Мы все пользуемся велосипедами и автомобилями. Все мы знаем, что нам нужна коробка передач или коробка передач, чтобы изменять крутящий момент в зависимости от условий движения. Раньше мы использовали механическую коробку передач, в которой есть рычаг с ручным или ножным управлением и сцепление, через которое мы переключаем передачу в соответствии с условиями движения. Но знайте, что торговля меняется, и автомобиль переходит на автоматическую коробку передач.Сегодня многие автомобили и скутеры используют автоматическую коробку передач, которая проста в обращении и удобна в использовании. Но возникает вопрос, как работает АКПП? Используем ли мы обычную коробку передач в автоматической трансмиссии или есть другое устройство? Изменим ли мы наш автомобиль с механической коробкой передач на автоматическую коробку передач без замены коробки передач? Сегодня я буду обсуждать эту тему, и если у вас возникнут какие-либо вопросы, пожалуйста, оставьте их в поле для комментариев. Я скоро вернусь к вам.Перед тем, как начать этот пост, прочтите следующий пост.

Принцип автоматической коробки передач:

В механической трансмиссии мы использовали коробку передач со скользящей сеткой или синхронизатором, а в автоматической трансмиссии - эпициклическую коробку передач. В этом типе коробки передач не используются скользящие кулачки или шестерни для включения, но разные скорости передачи получаются простым натяжением тормозных лент на зубчатом барабане. Он состоит из солнечной шестерни, шестерни или планетарной шестерни и зубчатого венца. Кольцевая шестерня содержит зубья на своей внутренней окружности и окружена тормозной лентой.Тормозная лента приводится в действие гидравлическим давлением гидравлического масла. Это контролируется электронным датчиком или движением к скорости автомобиля, нагрузкой и открытием клапана акселератора. Планетарные шестерни находятся в постоянном зацеплении как с солнечной шестерней, так и с коронной шестерней, и могут свободно вращаться на своих осях, поддерживаемых несущей рамой, которая, в свою очередь, соединена с приводным валом. Когда коронная шестерня блокируется тормозной лентой, вращающаяся солнечная шестерня заставляет вращаться планетарные шестерни. Поскольку коронная шестерня не может двигаться.Планетарные шестерни вынуждены перебираться через него. В этом положении коронная шестерня действует как направляющая для перемещения планетарных шестерен. Таким образом, ведомый вал, соединенный с водилом планетарной передачи, вращается. Когда коронная шестерня отпущена, она может свободно перемещаться вследствие вращения планетарных шестерен, которые вращаются вокруг своей оси. В этом положении сателлиты не двигаются, и, следовательно, ведомый вал остается неподвижным. Планетарный редуктор содержит несколько таких узлов для получения различных понижений скорости.

Компонент автоматической коробки передач:

Основным элементом автоматической трансмиссии является корпус гидротрансформатора, масляный поддон и расширительный корпус. В корпусе преобразователя находится преобразователь крутящего момента, в корпусе находится эпициклическая зубчатая передача, а в корпусе расширения находится выходной вал. Масляный поддон прикручен к корпусу болтами. Вся трансмиссия крепится к блоку двигателя с помощью болтов через отверстия во фланце корпуса гидротрансформатора.

Работа автоматической коробки передач:

Работа автоматической коробки передач аналогична механической, за исключением того, что она управляется гидравлически управляемой тормозной системой. В автоматической трансмиссии вал двигателя соединен со сцеплением, а затем - с турбиной гидротрансформатора. Гидротрансформатор приводит в движение коронную шестерню первой зубчатой ​​передачи через свободное колесо. Привод коронного зубчатого колеса второй зубчатой ​​передачи затем берется из водила планетарной передачи первой зубчатой ​​передачи, так что они действуют последовательно.Это устройство обеспечивает три скорости движения вперед и одну скорость назад за счет последующего применения тормоза.

Выбор конкретной передачи и включение соответствующего сцепления и тормоза осуществляется гидравлически. Гидравлическое давление I регулируется скоростью автомобиля, которая регулирует давление масла на одной стороне клапана переключения передач, и открытием дроссельной заслонки, управляемым водителем через педаль акселератора, которая регулирует давление масла на другой стороне клапана переключения передач.

Сегодня мы обсудили автоматическую коробку передач: принцип и работу.Если у вас есть какие-либо вопросы, просьба комментировать. Если у вас есть вопросы по этой статье, не забудьте поделиться ею в социальных сетях. Подпишитесь на наш сайт, чтобы получать более информативные статьи. Спасибо, что прочитали.


Что такое трансмиссия, часть 2: Автоматические трансмиссии

Отправлено 6 октября 2010 г. командой Defensive Driving Team | в Советы по безопасному вождению

Если вы не читали мою статью о механических коробках передач, вы можете кратко взглянуть на нее, поскольку она дает некоторую полезную справочную информацию об основных идеях, лежащих в основе автомобильной трансмиссии. Некоторые из этих основных принципов разделяют как автоматические, так и механические коробки передач. Например, оба используют разные передаточные числа, чтобы поддерживать мощность двигателя в идеальном диапазоне оборотов при ускорении и замедлении автомобиля.

В отличие от механической коробки передач, в которой водитель сам выбирает передачи, автоматическая коробка передач имеет только одну настройку «движения». Когда водитель ускоряется, трансмиссия автоматически переключает различные передачи.

В механической коробке передач водитель выбирает разные передаточные числа, т.е.е. есть первая передача, вторая передача и т. д. Однако в автоматической коробке передач все передаточные числа создаются изобретательным устройством, называемым планетарной передачей.

Однако в автоматической коробке передач используются те же базовые передаточные числа, что и в механической коробке передач. У вас есть первая, вторая, третья и повышающая передачи, нейтраль (двигатель работает на холостом ходу, но отключен от коробки передач) и задний ход. На задних колесах трансмиссия обычно устанавливается в задней части двигателя и соединяется с колесами длинным приводным валом.В приводе на передние колеса трансмиссия объединяется с главной передачей, образуя нечто, называемое «трансмиссией», которая устанавливается под двигателем и сбоку от него. Это два наиболее распространенных варианта, но есть и другие.

На более новых автомобилях переключение передач определяется и управляется компьютером. Однако самая ранняя известная версия автоматической коробки передач была разработана в 1904 году - задолго до цифровой эры, - в то время как основа нашей современной автоматической коробки передач была полностью разработана к 1960-м годам.На старых автоматических трансмиссиях процесс определения и активации переключения передач является чисто механическим. Автоматическая трансмиссия представляет собой красивую и сложную систему, состоящую из нескольких компонентов:

Planetary Gearset - набор шестерен, которые могут обеспечивать широкий диапазон передаточных чисел.

Гидротрансформатор - действует как сцепление, позволяет двигателю и трансмиссии отключаться друг от друга

Регулятор и Модулятор или Трос дроссельной заслонки - контролирует скорость и дроссельную заслонку, чтобы определять, когда переключать

Клапаны - используйте вход регулятора, модулятора и рычага переключения передач для управления переключением передач

Муфты и Ленты - изменяйте передаточные числа в планетарной передаче

Уплотнения и Прокладки - держите масло под давлением и удерживайте в системе

Гидравлическая система и Насос - обеспечить необходимую смазку; активируйте клапаны, гидротрансформатор, муфты, ленты и другие ключевые детали.

Компьютер (новые автомобили) - заменяет ряд устройств, включая клапаны, регулятор, модулятор и т. Д.

Я объясню, как работает каждая из этих частей, более подробно ниже.

Планетарный редуктор

Это красивое и элегантное устройство; он работает на довольно простых принципах, но дает очень сложные результаты!

Рис. 1: Планетарная передача, поперечное сечение

Солнечная шестерня находится в центре и входит в зацепление с двумя или более планетарными шестернями, прикрепленными к одному водителю планетарной передачи.Затем эти шестерни зацепились с наружной коронной шестерней. Все эти шестерни постоянно находятся в зацеплении.

Фиксация этих шестерен вместе в разных комбинациях дает разные передаточные числа, то есть разные отношения между входной и выходной скоростью. Давайте посмотрим на несколько примеров.

1. Допустим, коронная шестерня = вход, а водило планетарной передачи = выход. Затем мы заблокируем солнечную шестерню, чтобы она оставалась неподвижной. Когда коронная шестерня вращается, она заставляет планеты «ходить» по солнечной шестерне. Это дает выходной сигнал медленнее, чем входной, как на первой передаче.

2. Однако, допустим, мы разблокируем солнечную шестерню и вместо этого прикрепляем ее к кольцевой шестерне. Когда эти два элемента заблокированы вместе, все шестерни будут вращаться с одинаковой скоростью, так что входная скорость и выходная скорость будут одинаковыми. Это соотношение 1: 1 обычно возникает на третьей передаче.

3. А как насчет передачи заднего хода? Сначала зафиксируйте водило сателлита на месте. Затем используйте коронную шестерню как входную, а солнечную шестерню как выходную.Планетарные шестерни будут действовать как холостые шестерни на механической коробке передач, заставляя входные и выходные шестерни вращаться в разных направлениях.

Это основные принципы планетарной передачи. Как видите, важно, чтобы различные части могли быть заблокированы и разблокированы, соединены друг с другом и т. Д. Как это достигается? Взгляните на схему ниже:

Рисунок 2: Планетарный редуктор, вид сбоку

Как вы можете видеть, коронная шестерня используется в качестве входной, а водило планетарной передачи напрямую связано с выходным валом. Однако обратите внимание, что есть пакеты сцепления, соединяющие водило планетарной передачи с солнечной шестерней, которая соединена с барабаном, содержащим поршни, которые активируют эти сцепления. Эти блоки сцепления могут использоваться для блокировки водила планетарной передачи и солнечной шестерни вместе, так что оба вращаются вместе, и солнечная шестерня становится, по сути, выходной. Затем обратите внимание на полосы по обе стороны барабана солнечной шестерни. Их можно использовать для фиксации солнечной шестерни на месте.

Эти ленты обычно изготавливаются из стали и приводятся в действие замечательной гидравлической системой, о которой я расскажу чуть позже.Муфты приводятся в действие поршнями, как показано на схеме. Гидравлическая жидкость входит в эти поршни и приводит в действие сцепление; пружины заставляют сцепление отпускать при понижении давления.

Настоящая трансмиссия будет использовать две или более планетарных передач в комбинации для обеспечения до восьми различных скоростей. Например, один вид составной планетарной передачи содержит одну коронную шестерню, которая всегда является выходной, но имеет две солнечные шестерни и два комплекта планетарных шестерен. Входной сигнал передается между малой и большой солнечной шестерней, в то время как, например, на второй шестерне составная зубчатая передача ведет себя как две планетарные шестерни, по существу, при этом большая солнечная шестерня действует как своего рода второе зубчатое колесо.Механика этого невероятно сложная!

Другие передачи

Все эти переключения передач происходят, когда автомобиль находится в режиме «движение» или «задний ход». Однако, как вы знаете, если вы управляете автоматической коробкой передач, есть и другие настройки, которые можно выбрать с помощью рычага переключения передач.

Обычно автоматическая коробка передач имеет две «пониженные передачи». Существует вариант второй передачи, обычно обозначаемый «2» или «S», который ограничивает передачу двумя первыми передаточными числами (или, в некоторых автомобилях, блокирует ее на второй передаче. ) Это может пригодиться при движении по льду или холмистой местности; Однако помните, что на этих передачах нельзя ехать слишком быстро!

Существует также вариант первой или «пониженной» передачи, обозначенный «1» или «L.» Как и вариант второй передачи, ее можно использовать в сложных дорожных условиях или при буксировке тяжелого груза.

Парковка

В отличие от механической коробки передач, автоматические трансмиссии также имеют «парковочную (P)» шестерню, в которой небольшой штифт или болт используется для блокировки ведущих колес на месте, предотвращая движение автомобиля.Когда рычаг используется для выбора парковки, пружина проталкивает этот болт через выемку на корпусе трансмиссии, тем самым не давая трансмиссии - и, следовательно, колесам - двигаться. Если болт не совмещен с выемкой, когда выбрано «P», трансмиссия слегка поворачивается, пока болт не войдет в выемку. Вот почему автоматические коробки передач иногда слегка катятся при отпускании тормоза после парковки.

По сути, для блокировки трансмиссии используется очень маленький механизм.По этой причине водители автоматических трансмиссий должны всегда использовать аварийный тормоз (обычно ножной тормоз) в дополнение к парковке, чтобы избежать чрезмерной нагрузки на этот механизм, особенно при парковке на холмах.

Гидротрансформатор

Как и механическая коробка передач, автоматические коробки передач также имеют нейтральную (N) передачу. На этой передаче двигатель будет работать на холостом ходу, но колеса не будут вращаться. Эта передача не так часто используется на автоматической коробке передач, как на механической, так как в автоматической коробке передач можно останавливаться на ходу без остановки.Однако вместо сцепления в автоматической коробке передач используется так называемый «преобразователь крутящего момента» для соединения (и разъединения) двигателя и трансмиссии.

Гидротрансформатор выглядит как большой бублик. Обычно он составляет около 30 см в диаметре и крепится к маховику двигателя. Гидротрансформатор представляет собой гидравлическую муфту, что означает, что жидкость (масло) используется для передачи кругового движения, производимого двигателем, на трансмиссию. Представьте, что у вас есть два вентилятора: один подключен, а другой нет.Вы размещаете вентиляторы так, чтобы они смотрели друг на друга, и включаете один из них. Если вы держитесь за лопасти выключенного вентилятора, он не вращается. Однако, как только вы отпустите, эти лезвия начнут двигаться, пока не приблизятся к той же скорости. Это основной принцип гидротрансформатора, в котором вместо воздуха используется масло. Гидротрансформатор состоит из трех частей: насоса , турбины и статора . (См. Рисунок ниже)

Рисунок 3: Гидротрансформатор, вид сбоку

Турбина обеспечивает вход для трансмиссии, в то время как насос напрямую соединен с корпусом преобразователя, который, в свою очередь, прикреплен к маховику, поэтому корпус и насос вращаются со скоростью коленчатого вала двигателя. И насос, и турбина имеют прикрепленные лопасти или ребра, как у вентилятора. Когда насос вращается, он выбрасывает жидкость наружу. Эта жидкость, совершая круговое движение, начинает вращать турбину. Из-за конфигурации лопастей внутри турбины жидкость меняет направление вращения внутри турбины. Как только жидкость выходит из турбины, она всасывается в статор. Статор меняет направление жидкости и возвращает ее к насосу. Это предотвращает замедление насоса обратной жидкостью, что сделало бы преобразователь крутящего момента очень неэффективным.

Количество мощности или крутящего момента, передаваемого от двигателя к трансмиссии, зависит от того, насколько быстро вращается насос. Когда двигатель вращается очень медленно, то есть когда автомобиль работает на холостом ходу на светофоре или знаке остановки, турбина почти не будет вращаться. Поскольку на трансмиссию передается очень мало мощности, легко удерживать автомобиль на месте, удерживая ногу на педали тормоза. По мере увеличения скорости насоса турбина начнет медленно ускоряться, хотя некоторое время будет отставать от насоса. Когда скорость турбины приближается к скорости насоса, передается максимальный крутящий момент.

Цепи переключения передач

Если вы думаете, что преобразователь крутящего момента умный, вы должны увидеть систему, разработанную для активации переключения передач. На более новых автомобилях для включения переключения передач используется компьютер. Однако автоматические трансмиссии возникли задолго до цифровой эры, а более старая автоматика полностью механическая. Итак, как механическая система «знает», когда нужно переключать передачи?

Эта проблема более сложная, чем просто оценка скорости автомобиля.Если вы прочитаете статью о механических коробках передач, то узнаете, что пониженные передачи дают вам больше мощности, позволяя ускоряться быстрее и преодолевать крутые холмы. Если вы сильно нажмете на педаль тормоза, автомобиль будет дольше оставаться на пониженной передаче, чтобы обеспечить более быстрое ускорение. Однако, если вы ускоряетесь медленно, автомобиль переключает передачи раньше. Когда требуется больше мощности, например, на холме, трансмиссия автоматически переключается на пониженную передачу.

«Мозг» трансмиссии - это гидравлическая система, в которой масло проходит через сложную серию металлических каналов (устройство немного похоже на компьютерную схему.) Чтобы переключить передачи правильно, трансмиссии необходимо вводить данные как о том, насколько быстро едет машина, так и о том, как сильно она работает. Первая информация поступает от губернатора .

Регулятор подключен к выходу трансмиссии, который, в свою очередь, определяет скорость автомобиля. Как трансмиссия вращается, так и губернатор. Регулятор содержит подпружиненный клапан и подключен к гидравлической системе. Когда регулятор вращается быстрее, клапан открывается больше, пропуская большее количество масла.

Вторая часть информации - насколько сильно работает двигатель - поступает либо от дроссельной заслонки , либо от вакуумного модулятора . В автомобилях с дроссельной заслонкой трос соединяет клапан с акселератором; чем больше нажат акселератор, тем больше открывается клапан. Аналогичный эффект достигается с помощью вакуумного модулятора.

Оба этих элемента затем подключаются к цепи переключения (см. Схему ниже).

Рисунок 4: Базовая схема переключения передач

Клапаны переключения обеспечивают подачу масла под давлением к муфтам и лентам, которые активируют различные передачи путем блокировки и разблокировка деталей планетарного ряда.Каждый клапан переключения управляет одной конкретной передачей, то есть с первой на вторую или со второй на третью. Масло поступает в каждый переключающий клапан в трех направлениях: от регулятора, от дроссельной заслонки и от насоса. В открытом состоянии масло течет от насоса к муфтам и лентам, вызывая их активацию.

По мере увеличения скорости автомобиля давление на правой стороне клапана увеличивается, поскольку клапан в регуляторе открывается дальше. Когда автомобиль движется достаточно быстро, клапан переключения передач перемещается влево, вызывая переключение на следующую более высокую передачу.

Однако дроссельная заслонка также обеспечивает вход в эту систему. Если автомобиль ускоряется быстро, давление в дроссельной заслонке будет выше, противодействуя давлению регулятора. Это означает, что автомобиль должен двигаться быстрее, чтобы переключение произошло. Обратное происходит при медленном ускорении.

Работа каждого клапана переключения передач запускается величиной давления, поступающего от регулятора, так что определенные диапазоны давления соответствуют работе клапана первого-второго, второго-третьего клапана и т. Д.Эти сложные взаимообмены управляются корпусом клапана, куском металла со встроенными в него проходами, как компьютерная схема. Эти каналы направляют жидкость к соответствующим клапанам. Ручной клапан представляет собой своего рода «главный клапан», подключенный к рычагу переключения передач. Когда задействованы разные передачи, ручной клапан питает соответствующие контуры. Например, если вы переключаетесь на «2», ручной клапан будет питать цепи переключения для первых двух передач, но запрещать другие. В коробках передач с компьютерным управлением электрические соленоиды используются для направления жидкости к соответствующим клапанам.

Гидравлика

Как я уже упоминал выше, автоматическая трансмиссия опирается на сложную и обширную гидравлическую систему . Фактически, в средней автоматической коробке передач содержится до десяти литров масла! Масло под давлением используется для смазки движущихся частей трансмиссии, привода лент и муфт, включения переключений, привода гидротрансформатора и охлаждения всей системы. Для этой последней цели масло проходит через камеру, погруженную в антифриз, чтобы отвести избыточное тепло.Насос автоматической трансмиссии также играет решающую роль в обеспечении снабжения всех деталей необходимой жидкостью под давлением.

В общем, автоматические коробки передач - это механическое чудо!

Чтобы узнать больше по широкому кругу вопросов от «Как поменять шину» до «Как запустить машину», посетите веб-сайт DefensiveDriving. com, посвященный ресурсам безопасного водителя!

Посетите наши сайты для конкретных штатов, чтобы получить дополнительную информацию о безопасном вождении в Интернете в Техасе, Калифорнии, Флориде и Нью-Джерси.

← 4–8 октября: Национальная неделя безопасного вождения… | Что означает двойная желтая линия? →

Основная анатомия - Как работает механическая трансмиссия

Когда был построен первый автомобиль, крошечный двигатель был подсоединен непосредственно к карданному валу. Это сработало, но Benz Patent Motorwagen предлагал медленную и резкую езду. Автомобиль покачивался вперед, как только приводился в действие единственный приводной ремень, а скорость немного изменялась в зависимости от оборотов двигателя, но даже более быстрое движение могло повредить двигатель.Тем не менее, поскольку двигатель был таким маленьким, это был приемлемый компромисс.

В конце концов, с развитием более мощных двигателей, потребовалось несколько передаточных чисел, уменьшающих рывки при взлете и позволяющих более высокие скорости и даже передачу заднего хода. Кроме того, поскольку двигатель внутреннего сгорания является наиболее эффективным и наиболее мощным на разных скоростях, необходимо несколько передаточных чисел для извлечения наиболее полезной мощности или максимальной экономии топлива, в зависимости от требований водителя.

Benz Patent Motorwagen имел односкоростную механическую коробку передач без заднего хода, но большинство современных автомобилей с механической коробкой передач оснащены как минимум четырьмя или пятью передаточными числами переднего хода, а некоторые автомобили доступны с шести- и семиступенчатой ​​механической коробкой передач. трансмиссии.

Что такое механическая коробка передач?

По сути, механическая коробка передач - это коробка передач, которая позволяет водителю выбирать между различными передаточными числами для управления автомобилем. Более низкие передаточные числа обеспечивают больший крутящий момент, но меньшую скорость, а более высокие передаточные числа обеспечивают меньший крутящий момент, но более высокую скорость. Различные передаточные числа часто называют «скоростями», поэтому «шестиступенчатая» механическая коробка передач имеет шесть передаточных чисел переднего хода.

В самом простом случае механическая коробка передач состоит из трех валов с постоянно зацепленными шестернями разных размеров.Входной вал соединяется с двигателем через муфту. Промежуточный вал постоянно находится в зацеплении с первичным валом и имеет несколько шестерен. Выходной вал соединяет промежуточный вал с приводным валом и, в конечном итоге, с колесами. В полноприводных и полноприводных автомобилях выходной вал сначала подключается к раздаточной коробке. Передача заднего хода обычно находится на четвертом валу для изменения направления.

Сами шестерни закреплены не на выходном валу, а на обгонной муфте. Стопорные кольца, с другой стороны, вращаются вместе с выходным валом , а могут сдвигаться или скользить вперед и назад для зацепления одной из шестерен.Вот почему мы называем это «переключением передач». В «нейтральном» положении, когда передача не выбрана и сцепление выключено, входной и промежуточный валы вращаются, как и шестерни выходного вала, но выходной вал не движется, потому что ни один из стопорных колец не задействован.

Как работает механическая коробка передач?

Чтобы переключить передачу, например, выбрав первую передачу, водитель нажимает сцепление, отключая входной вал. С помощью рычага переключения передач, водитель выбирает первую передачу, и связь перемещает переключающей вилкой для подключения 1 ул -2-й стопорное кольцо с 1-го шестерни, запирая его к выходному валу.Теперь, когда сцепление отпущено и входит в зацепление с входным валом, выходной вал поворачивается, потому что шестерня 1 st заблокирована на выходном валу стопорным кольцом.

По мере того, как водитель увеличивает скорость, выбор 2 передач и просто включает повторение процесса, но перемещение рычага переключения передач на 2 передачи и . Вал переключения перемещает вилку переключения, чтобы выключить 1 передачу и и включить 2 передачи и . При отпускании сцепления первичный вал снова включается, на этот раз мощность передается через 2 передачи и .Переход к 3-м передач включает в себя использование второго сдвига связи, переключающей вилки, и стопорное кольцо, это одна между 3-й и 4-й передач .

Поскольку промежуточный вал и выходной вал вращаются с разной скоростью, переходя с 1-й на 2-ю -ю передачу, попытка включить более высокую передачу при медленном движении транспортного средства будет похожа на попытку повернуть вал на двух разных скоростях , что невозможно. Синхронизатор кольцо похоже на крошечных сцеплений, используя трение, чтобы принести фиксирующее кольцо и шестерню к одной и той же скорости, после чего они легко сетки и мощности могут быть восстановлены.

Механическая коробка передач Базовое обслуживание

По сравнению с автоматической коробкой передач, механическая коробка передач проста в эксплуатации и техническом обслуживании, и, как известно, они способны преодолевать сотни тысяч миль. На самом деле, единственное, что нужно механической коробке передач, - это периодическая замена трансмиссионного масла - обычно каждые 30 000-60 000 миль, в зависимости от условий и привычек водителя. Если вы водите рабочий грузовик, гоночный автомобиль или просто агрессивный водитель, вам может потребоваться замена трансмиссионного масла в механической коробке передач каждые 15 000 миль.Поскольку механические коробки передач не нагреваются так сильно, трансмиссионное масло не разлагается, но оно собирает частицы с шестерен, подшипников и синхронизаторов. Поскольку в механических коробках передач нет фильтров, некоторые из этих частиц просто плавают, застревая в других местах и ​​вызывая износ.

Ответственное вождение - лучший способ продлить срок службы сцепления и механической коробки передач. Если вы не взлетаете с холма, не ездите на сцеплении. Когда вы ставите ногу на сцепление, она изнашивает пальцы выключения сцепления и выжимной подшипник.При замедлении полностью включите и выключите сцепление для переключения на пониженную передачу. Езда на сцеплении только нагревает его и изнашивает. Чтобы сцепление прослужило еще дольше, научитесь согласовывать обороты при переключении на пониженную передачу. Это требует практики, но небольшое увеличение оборотов двигателя при включении сцепления на более низкой передаче снижает толчки при переключении во всей трансмиссии, и все, от втулок до сцепления и трансмиссии, прослужит дольше.

Dobbs Tire & Auto Centre знает механическую трансмиссию

Пока существуют механические трансмиссии, а мы предполагаем, что в ближайшие десятилетия вам придется рассчитывать на таких профессионалов, как Dobbs Tire & Auto Centres, которые остаются в штате.Если вам нужно базовое обслуживание или у вас возникли проблемы, остановитесь или позвоните в один из наших сорока офисов в районе Сент-Луиса. Пусть наш опыт работает на вас.

Автоматическая коробка передач: какие детали?

Ленты

Лента - это стальная лента с фрикционным материалом, прикрепленным к внутренней поверхности. Один конец ленты прикреплен к корпусу коробки передач, а другой конец подключен к сервоприводу.

В нужный момент гидравлическое масло под давлением направляется в сервопривод, чтобы натянуть ленту вокруг барабана и остановить вращение барабана.

Вернуться к началу

Пакеты сцепления

Пакет сцепления состоит из чередующихся дисков, которые помещаются внутри барабана сцепления.

Половина дисков из стали и имеет шлицы, которые входят в канавки на внутренней стороне барабана. Другая половина имеет фрикционный материал, связанный с их поверхностью, и имеет шлицы на внутренней стороне, которые соответствуют канавкам на внешней поверхности прилегающей ступицы.

Внутри барабана находится поршень, который приводится в действие давлением масла в нужный момент, чтобы сжать пакет сцепления вместе, так что два компонента блокируются и вращаются как одно целое.

Вернуться к началу

Электронный блок управления

Электронный блок управления, также называемый ЭБУ или компьютером, вычисляет все параметры управления двигателем на основе всех данных сигналов, полученных от различных датчиков, используемых в автомобиле производитель.

Устройство реагирует на измеряемые переменные и все входные сигналы датчиков, производя расчет в зависимости от его заранее определенных параметров для управления и регулировки систем двигателя.

Наиболее распространенным ЭБУ в автомобиле является ЭБУ двигателя, но более поздние модели автомобилей могут также иметь ЭБУ управления трансмиссией, торможение с АБС, подушки безопасности, срабатывание ремня безопасности и контроль тяги.

Вернуться к началу

Датчик частоты вращения двигателя

Подключение к стороне низкого напряжения системы зажигания выдает импульсы, которые используются в качестве сигнала частоты вращения двигателя.

Вернуться к началу

Шестерни

Шестерни представляют собой круглые колеса с зубьями, обработанными по внешнему диаметру.Обычно они используются для передачи вращающего усилия с одного вала на другой. Обычно шестерня одного размера используется для поворота шестерни другого размера для изменения выходной скорости и крутящего момента (крутящего момента).

В автоматических коробках передач обычно используются шестерни двух типов: прямозубые и косозубые.

Зубья цилиндрической шестерни нарезаны параллельно центральной линии вала шестерни. Их иногда называют прямозубыми шестернями.

Цилиндрические шестерни несколько шумят и больше не используются в качестве шестерен главного привода в трансмиссии.Однако их можно использовать для включения задней передачи.

Зубья косозубой шестерни обработаны под углом к ​​оси вращения шестерни. Современные трансмиссии обычно используют косозубые шестерни в качестве шестерен главного привода. Цилиндрические шестерни более тихие и прочные, чем прямозубые.

Люфт шестерни - это небольшой зазор между зубьями зацепляющейся шестерни. Зазор позволяет смазочному маслу попадать в зону высокого трения между зубьями шестерни. Это снижает трение и износ. Люфт также позволяет шестерням нагреваться и расширяться во время работы без заедания или повреждения.

Передаточное число - это число оборотов ведущей шестерни, прежде чем ведомая шестерня сделает один полный оборот. Передаточное число рассчитывается путем деления количества зубьев ведомой шестерни на количество зубьев ведущей шестерни.

Например. Если ведущая шестерня имеет 12 зубьев, а ведомая шестерня - 24 зуба (24, разделенные на 12), передаточное число будет два к одному, то есть 2: 1.

В этом примере ведущая шестерня должна повернуться два раза, чтобы один раз повернуть другую шестерню.В результате скорость большей ведомой шестерни будет вдвое медленнее ведущей. Однако крутящий момент на валу большей шестерни будет вдвое больше, чем на первичном валу.

Передаточные числа коробки передач различаются в зависимости от производителя. Однако приблизительные передаточные числа в среднем составляют 3: 1 для первой передачи, 2: 1 для второй передачи, 1: 1 для третьей или высокой передачи и 3: 1 для задней передачи.

На первой или низкой передаче будет высокое передаточное число. Маленькая шестерня приводит в движение большую шестерню. Это снизит выходную скорость, но увеличит выходной крутящий момент.Автомобиль легко разгоняется даже при низких оборотах двигателя и малой мощности.

На высокой передаче трансмиссия часто имеет передаточное число 1: 1. Выходной вал трансмиссии будет вращаться с той же скоростью, что и коленчатый вал двигателя. Умножения (увеличения) крутящего момента не будет, но машина будет двигаться быстрее. Для движения автомобиля с постоянной скоростью по ровной поверхности требуется очень небольшой крутящий момент.

Вернуться к началу

Регулятор

Работа регулятора зависит от центробежной силы, создаваемой его скоростью вращения.В трансмиссиях с задним приводом регулятор установлен на выходном валу и вращается вместе с валом.

В автомобилях с передним приводом регулятор часто имеет собственный вал и обычно приводится в действие шестерней на выходном валу. В обоих случаях регулятор вращается только во время движения автомобиля, чтобы обеспечить давление регулятора, которое напрямую связано со скоростью движения.

На изображении изображен регулятор легковесного типа, который используется в одной трансмиссии. Он состоит из вала с шестерней, двух контрольных шариков, первичного грузика и пружины, а также вторичного грузика и пружины.

Грузы поворачиваются в верхней части вала и удерживаются пружинами наружу. Это за счет действия рычага удерживает контрольные шарики на своих местах. Когда транспортное средство движется, центробежная сила, действующая на грузики, создает дополнительную силу для удержания мячей на своих местах.

Давление регулятора определяется количеством жидкости, проходящей через шарики.

При низких скоростях движения центробежная сила на грузилах не будет очень большой, и давление жидкости будет поднимать шары с посадочных мест.Жидкость будет вытекать из контура регулятора, поэтому будет обеспечено низкое давление регулятора.

На более высоких скоростях центробежная сила будет намного больше, и шары будут сильнее прижиматься к своим седлам. Будет истощено меньше жидкости, и давление регулятора повысится. Таким образом, давление регулятора будет увеличиваться с увеличением скорости движения.

Только что описанный губернатор является двухступенчатым регулятором; первичный груз тяжелее вторичного груза, поэтому первичный груз более чувствителен на низких скоростях.

Вернуться к началу

Входной вал

Входной вал передает крутящий момент от гидротрансформатора на автоматическую коробку передач.

Входной вал автоматической коробки передач или вал турбины соединяет гидротрансформатор с ведущими элементами трансмиссии.

Каждый конец входного вала имеет шлицы с наружной резьбой. Эти шлицы входят в шлицы турбины гидротрансформатора и ведущего узла трансмиссии.Входной вал едет на втулках. Трансмиссионная жидкость смазывает вал и втулки.

Вернуться к началу

Изолирующий выключатель

Выключатель (или блокирующий) на трансмиссии приводится в действие рычагом переключения. Он предотвращает запуск двигателя в любом положении, кроме N или P.

При электронном управлении он также сообщает блоку управления положение селектора. Эта информация нужна блоку управления, чтобы знать, требуется ли переключение передач.

Вернуться к началу

Обгонная муфта

Обгонная муфта (также известная как "обжимная муфта") - это устройство, которое позволяет такому компоненту, как коронная шестерня, свободно вращаться в одном направлении, но не в другом. Этот эффект аналогичен эффекту велосипеда, когда педали будут вращать колесо при вращении педалей вперед, но будут вращаться свободно при вращении назад.

Обычное место, где используется односторонняя муфта, - это первая передача, когда переключатель находится в положении движения. Когда вы начинаете ускоряться с остановки, трансмиссия запускается на первой передаче. Но вы когда-нибудь замечали, что происходит, если вы отпускаете газ, пока он еще на первой передаче? Автомобиль продолжает двигаться накатом, как если бы вы были на нейтрали. Теперь переключитесь на низшую передачу вместо Drive. Когда вы в этом случае отпускаете газ, вы чувствуете, что двигатель замедляет вашу скорость, как в стандартной машине с переключением передач. Причина этого в том, что в Drive используется одностороннее сцепление, а в Low используется пакет сцепления или лента.

Вернуться к началу

Масляный насос

Масляный насос трансмиссии (не путать с насосным элементом внутри гидротрансформатора) отвечает за создание всего давления масла, которое требуется в трансмиссии.

Масляный насос установлен на передней части картера коробки передач и напрямую соединен с фланцем на корпусе гидротрансформатора. Поскольку корпус гидротрансформатора напрямую соединен с коленчатым валом двигателя, насос будет создавать давление всякий раз, когда двигатель работает, пока имеется достаточное количество трансмиссионной жидкости.

Масло поступает в насос через фильтр, расположенный в нижней части масляного поддона трансмиссии, и поднимается по всасывающей трубке прямо к масляному насосу. Затем масло под давлением направляется к регулятору давления, корпусу клапана и остальным компонентам по мере необходимости.

Вернуться наверх

Выходной вал

Выходной вал соединяет ведущие компоненты трансмиссии с ведущим валом.

Этот вал проходит по той же центральной линии, что и входной вал.Его передний конец почти касается первичного вала.

Вернуться к началу

Комплекты планетарных шестерен

Базовый комплект планетарных шестерен состоит из солнечной шестерни, кольцевой шестерни и двух или более планетарных шестерен, все из которых находятся в постоянном зацеплении. Планетарные шестерни соединены друг с другом через общее водило, которое позволяет шестерням вращаться на валах, называемых «шестерни», которые прикреплены к водилу.

Одним из примеров использования этой системы является соединение зубчатого венца с входным валом, идущим от двигателя, соединение водила планетарной передачи с выходным валом и блокировка солнечной шестерни, чтобы она не могла двигаться.В этом сценарии, когда мы поворачиваем коронную шестерню, планеты будут «ходить» по солнечной шестерне (которая удерживается в неподвижном состоянии), заставляя водило планетарной передачи вращать выходной вал в том же направлении, что и входной вал, но с меньшей скоростью, вызывая редуктор (аналогично автомобилю на первой передаче).

Если мы разблокируем солнечную шестерню и соединим любые два элемента вместе, это заставит все три элемента вращаться с одинаковой скоростью, так что выходной вал будет вращаться с той же скоростью, что и входной вал.Это как машина на третьей или высокой передаче. Другой способ, которым мы можем использовать планетарную шестерню, - это заблокировать водило планетарной передачи от движения, а затем подать мощность на коронную шестерню, которая заставит солнечную шестерню вращаться в противоположном направлении, давая нам задний ход.

Вернуться к началу

Генераторы импульсов

Генераторы импульсов, расположенные на трансмиссии, вырабатывают серию слабых электрических сигналов (импульсов), которые связаны со скоростью движения.

Они используются для синхронизации переключения на повышенную и пониженную передачу.

Существуют разные типы генераторов импульсов, но все они используются для генерации очень небольшого электрического импульса, который может транслироваться и использоваться ЭБУ.

На изображении показаны два генератора импульсов, которые расположены в разных местах на передаче. Генератор импульсов A активируется отверстиями во вращающемся тормозном барабане, а генератор импульсов B активируется зубьями шестерни. Каждый раз, когда отверстие или зуб проходит через полюс генератора импульсов, магнитное поле генератора импульсов нарушается, и это вызывает импульс низкого напряжения в катушке.Импульсы передаются по кабелю в ЭБУ.

Вернуться к началу

Уплотнения и прокладки

Автоматическая коробка передач имеет множество уплотнений и прокладок для управления потоком гидравлической жидкости и предотвращения ее утечки. Есть два основных внешних уплотнения: переднее уплотнение и заднее уплотнение. Переднее уплотнение закрывает место крепления гидротрансформатора к картеру трансмиссии. Это уплотнение позволяет жидкости свободно перемещаться из преобразователя в трансмиссию, но предотвращает утечку жидкости.Заднее уплотнение предотвращает утечку жидкости через выходной вал.

Уплотнение обычно изготавливается из резины (аналогично резине в щетке стеклоочистителя) и используется для предотвращения утечки масла через движущиеся части, такие как вращающийся вал. В некоторых случаях резинке помогает пружина, которая удерживает резину в тесном контакте с вращающимся валом.

Прокладка - это тип уплотнения, используемый для уплотнения двух неподвижных частей, скрепленных вместе. Некоторые распространенные материалы для прокладок: бумага, пробка, резина, силикон и мягкий металл.

Помимо основных уплотнений, существует также ряд других уплотнений и прокладок, которые различаются от коробки передач к коробке передач. Типичным примером является резиновое уплотнительное кольцо, уплотняющее вал рычага переключения передач. Это вал, который вы перемещаете, когда манипулируете переключателем передач. Другой пример, который является общим для большинства трансмиссий, - это прокладка масляного поддона. Фактически, уплотнения требуются везде, где устройству необходимо пройти через корпус коробки передач, и каждое из них является потенциальным источником утечек.

Вернуться к началу

Соленоиды

Соленоиды расположены на корпусе клапана. Это двухпозиционные клапаны, которые либо закрываются для удержания давления, либо открываются, чтобы пропустить поток и сбросить давление. Некоторые соленоиды, например те, которые управляют клапанами переключения передач, срабатывают или включают или выключают.

Другие соленоиды используются для регулирования давления и имеют рабочий цикл. Эти пульсации включаются и выключаются, поэтому они могут изменять давление. Количество используемых соленоидов и способ их применения различаются в зависимости от трансмиссии.

Вернуться к началу

Датчик температуры

Это устройство используется в двигателе и подает сигнал обратно в ЭБУ, чтобы указать температуру двигателя.

В устройстве есть внутренний резистор (известный как NTC). По мере увеличения температуры двигателя сопротивление блока уменьшается и постоянно посылает сигнал в ЭБУ.

Этот сигнал используется в качестве дополнительной корректирующей величины для подачи топливной форсунки и в некоторых случаях синхронизации (опережения).

Вернуться к началу

Дроссельная заслонка

Это регулирующий клапан, управляемый водителем с помощью педали акселератора. Между рычажным механизмом карбюратора и трансмиссией часто используется кабель, но также используется контроль вакуума. Дроссельная заслонка обеспечивает давление в дроссельной заслонке, которое увеличивается при открытии дроссельной заслонки.

Давление дроссельной заслонки направлено на клапаны переключения передач, но на противоположный конец давлению регулятора. Давление дроссельной заслонки противодействует давлению регулятора и пытается удерживать передачи в состоянии пониженной передачи.

Давление дроссельной заслонки, противодействуя давлению регулятора, вызывает переключение передач (как повышение, так и понижение) с разными скоростями. Например, при слабом открытии дроссельной заслонки, когда давление дроссельной заслонки низкое, переключение на более высокую передачу произойдет раньше; при более широком открытии дроссельной заслонки переключение на более высокую передачу будет отложено.

Давление дроссельной заслонки также направляется на первичный регулирующий клапан. это используется для увеличения линейного давления для более широких дроссельных заслонок. Более высокое давление в линии предотвращает проскальзывание ленты и муфты в условиях высокого крутящего момента.

Вернуться к началу

Датчик положения дроссельной заслонки

Этот блок обычно устанавливается на корпусе дроссельной заслонки и приводится в действие валом дроссельной заслонки.

Он контролирует состояние холостого хода и полной нагрузки и передает электронный сигнал на электронный блок управления (ЭБУ) в зависимости от того, в каком положении он находится.

Он имеет один набор контактов для положения холостого хода и дополнительный набор для полной нагрузки. Этот блок играет важную роль в управлении автоматической коробкой передач, использующей электронное управление.

Датчик является одним из основных входов трансмиссии для переключения передач.

Вернуться к началу

Гидротрансформатор

В автоматических коробках передач гидротрансформатор заменяет сцепление на автомобилях со стандартным переключением передач. Он нужен для того, чтобы двигатель продолжал работать, когда автомобиль останавливается.

Принцип действия гидротрансформатора аналогичен тому, как если бы вентилятор был подключен к стене, и выдувал воздух в другой вентилятор, который отключен от сети.Если вы возьмете лопасть отключенного вентилятора, вы сможете удержать его от вращения, но как только вы отпустите его, он начнет ускоряться, пока не приблизится к скорости включенного вентилятора. Отличие гидротрансформатора в том, что вместо воздуха в нем используется масло или трансмиссионная жидкость, если быть более точным.

Гидротрансформатор - это большое устройство в форме пончика (диаметром от 10 до 15 дюймов), которое устанавливается между двигателем и трансмиссией. Он состоит из трех внутренних элементов, которые работают вместе для передачи мощности на трансмиссию.

Три элемента гидротрансформатора - это насос, турбина и статор.

Насос установлен непосредственно на корпусе гидротрансформатора, который, в свою очередь, прикреплен болтами непосредственно к коленчатому валу двигателя и вращается с частотой вращения двигателя. Турбина находится внутри корпуса и соединена непосредственно с входным валом трансмиссии, обеспечивающей движение транспортного средства. Статор установлен на односторонней муфте, так что он может свободно вращаться в одном направлении, но не в другом. В каждом из трех элементов установлены ребра, которые точно направляют поток масла через преобразователь.

При работающем двигателе трансмиссионная жидкость втягивается в насосную секцию и выталкивается наружу под действием центробежной силы, пока не достигнет секции турбины, которая начинает ее вращать. Жидкость продолжает круговое движение назад к центру турбины, где она входит в статор.

Если турбина движется значительно медленнее, чем насос, жидкость будет контактировать с передней частью ребер статора, которые толкают статор в одностороннюю муфту и предотвращают его вращение.Когда статор остановлен, жидкость направляется ребрами статора для повторного входа в насос под «вспомогательным» углом, обеспечивая увеличение крутящего момента.

По мере того, как скорость турбины догоняет скорость насоса, жидкость начинает сталкиваться с лопатками статора на задней стороне, заставляя статор поворачиваться в том же направлении, что и насос и турбина. По мере увеличения скорости все три элемента начинают вращаться примерно с одинаковой скоростью.

Вернуться к началу

Корпус гидротрансформатора

Корпус гидротрансформатора прикреплен болтами к задней части двигателя и закрывает преобразователь крутящего момента.Он может быть изготовлен из алюминия, магния или чугуна. Болты крепления АКПП к задней части корпуса гидротрансформатора.

Вернуться к началу

Трансмиссионная жидкость

Трансмиссионная жидкость служит для различных целей, включая: управление переключением передач, общую смазку и охлаждение трансмиссии. В отличие от двигателя, в котором масло используется в основном для смазки, каждый аспект функций трансмиссии зависит от постоянной подачи жидкости под давлением.Даже несколько минут работы при отсутствии давления могут быть вредными или даже фатальными для коробки передач.

Чтобы поддерживать нормальную рабочую температуру коробки передач, часть жидкости направляется по одной из двух стальных трубок в масляный радиатор автоматической коробки передач, который погружен в антифриз в радиаторе. Жидкость, проходящая через этот охладитель, охлаждается, а затем возвращается в трансмиссию через другую стальную трубку.

Типичная коробка передач имеет в среднем десять литров жидкости между коробкой передач, преобразователем крутящего момента и охлаждающим баком.Фактически, большинство компонентов трансмиссии, включая узлы сцепления и ленты, постоянно погружены в жидкость. Поверхности трения этих деталей предназначены для правильной работы только в том случае, если они погружены в масло.

Вернуться к началу

Вакуумный модулятор

Вакуумный модулятор контролирует вакуум в двигателе с помощью резинового вакуумного шланга, который подсоединен к двигателю.

Вакуум двигателя очень точно реагирует на нагрузку двигателя с высоким вакуумом, который создается, когда двигатель находится под небольшой нагрузкой, и снижается до нуля, когда двигатель находится под большой нагрузкой.

Модулятор прикреплен к внешней стороне картера коробки передач и имеет вал, который проходит через картер и прикрепляется к дроссельной заслонке в корпусе клапана.

Когда двигатель работает с небольшой нагрузкой или без нагрузки, высокий вакуум воздействует на модулятор, который перемещает дроссельную заслонку в одном направлении, позволяя трансмиссии переключаться раньше и мягко. По мере увеличения нагрузки на двигатель разрежение уменьшается, что приводит к перемещению клапана в другом направлении, заставляя трансмиссию переключаться позже и более жестко.

Вернуться к началу

Корпус клапана

Корпус клапана является центром управления автоматической коробки передач.

Он содержит лабиринт каналов и проходов, по которым гидравлическая жидкость направляется к многочисленным клапанам, которые затем активируют соответствующий пакет сцепления или сервопривод ленты для плавного переключения на соответствующую передачу для каждой дорожной ситуации.

Каждый из множества клапанов в корпусе клапана имеет определенное назначение и назван в честь этой функции.Например, клапан переключения передач 2-3 активирует переключение с повышающей передачи со 2-й передачи на 3-ю или клапан синхронизации переключения 3-2, который определяет, когда должно произойти переключение на пониженную передачу.

Самый важный клапан, которым вы можете управлять напрямую, - это ручной клапан. Ручной клапан напрямую соединен с рукояткой переключения передач и закрывает и открывает различные каналы в зависимости от того, в каком положении находится переключатель передач.

Когда вы, например, переводите переключение передач в режим Drive, ручной клапан направляет жидкость на сцепление пакет (ы), активирующий 1-ю передачу.он также настраивается для отслеживания скорости автомобиля и положения дроссельной заслонки, чтобы определить оптимальное время и силу для 1-2 переключений.

В трансмиссиях с компьютерным управлением у вас также будут электрические соленоиды, которые установлены в корпусе клапана для направления жидкости в соответствующие пакеты или ленты сцепления под управлением компьютера для более точного управления точками переключения передач.

Вернуться к началу

Датчик скорости автомобиля

Некоторые трансмиссии имеют датчик скорости автомобиля на задней стороне спидометра, а не на коробке передач.

Датчик состоит из геркона и вращающегося постоянного магнита. Вращение магнита приводит в действие красный переключатель, который генерирует импульсы, связанные со скоростью движения.

Как работает трансмиссия моего автомобиля?

12 ноября 2013 г.

В любой машине есть много частей, на самом деле тысячи, но некоторые системы, которые контролируют, что делает ваша машина и как она это делает, могут быть более важными, чем другие.Трансмиссия - одна из самых важных, поскольку без нее мощность двигателя никогда не достигла бы колес, и от вашего автомобиля не было бы много пользы.

В большинстве автомобилей на сегодняшний день используются трансмиссии двух основных типов: автоматическая и ручная. Мы рассмотрим более подробно, как они работают чуть позже, но важно отметить, что в последние годы набирают силу несколько других типов передачи. Трансмиссия с двойным сцеплением работает по принципам, аналогичным механической трансмиссии, но с компьютерным управлением, сокращая разрыв между механической и автоматической коробкой передач.Бесступенчатая трансмиссия (CVT) полностью избавляется от отдельных передач, увеличивая передаточное отношение мощности в соответствии с набором правил. А электромобили часто вообще не имеют трансмиссии, строго говоря, имея только одно фиксированное передаточное число для передачи мощности на колеса.

Но прежде чем мы углубимся в то, как работают механическая и автоматическая трансмиссии, мы должны определить некоторые ключевые термины:

шестерня: в этом контексте шестерня - это набор зубчатых колес, которые работают вместе, чтобы определить или изменить соотношение. между скоростью двигателя транспортного средства и скоростью его колес; это также термин, используемый для описания каждой передачи, которую может выбрать водитель, которая фактически представляет собой передаточное число выбранных передач на входном и выходном валах.

передаточное число : соотношение между скоростями вращения входного и выходного вала набора шестерен

сцепление : механизм для подключения и отключения двигателя автомобиля от его системы трансмиссии

трансмиссия : механизм для передачи мощности от двигателя транспортного средства (или мотора) на его колеса

рычаг переключения передач : рычаг управления, который водитель использует для управления текущей передачей (или диапазоном передач) трансмиссии транспортного средства

Образец H : расположение шестерен, обычно обозначаемое на рукоятке рычага переключения передач, при этом шестерни расположены в ряд параллельных рядов, напоминающих букву «H» с дополнительными ножками.

Теперь о том, как две наиболее работают обычные типы трансмиссий.

Автоматическая коробка передач, несомненно, является самой популярной на дорогах и самой популярной в продаже новых автомобилей. Но механическая коробка передач проще по конструкции и функциям, поэтому мы начнем с нее в описательном процессе. Большая часть функций механической трансмиссии может быть перенесена или сопоставлена ​​с изучением автоматических трансмиссий.

В своей основной форме механическая коробка передач состоит из набора шестерен, расположенных на паре валов, входных и выходных валах.Шестерни одного вала входят в зацепление с шестернями другого вала. Результирующее передаточное число между шестерней, выбранной на входном валу, и шестерней, включенной на выходном валу, определяет общее передаточное отношение для этой «шестерни».

Водитель выбирает передачи в механической коробке передач, перемещая рычаг переключения передач, который включает рычаг, который управляет перемещением шестерен вдоль входного вала. При перемещении рычага вперед или назад выбирается одна из двух передач, доступных на данной навеске; автомобили с четырьмя передачами или скоростями используют два рычага; автомобили с пятью или шестью скоростями используют три рычага.Водитель переключается между рычагами, перемещая рычаг переключения передач влево и вправо.

Чтобы включить передачу в механической коробке передач, водитель нажимает на педаль сцепления, отсоединяя двигатель от первичного вала трансмиссии. Это освобождает шестерни на первичном валу для движения, поскольку, когда двигатель передает крутящий момент через первичный вал, шестерни на нем включаются. После того, как сцепление отключило питание от двигателя к коробке передач, пользователь выбирает соответствующую передачу (т.е.е. первый, третий, задний ход) и отпускает сцепление, повторно передавая мощность двигателя на первичный вал и приводя автомобиль в движение с выбранным передаточным числом.

В автоматической коробке передач тот же самый важный процесс происходит внутри самой коробки передач, но все это происходит за кулисами. Одно из основных различий между автоматической коробкой передач и механической коробкой передач заключается в том, что автоматика не использует сцепления (как правило, во всяком случае). Вместо этого в автоматической коробке передач используется преобразователь крутящего момента, который разъединяет двигатель и зубчатую передачу.

Гидротрансформатор работает на принципах гидродинамики, которые слишком технические, чтобы обсуждать их подробно без математики и науки, лежащих в основе этого, но основная предпосылка проста: когда двигатель вращается медленно, очень небольшой крутящий момент передается через жидкость и турбина внутри гидротрансформатора; когда двигатель быстро вращается, почти весь крутящий момент двигателя передается на трансмиссию. Преобразователь крутящего момента является причиной того, что автомобили с автоматической коробкой передач «ползут» вперед на холостом ходу и в режиме «привода», поскольку на входной вал трансмиссии передается небольшая часть крутящего момента двигателя.

Когда гидротрансформатор управляет подключением входа трансмиссии от двигателя, шестерни внутри трансмиссии могут свободно выполнять свою работу без прямого вмешательства водителя. Но как автоматическая коробка передач определяет, какая передача необходима, а затем выбирает эту передачу? Предпосылка такая же, как и с механической коробкой передач, но способ достижения этой цели совсем другой.

Вместо шестерен, расположенных вдоль двух параллельных валов, как в механической коробке передач, в автоматической коробке передач используется один концентрический вал с наборами шестерен внутри и вокруг друг друга в «планетарном» расположении, включая «солнечную» шестерню, a » Водило планетарной передачи, или водило, вмещающее несколько планетарных шестерен и кольцевую шестерню.

Эта планетарная передача функционирует, изменяя соотношение скоростей входной и выходной шестерен через зацепление одной из шестерен с другой, предлагая диапазон доступных передаточных чисел в зависимости от того, какая из них включена. Но вместо того, чтобы управлять рычагом переключения передач, сложная система гидравлики управляет тем, какие планетарные передачи задействованы в данный момент. Эта гидравлическая система управления, в свою очередь, управляется электронным блоком управления, запрограммированным в соответствии с двигателем и автомобилем, в котором установлена ​​автоматическая трансмиссия.

Все эти зубчатые передачи связаны со входом двигателя с помощью ряда внутренних муфт, которые также управляются компьютером и гидравлической системой, для определения передаточного числа, которое будет выводиться через выходной вал на ведущий вал на колеса.

Далее: Что такое проверка на смог? » Планетарные передачи

: принципы работы

Планетарные передачи лежат в основе современной инженерии и используются в коробках передач, которые приводят в действие все, от базового оборудования завода до современных электромобилей.Простая конфигурация центрального привода и вращающихся шестерен была разработана тысячи лет назад для моделирования движения планет. Сегодня инженеры используют планетарные передачи в приложениях, требующих высокой плотности крутящего момента, эффективности работы и долговечности. В этой статье мы исследуем принципы работы, как работают планетарные передачи и где их можно найти.

Что такое планетарный редуктор?

Простой планетарный ряд состоит из трех основных компонентов:

1.Солнечная шестерня, которая находится в центре (центральная шестерня).
2. Несколько планетарных шестерен.
3. Зубчатый венец (внешняя шестерня).

Эти три компонента составляют ступень планетарного редуктора. Для более высоких коэффициентов мы можем предложить двойные или тройные ступени.

Планетарные редукторы

могут приводиться в действие электродвигателями, гидравлическими двигателями, бензиновыми или дизельными двигателями внутреннего сгорания.

Нагрузка от солнечной шестерни распределяется на несколько планетарных шестерен, которые могут использоваться для привода внешнего кольца, вала или шпинделя.Центральная солнечная шестерня принимает на себя высокоскоростной вход с низким крутящим моментом. Он приводит в движение несколько вращающихся внешних шестерен, что увеличивает крутящий момент.

Простая конструкция - это высокоэффективный и действенный способ передачи мощности от двигателя к выходу. Приблизительно 97% потребляемой энергии выдается на выходе.

Принципы работы

В Lancereal мы предлагаем три различных типа планетарных редукторов: привод колеса, выход вала и выход шпинделя.Вот что они собой представляют и как работают.

Колесный привод

В планетарной коробке передач с полным приводом солнечная шестерня приводит в движение окружающие планетарные шестерни, которые прикреплены к водилу. Когда солнечная шестерня приводится в движение, планетарные шестерни вращают внешнюю коронную шестерню. Колеса могут быть установлены над корпусом коробки передач. Установив колесо непосредственно на коробку передач, можно минимизировать размер сборки. Планетарные передачи колесного привода могут обеспечивать крутящий момент до 332 000 Нм.

Выход вала

В редукторах с приводом от вала солнечная шестерня приводит в движение окружающие планетарные шестерни, которые размещены во вращающемся водиле. Зубчатый венец удерживается неподвижно, а вращающееся водило передает привод на вал.

Корпус редуктора прикреплен непосредственно к машине, выходом является вращающийся вал. Наш ассортимент выходных шестерен на валу может обеспечивать крутящий момент до 113 000 Нм.

Выход шпинделя

Выходные планетарные редукторы шпинделя работают так же, как выходные валы; однако выход поставляется в виде фланца.Наши планетарные шестерни привода шпинделя могут обеспечивать крутящий момент до 113000 Нм.

Для чего используются планетарные передачи?

Планетарные редукторы можно использовать для различных целей. Компания Lancereal предлагает планетарные редукторы для использования в промышленных и мобильных приложениях.

Наши планетарные редукторы используются в:

  • Колесные приводы
  • Приводы гусеницы
  • Конвейеры
  • Поворотные приводы
  • Приводы подъемные
  • Смешивание
  • Приводы лебедки
  • Насосы
  • Форсунки для гибких труб
  • Шнек и бурильные приводы
  • Приводы фрезерной головки

Планетарные зубчатые передачи могут использоваться поэтапно, предлагая различные варианты передаточного числа, которые могут быть адаптированы к вашим требованиям.

Какие у меня есть варианты?

Наши планетарные редукторы доступны в вариантах с 1 и 2 скоростями. Мы можем предоставить одноступенчатые, двухступенчатые или трехступенчатые агрегаты для любого применения. Мы также можем включить гидравлическое, динамическое и электромагнитное торможение в наш ассортимент планетарных коробок передач.

Как узнать, какая планетарная коробка передач мне нужна?

Выбор планетарного редуктора, его размера и передаточного числа должен определяться результатом.Это тщательный баланс между размером, эффективностью, производительностью и стоимостью. В Lancereal у нас консультативный подход к дизайну. Каждый проект мы начинаем с глубокого понимания области применения, скорости, крутящего момента и функций машины.

Мы используем наш опыт и знания, чтобы найти и поставить подходящий планетарный редуктор, который будет экономичным и надежным. Каждый редуктор, который мы поставляем, будет безотказно работать в течение многих лет. Именно это сочетание инженерного мастерства и постоянных инноваций позволяет компании Lancereal оставаться в авангарде технологий редукторов.


Связаться

Мы являемся ведущим специалистом в области передачи энергии. Пожалуйста, обращайтесь к нам по поводу любых требований к планетарным редукторам. У нас есть внутренние возможности для адаптации к любым вашим требованиям.

T: +44 (0) 1484 606040

E: [email protected]

Дух Монодзукури | Глобальный веб-сайт Aisin Seiki

«Автоматические трансмиссии - выбор водителей.Механические коробки передач существуют только в некоторых спортивных автомобилях ».
- Понимание рынка, распространенное в Японии и США, больше нигде не работает.
Где? В Европе.
В то время как автоматические трансмиссии преобладают на автомобильных рынках Японии и США (более 90%), только 20% автомобилей, производимых в Европе, идут с ними.
Большинство автомобилей в европейских странах оснащено механическими коробками передач.
Почему? Потому что механические трансмиссии позволяют водителям выбирать передачи, когда они думают, что это лучше всего, «делая вождение приятным ощущением.«Дополнительные преимущества включают маневренность, экономичность и низкий расход топлива.

Ввиду того, что японские и американские производители автомобилей все меньше переходят на автомобили MT, продажи деталей для механических трансмиссий от Aisin сокращаются.
Тем не менее, в Европе оставался огромный рынок МТ.
«Aisin может быть новичком в Европе, но если мы сможем создать механические коробки передач, которые изменят существующие концепции, мы сможем доминировать на рынке».
Это то, что побудило команду придумать автоматическое руководство a.k.a. автоматизированная механическая коробка передач , третий тип трансмиссии, обеспечивающий низкий расход топлива автомобилей MT и удобство для водителя автомобилей AT.
Имея в виду новые продукты, мы, возможно, сможем открыть рынок механических коробок передач в Европе и добиться резкого роста продаж наших сцеплений и аксессуаров ...

Что такое автоматическая ручная коробка передач (AMT)?

Новая трансмиссия, которая добавляет механизмы для автоматизации ручного управления сцеплением и переключения передач к традиционной механической трансмиссии.

Сразу после запуска нового проекта AMT перед командой встал трудный выбор между двумя платформами управления: гидравлическое управление
или управление двигателем.
Технологии в гидравлической автоматической системе сцепления (ACS), разработанные ранее, могут быть подходящими, но сделают новую трансмиссию громоздкой и дорогостоящей.
Система управления двигателем уменьшила бы габариты трансмиссии и снизила бы стоимость, но опыта в разработке не было.

В то время команда услышала неожиданное объявление из Европы -
В 1998 году DaimlerChrysler выпустила новую модель под своим брендом Smart с первой в мире автоматизированной механической коробкой передач с управлением электродвигателем.
Эта новость сбила их с толку.
Участники немедленно проанализировали информацию и обнаружили, что она касается компактной автоматизированной механической коробки передач, оснащенной самыми современными технологиями.
Это воодушевило участников проекта.
«Мы работаем над автоматической механической коробкой передач с механическим приводом, более компактной и экономичной.Наша задача будет для нас чем-то совершенно новым. Но как только он достигнет отзывчивости системы гидравлической трансмиссии, он превзойдет DaimlerChrysler… ».

В январе 1999 года была начата усовершенствованная разработка, направленная на создание третьего варианта автомобильной трансмиссии, получившего название «Автоматическая ручная трансмиссия», который объединит топливную экономичность МТ и удобство AT.

«Самая большая проблема - как уменьшить размер.
Вопрос был достаточно разумным.
Диски сцепления изнашиваются и приводят к изменениям нагрузки, так как они используются годами.
Другими словами, для работы сцепления требуется все большее усилие.
В обычной механической коробке передач водитель включает / выключает сцепление в соответствии с реакцией педали сцепления, как показано на рисунке ниже.
AMT с электродвигателем не допускает ручного «управления», которое водители выполняют естественным образом. Двигатель должен обеспечивать включение / выключение сцепления, когда диск сцепления наиболее изношен.
Если двигатель работает плохо, сила будет уменьшаться по мере увеличения износа, что может привести к тому, что сцепление не будет включаться / отключаться.
Однако двигатель с мощностью, рассчитанной на изношенный диск, может быть громоздким и расходовать энергию.

Как команда могла бы лучше всего решить эту проблему?
Они придумали «контроллер нагрузки», который обеспечил бы стабильную работу сцепления с небольшим двигателем.
Устройство, расположенное внутри крышки сцепления, предназначено для поддержания вариантов нагрузки в определенном безопасном диапазоне.
Следовательно, большой двигатель не потребуется.
«Хорошо. Теперь мы должны придумать способ поддерживать постоянную нагрузку… »
« Вот еще кое-что. Как мы могли узнать степень износа диска? »

Эти недавно возникшие проблемы заставляли членов проектной группы заниматься поиском способов разработки крышки для контроля нагрузки (LCC).

Как работает сцепление

Муфта освобождает двигатель от колес при переключении передач.

Для воспроизведения видео необходим браузер, поддерживающий теги видео.

Команда исследовала способы поддерживать варианты нагрузки в постоянном диапазоне.
Встречи проводились одна за другой, чтобы найти лучший ответ.
Однако разгадка пришла не сразу.
Сотни записок сложены на столах ....

Все были немного разочарованы. Но затем, в середине одной из этих встреч, кто-то снова и снова щелкал выдвижной ручкой, когда внезапно раздался голос: «Это может быть то, что нам нужно.
Никто другой не понял, о чем он говорил, но он продолжил:
«Храповик, я имею в виду, щелкающий механизм ручки - это решение, которое мы так долго искали».
Его идея заключалась в применении храпового механизма, подобного тому, который используется в выдвижных ручках, на контроллере нагрузки.

Выдвижная ручка имеет быструю убирающуюся кнопку для перемещения точки внутрь и наружу. В простом храповом механизме используется комбинация пружины и повторяющейся блокировки, фиксации и освобождения угловых зубцов, чтобы толкать наконечник шариковой ручки на место вне корпуса.
Щелчок по кнопке выдвигает наконечник, и зуб фиксирует его.
Еще один щелчок освобождает зуб, и пружина втягивает наконечник обратно в кожух.
«Мы можем применить силу щелчка, фиксации зубцами и скользящего движения пружины».
Как показано на рисунке ниже , использование механизма зацепления реечной передачи приводит в движение ведущую шестерню в соответствии с износом диска сцепления, так что варианты нагрузки поддерживаются в постоянном диапазоне.

Уже в их воображении прототип был в пределах досягаемости.

Как работает контроллер нагрузки

Зубья шестерни зацепления на рейке скользят в зависимости от износа диска сцепления, обеспечивая неизменную величину нагрузки (↓).