Как устроена коробка-автомат с гидротрансформатором — ДРАЙВ
Не падайте в обморок, ничего сложного здесь нет. Сейчас всё растолкуем. Но сначала давайте определимся с терминологией. Дело в том, что многие по ошибке автоматической коробкой передач называют два агрегата, соединённых воедино: собственно саму коробку и гидротрансформатор.
Гидротрансформатор состоит из двух лопастных машин — центробежного насоса и центростремительной турбины. Между ними расположен направляющий аппарат — реактор. Насосное колесо жёстко связано с коленчатым валом двигателя, турбинное — с валом коробки передач. Реактор же, в зависимости от режима работы, может свободно вращаться, а может быть заблокирован при помощи обгонной муфты.
Полезная энергия в гидротрансформаторной трансмиссии расходуется на перелопачивание (и нагрев) масла гидротрансформатором. Также немало энергии «жрёт» насос, который создаёт рабочее давление в управляющих магистралях. Отсюда более низкий КПД. Именно по этой причине механические роботизированные коробки и вариаторы более предпочтительны.Передача крутящего момента от двигателя к коробке передач осуществляется потоками рабочей жидкости (масла), которая отбрасывается лопатками насосного колеса на лопасти колеса турбинного. Между насосным колесом и турбиной обеспечены минимальные зазоры, а их лопастям придана специальная геометрия, которая формирует непрерывный круг циркуляции рабочей жидкости. Так что получается, что жёсткая связь между двигателем и трансмиссией отсутствует. Это обеспечивает работу двигателя и остановку автомобиля с включённой передачей, а также способствует плавности передачи тягового усилия.
Схема устройства гидротрансформатора
Масло в гидротрансформаторе двигается по такой вот замысловатой траектории. Чтобы увеличить скорость и повысить крутящий момент на турбинном колесе, реактор блокируется. Правда, при этом КПД передачи несколько снижается.
Надо сказать, что по описанной выше схеме работает гидромуфта, которая просто передаёт крутящий момент, не трансформируя его величину. Чтобы изменять момент, в конструкцию гидротрансформатора введён реактор. Это такое же колесо с лопатками, но оно, имея связь с картером (корпусом) коробки передач, не вращается (заметим, до определённого момента). Лопатки реактора расположены на пути, по которому масло возвращается из турбины в насос, и они имеют особый профиль. Когда реактор неподвижен (гидротрансформаторный режим), он увеличивает скорость потока рабочей жидкости, циркулирующей между колёсами. Чем выше скорость движения масла, тем выше его кинетическая энергия, тем она большее оказывает воздействие на турбинное колесо. Благодаря этому эффекту момент, развиваемый на валу турбинного колеса, удаётся значительно поднять.
Гидротрансформатор ZF и многодисковое сцепление Sachs, блокирующее насосное и турбинное колёса.
Представьте себе стандартную ситуацию — передача в коробке уже включена, а мы стоим на месте и жмём себе на педаль тормоза! Что происходит в этом случае? Турбинное колесо находится в неподвижном состоянии, а момент на нём в полтора-два раза выше (в зависимости от конструкции) того, что развивает двигатель на этих оборотах. Кстати, момент на выходном валу гидротрансформатора будет тем больше, чем будут выше обороты двигателя. Стоит отпустить педаль тормоза, и автомобиль тронется. Разгон будет продолжаться до тех пор, пока момент на колёсах не сравняется с моментом сопротивления движению машины.
Алюминиевый селектор управления автоматической трансмиссией BMW X5.Когда турбинное колесо приближается по оборотам к скорости вращения насосного колеса, реакторное колесо освобождается и начинает вращаться вместе с двумя «напарниками». В этом случае говорят, что гидротрансформатор перешёл в режим гидромуфты. Так снижаются потери, и увеличивается КПД гидротрансформатора.
А поскольку в некоторых случаях надобность в преобразовании крутящего момента и скорости отпадает, в определённые моменты гидротрансформатор и вовсе может быть заблокирован при помощи фрикционного сцепления. Этот режим помогает довести КПД передачи практически до единицы, проскальзывание между лопаточными колёсами в этом случае исключено по определению.
Но представьте себе такую ситуацию. Вы едете по прямой с постоянной скоростью и вдруг начинаете подниматься в горку. Скорость автомобиля начнёт падать, а нагрузка на ведущие колёса увеличится. На это изменение тут же отреагирует гидротрансформатор. Как только станет уменьшаться частота вращения турбины, реакторное колесо начнёт автоматически затормаживаться, в результате скорость циркуляции рабочей жидкости возрастёт, что автоматически приведёт к увеличению крутящего момента, который будет передаваться на вал от турбинного колеса (читай на колёса). В некоторых случаях увеличившегося момента хватит для того, чтобы преодолеть подъём без перехода на низшую передачу.
Поскольку гидротрансформатор не может преобразовывать скорость вращения и передаваемый крутящий момент в широких пределах, к нему присоединяют многоступенчатую коробку передач, которая, вдобавок ко всему, способна обеспечить и реверсивное вращение (иными словами — задний ход). Те коробки, которые работают в паре с гидротрансформаторами, обычно включают в себя ряд планетарных передач и имеют много общего с привычными нам «ручными» коробками.
Когда передача работает в режиме повышения частоты, двигатель вращает водило. Выходной вал передачи при этом соединён с солнечной шестернёй, в это время кольцевая шестерня зафиксирована.Если кольцевую шестерню отпустить и в это время при помощи фрикциона её зафиксировать относительно водила, передача получится прямой.Передача получается понижающей в том случае, когда движок приводит в действие солнечную шестерню, и при этом водило зафиксировано. Мощность при этом снимается с кольцевой шестерни.
В механической коробке шестерни находятся в постоянном зацеплении, при этом ведомые — свободно вращаются на вторичном валу. Включая какую-либо передачу, мы механически блокируем соответствующую шестерню на ведомом валу. Работа автоматической коробки передач построена на таком же принципе. Но планетарные передачи (или редукторы) имеют некоторые интересные особенности. Они включают в себя несколько элементов: водило, сателлиты, солнечную и кольцевую шестерни.
Планетарная передача
Приводя во вращение одни элементы и фиксируя другие, такие редукторы позволяют менять передаточные отношения, то есть скорость вращения и передаваемое через планетарную передачу усилие. Приводятся планетарные передачи от выходного вала гидротрансформатора, а их соответствующие элементы фиксируются при помощи фрикционных лент или фрикционных пакетов (в механической коробке эту роль играют синхронизаторы и блокирующие муфты).
Планетарные передачи. Водило (1), сателлиты (2), шлицы солнечной шестерни (3).
Включается передача следующим образом. На фрикцион давит гидравлический толкатель, который в свою очередь приводится в действие давлением рабочей жидкости, той самой, что используется в гидротрансформаторе. Давление это создаётся специальным насосом, а распределяется оно между соответствующими фрикционами передач под неусыпным контролем электроники при помощи специальной системы электромагнитных клапанов — соленоидов в соответствии с алгоритмом работы коробки.
Пакеты фрикционов состоят из нескольких колец — неподвижных и подвижных. Они свободно вращаются друг относительно друга до тех пор, пока не возникнет необходимость включить передачу. Гидравлический толкатель зажмёт фрикционы тогда, когда в соответствующей магистрали будет создано рабочее давление. Подвижные элементы фрикциона, жёстко связанные, например, с водилом планетарной передачи, будут застопорены, водило остановится, передача включится.
Существенное отличие АКПП от обычных механических коробок заключается в том, что передачи в них переключаются практически без разрыва потока мощности. Одна выключилась, другая почти в тот же момент включилась. Сильные рывки при переключениях практически исключены, поскольку их гасит уже упомянутый выше гидротрансформатор. Хотя, надо отметить, современные коробки со спортивной настройкой не могут похвастать плавной работой. Толчки при их работе обусловлены более быстрой сменой передач: такой расклад позволяет отыграть некоторое количество времени при разгоне, но приводит к ускоренному износу фрикционов. На трансмиссии и ходовой части в целом это тоже сказывается не лучшим образом.
Автоматическая трансмиссия Audi Q7
В автоматических трансмиссиях первого поколения системы управления были целиком гидравлическими. В дальнейшем гидравлику оставили только в качестве исполнительной части системы управления, задавать же алгоритм работы стала электроника. Благодаря ей возможно реализовывать различные алгоритмы работы коробки — режим резкого ускорения, спортивный, экономичный, зимний…
Одна из последних разработок компании ZF — восьмиступенчатая гидромеханическая коробка передач. Как сообщают сами создатели, коробка позволяет экономить до 6% топлива по сравнению с аналогичными шестиступенчатым «автоматом» и 14% по сравнению с пятиступенчатым. Всё логично, большое количество передач позволяет увеличить время, при котором двигатель работает в наиболее «эффективном» режиме и удельный расход топлива минимален. Теряется время на лишние переключения? Совсем немного.
В спортивном режиме, например, тяга двигателя используется на все сто процентов. Включение каждой последующей передачи происходит при частотах коленчатого вала, близких к частотам, на которых развивается максимальный крутящий момент. При дальнейшем ускорении частота вращения коленчатого вала доводится до максимальных значений, при которых двигатель развивает максимальную мощность. И так далее. Автомобиль в этом случае развивает значительно большие ускорения по сравнению с теми, что осуществляются при работе «экономичной» или «нормальной» программ.
Управляющие клапаны гидравлического блока управления.
На большинстве современных автомобилей с автоматической трансмиссией те или иные алгоритмы управления активизируются в зависимости от манеры вождения. Электроника адаптирует работу тандема двигатель-трансмиссия самостоятельно. Компьютер, анализируя информацию от многочисленных датчиков, принимает решение о переключении передач в те или иные моменты, в зависимости от требуемого характера переключений. Если манера движения размеренная и плавная, контроллер делает соответствующие поправки, при которых двигатель не выводится на мощностные режимы работы, что положительно сказывается на расходе топлива. Как только водитель «занервничал» и начал чаще и резче нажимать на педаль газа, искусственный интеллект тут же понимает, что ускорения и разгоны нужно производить резвее, и силовой агрегат сразу же начнёт работать по «спортивной» программе. Если же водитель станет педалировать плавно, «умная» электроника переведёт коробку и двигатель в штатный режим работы.
Шестиступенчатая трансмиссия полноприводной Audi A8
Всё большее количество автомобилей оснащается коробками, в которых наряду с автоматическим предусмотрен и полуавтоматический режим управления. Здесь команды на переключение передач даёт водитель, а сами переключения обеспечивает система управления. Но это совсем не означает, что электроника позволит вам сильно разгуляться. Часто скорость перехода с одной передачи на другую в этом режиме увеличивают, но многие производители, заботясь о ресурсе силового агрегата, время переключений оставляют таким же, как в автоматическом режиме. Машиностроители называют эти системы по-разному — Autostick, Steptronic, Tiptronic.
Американцы любят устанавливать селектор автоматической трансмиссии на рулевую колонку. Европейцы и японцы ставят их на центральный тоннель.
Кстати, с недавних пор некоторые АКПП можно тюнинговать. А возможно это стало благодаря перепрограммированию блоков управления двигателем и коробки. В угоду скорости разгона в программе управления АКПП меняют моменты перехода с передачи на передачу и существенно сокращают время переключений.
На новом Mitsubishi Lancer управлять коробкой в ручном режиме можно и при помощи селектора, и посредством удобных магниевых подрулевых переключателей.
Электроника из года в год становится всё умнее. Компьютеры научили анализировать степень износа фрикционов и генерировать соответствующее давление, необходимое для включения каждой муфты. Регистрируя давление, можно прогнозировать степень износа фрикционных дисков, а следовательно, и коробки в целом. Блок управления постоянно контролирует исправность системы, записывая в свою память коды неисправностей тех элементов, в которых происходили сбои в процессе работы.
Четырёхступенчатая коробка и гидротрансформатор Hydra-Matic 2002 4T65-E (M76) концерна GM в составе силового агрегата устанавливаются на автомобиле поперечно.
В некоторых форс-мажорных случаях блок управления начинает работать по обходной программе. Обычно в аварийном режиме в коробке передач запрещаются все переключения, и включается какая-либо одна передача, как правило, — вторая или третья. Эксплуатировать, в этом случае автомобиль не рекомендуется (да и не получится), но доехать своим ходом до мастерской программа поможет.
Все типы коробок способны доставлять радость владельцам автомобилей своей службой при пробеге в 200 тысяч километров с лишним. Но есть одно «но» — безотказная работа возможна при правильной эксплуатации и регулярном квалифицированном ТО.
Режимы автоматической трансмиссии
«P» — parking. В этом режиме все передачи выключены, выходной вал КПП и «ветка» трансмиссии, связанная с ведущими колёсами, заторможены блокирующим механизмом коробки. При работающем двигателе ограничитель частоты вращения коленчатого вала срабатывает гораздо раньше, чем при разгоне. Такая «защита от дурака» не позволяет «перекручивать» мотор и без толку перелопачивать трансмиссионную жидкость.
«R» — reverse, по-русски — задний ход.
«N» — нейтраль. В этом режиме двигатель и ведущие колёса не связаны. Автомобиль может двигаться накатом, его можно также буксировать без вывешивания ведущей оси.
Режим «D» или «Drive» разрешает движение. В этом режиме смена передач осуществляется автоматически.
«S», «Sport», «PWR», «Power» или «Shift» — спортивный режим. Самый динамичный и самый расточительный. При разгонах двигатель «загоняется» в режим максимальной мощности. Скорость перехода с одной передачи на другую (в зависимости от конструкции и программы) может быть увеличена. Двигатель в этом случае всегда находится в тонусе, как правило, работая на оборотах, которые не ниже тех, на которых развивается максимальный крутящий момент. Забудьте об экономичности.
«Kick-down» — режим, в котором осуществляется переход на пониженную передачу для осуществления интенсивного ускорения, например, при обгоне. Резкий подхват происходит за счёт того что двигатель выводится в режим максимальной отдачи, и за счёт большего передаточного отношения понижающей передачи. Чтобы трансмиссия перешла в этот режим, по педали газа нужно хорошенько топнуть. В трансмиссиях более старшего поколения для срабатывания «кикдауна» нужно было обязательно нажать педаль газа, что называется, «в пол» до характерного щелчка.
При работе в режиме «Overdrive» или «O/D» повышающая передача будет включаться чаще, переводя двигатель на пониженные обороты. «Овердрайв» обеспечивает экономичное передвижение, но его активация может привести к существенной потере в динамике.
«Norm» реализует наиболее сбалансированный режим движения. Переключения на повышающие передачи, как правило, происходят по достижении средних оборотов и на оборотах несколько выше средних.
Если поставить селектор напротив «1» (L, Low), «2» или «3», ваша коробка не будет переходить выше выбранной передачи. Режимы востребованы в тяжёлых дорожных условиях, например, при движении по горным дорогам, при буксировке прицепа или другого автомобиля. В этом случае двигатель может работать в области средних и высоких нагрузок без перехода на повышающую передачу.
«W», «Winter», «Snow» — так называемый «зимний» режим работы АКПП. В целях предотвращения пробуксовки ведущих колёс трогание с места осуществляется со второй передачи. Дабы не спровоцировать лишние проскальзывания, переход с одной передачи на другую в этом случае тоже может осуществляться более мягко и при более низких оборотах. Разгон при этом может быть не слишком динамичным.
Наличие значков «+» и «-» определяет совсем не полюсность, а возможность ручного переключения передач. Разные производители «перемешивать» передачи позволяют по-разному: селектором управления АКПП, кнопками на руле или подрулевыми переключателями… В этом режиме электроника не позволит перейти на те передачи, которые, по её мнению, неуместны в данный момент. При работе со знаками «сложения» и «вычитания» скорость смены ступеней не будет выше той, что определена программой в режиме «Sport». Достоинство ручного режима — возможность действовать на опережение.
Автоматическая коробка передач (АКПП) — устройство и принцип работы. Гидротрансформатор, планетарный редуктор
Как ни странно, но в настоящее время АКПП (автоматическая коробка переключения передач) набирает популярность у автолюбителей и будущих автовладельцев. (Ваш покорный слуга относится к противникам данного вида коробок). Но об этом ниже.
Итак, АКПП…
Основное назначение АКПП — такое же, как и у механики – прием, преобразование, передача и изменения направления крутящего момента. Различаются автоматы по количеству передач, по способу переключения, по типу сцепления и по типу применяемых актуаторов.
Работу АКПП лучше рассмотреть на конкретном примере, а именно на классической трехступенчатой коробке передач с гидравлическими актуаторами (приводами) и гидротрансформатором. Надо отметить, что существуют и преселективные АКПП.
В устройство АКПП входит:
- Гидротрансформатор – механизм, обеспечивающий преобразование, передачу крутящего момента, используя рабочую жидкость. Рабочая жидкость для АКПП обычно, готовое трансмиссионное масло для автоматических коробок передач. Но многие автолюбители используют жидкость для гидравлических приводов большегрузной техники (веретенку), хотя это и неправильно. Веретенка не предназначена для работы в условиях высокой скорости движения шестерен.
- Планетарный редуктор – узел, состоящий из «солнечной шестерни», сателлитов, и планетарного водила и коронной шестерни. Планетарка является главным узлом автоматической коробки.
- Система гидравлического управления – комплекс механизмов, предназначенных для управления планетарным редуктором.
Для того чтобы более полно объяснить принцип работы АКПП начнем с гидротрансформатора.
Гидротрансформатор
Гидротрансформатор служит одновременно сцеплением и гидромуфтой для передачи крутящего момента к планетарному механизму.
Представьте себе две крыльчатки с лопастями, расположенными друг напротив друга на минимальном расстоянии и заключенных в одном корпусе. В нашем случае одна крыльчатка называется насосное колесо, которое соединено жестко с маховиком, вторая крыльчатка называется турбинным колесом и соединено посредством вала с планетарным механизмом. Между лопастными крыльчатками находится рабочая жидкость.
Принцип работы гидротрансформатора
Во время работы двигателя, при вращении маховика вращается и насосное колесо, его лопасти подхватывают рабочую жидкость и направляют ее на лопасти турбинного колеса, под действием центробежной силы. Соответственно лопасти турбинного колеса приходят в движение, но рабочая жидкость после выполнения работы отлетает от поверхности лопастей и направляется обратно на насосное колесо, тем самым тормозя его. Но не тут то было! Для изменения направления отлетающей рабочей жидкости между колесами располагается реактор, у которого так же имеются лопасти и расположены они под определенным углом. Получается следующее — жидкость от турбинного колеса возвращаясь через лопасти реактора ударяет вдогонку лопасти насосного колеса, тем самым увеличивая крутящий момент ДВС, потому что сейчас действуют две силы – двигателя и жидкости. Надо отметить, что при начале движения насосного колеса, реактор стоит неподвижно. Так продолжается до тех пор, пока обороты насосного не сравняются с оборотами турбинного колеса и стоящий неподвижно реактор только будет мешать своими лопастям – притормаживать обратное движение рабочей жидкости. Для исключения этого процесса в реакторе находится муфта свободного хода, которая позволяет реактору крутиться со скоростью крыльчаток, этот момент называется точкой сцепления.
Получается, что при достижении номинальных оборотов двигателя, сила от двигателя передается на планетарный механизм через… жидкость. Другими словами гидротрансформатор АКПП превращается в гидромуфту. Значит, крутящий момент уже передался дальше – на планетарный механизм?
Нет! Для того чтобы передать силу от двигателя, необходимо чтобы сработала муфта привода от ведущего вала. Но все по порядку…
Планетарный редуктор
Планетарный редуктор состоит из:
- планетарных элементов
- муфт сцепления и тормозов
- ленточных тормозов
Планетарный элемент представляет собой узел из солнечной шестерни, вокруг которой расположены сателлиты, которые в свою очередь крепятся на планетарное водило. Вокруг сателлитов находится коронная шестерня. Вращаясь, планетарный элемент передает крутящий момент на ведомую шестерню.
Муфта сцепления представляет собой набор дисков и пластин, чередующихся друг с другом. Чем-то муфта АКПП представляет собой сцепление мотоцикла. Пластины муфты вращаются одновременно с ведущим валом, а вот диски соединены с элементом планетарного ряда. Для трехступенчатой коробки планетарных рядов два – первой-второй передачи и второй-третьей. Привод в действие муфты обеспечивается сжатием между собой дисков и пластин, этот работу выполняет поршень. Но поршень не может сам двигаться, в действие он приводится гидравлическим давлением.
Ленточный тормоз выполнен в виде обхватывающей пластины одного из элементов планетарного ряда и приводится в действие гидравлическим актуатором.
Для понятия работы всей коробки разберем работу одного планетарного ряда. Представим себе, что затормозилась солнечная шестерня (в центре), значит, в работе остаются коронная и сателлиты на планетарном водило. В этом случае скорость вращения водило будет меньше, чем скорость коронной шестерни. Если позволить солнечной шестерне вращаться с сателлитами, а затормозить водило, то коронная шестерня изменит направление вращения (задний ход). Если скорости вращения коронной шестерни, водило и солнечной шестерни, будут одинаковые, планетарный ряд будет вращаться как единое целое, то есть, не преобразовывая крутящий момент (прямая передача). После всех преобразований крутящий момент передается на ведомую шестерню и далее на хвостовик коробки. Надо отметить что мы рассматриваем принцип работы автоматической коробки передач у которой ступени расположены на одной оси, такая коробка предназначена для авто с задним приводом и передним расположением двигателя. Для переднеприводных авто, размеры коробки должны быть уменьшены, поэтому как и МКПП вводятся несколько ведомых валов.
Таким образом, затормаживая и отпуская один или несколько элементов вращения можно добиться изменения скорости вращения и изменения направления. Всем этим процессом управляет гидравлическая система управления.
Гидравлическая система управления
Гидравлическая система управления состоит из масляного насоса, центробежного регулятора, системы клапанов, исполняющих устройств и масляных каналов. Весь процесс управления зависит от скорости вращения двигателя и нагрузки на колеса. При движении с места масляный насос создает такое давление, при котором обеспечивается алгоритм фиксации элементов планетарного ряда так, что бы крутящий момент на выходе был минимальным, это и есть первая передача (как говорилось выше – затормаживается солнечная шестерня в двух ступенях). Далее при росте оборотов, давление увеличивается и в работу входит вторая ступень на уменьшенных оборотах, первая ступень работает в режиме прямой передачи. Увеличиваем еще обороты двигателя – коробка передач начинает работать вся в режиме прямой передачи.
Как только нагрузка на колеса увеличится, то центробежный регулятор начнет понижать давление от масляного насоса и весь процесс переключения повторится с точностью до наоборот.
При включении пониженных передач на рычаге переключения, выбирается такая комбинация клапанов масляного насоса, при которой включение повышенных передач невозможно.
Достоинства и недостатки АКПП
Главным достоинством автоматической коробки передач, конечно, служит комфорт при вождении — дамы просто в восторге! И, бесспорно, с автоматом двигатель не работает в режиме повышенных нагрузок.
Недостатки (и они очевидны) – низкий КПД, полное отсутствие «драйва» при трогании с места, большая цена, а главное – авто с автоматом нельзя завести с «толкача»!
Подводя итоги, скажем, что выбор коробки это дело вкуса и… стиля вождения!
РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:
|
Как работает АКПП | Устройство автоматической коробки передач
Отчасти это так, но зная конструктивные особенности АКПП и принцип ее работы, Вы изначально продливаете жизнь своей коробке передач. В этой статье мы хотели бы рассказать Вам об основных механизмах и принципах работы автоматической коробки передач.
Что такое АКПП?
Автоматическая коробка переключения передач — это важный конструктивный элемент трансмиссии транспортного средства, служащая для изменения крутящего момента, направления, а также скорости движения т.с. и для длительного разъединения двигателя от трансмиссии. Различают бесступенчатые (Вариатор), ступенчатые (Гидроавтомат) и комбинированные коробки передач (Роботизированные коробки типа «DSG»).
Не секрет, что трансмиссия оказывает основное влияние на динамику автомобиля. Производители постоянно испытывают и внедряют новейшие технологии в наши автомобили. Тем не менее большинство автомобилистов предпочитают эксплуатировать автомобили с механической коробкой передач, так как считают, что головной боли последняя приносит гораздо меньше. Отчасти это так, но зная конструктивные особенности АКПП и принцип ее работы, Вы изначально продливаете жизнь своей коробке передач. В этой статье мы хотели бы рассказать Вам об основных механизмах и принципах работы автоматической коробки передач.
Что лучше МКПП или АКПП
-
Как правило, наш отечественный автолюбитель к автоматическим коробкам передач относится с определенными предубеждениями. Видимо причиной тому наше хроническое нежелание перекладывать на чужие плечи свою проблему и попытка самостоятельного ее устранения. К примеру, американцы, а ведь именно они придумали АКПП, этим не страдают. В Америке весьма не популярны механические коробки переключения передач и только 5% американских автолюбителей из ста пользуются механикой. Популярность АКПП и в Европе растет из года в год огромными темпами. Конечно же поклонники автомата есть и среди наших соотечественников, вот только правильно эксплуатировать их получается далеко не у всех. По утверждению автомехаников, именно несвоевременное тех. обслуживание и неправильная эксплуатация, зачастую служит первопричиной всех неисправностей автоматической коробки передач.
Как работает АКПП?
Для того, чтобы понять принцип работы автоматической коробки передач — мы условно распределим ее на три части: гидравлическая, электронная и механическая. Как можно догадаться, механическая часть отвечает непосредственно за переключение передач. Гидравлическая передает крутящий момент и создает воздействие на механическую. Электронная — это мозг, который отвечает за переключение режимов (селектор) и обратную связь с системами автомобиля.
Как известно сердцем машины является двигатель, в случае с коробкой передач это так же уместно. Трансмиссия должна преобразовывать мощность и крутящий момент двигателя таким образом, чтобы обеспечить для движения транспортного средства необходимые условия. Большую часть этой тяжелой работы выполняет гидротрансформатор (он же «бублик») и планетарные передачи.
Гидротрансформатор в зависимости от частоты вращения колес и нагрузки изменяет крутящий момент автоматически и выполняет функции сцепления (как в механической коробке). В свою очередь гидротрансформатор состоит из пары лопастных машин — центростремительной турбины и центробежного насоса, а также между ними расположен направляющий аппарат-реактор.
Турбина с насосом максимально сближены, а их колеса имеют форму, которая обеспечивает непрерывный круг циркуляции рабочих жидкостей. Именно благодаря этому у гидротрансформатора минимальны габаритные размеры и минимальны потери энергии при перетекании жидкостей от насоса к турбине. Коленвал двигателя связан с насосным колесом, а вал коробки передач с турбиной. В виду этого в гидротрансформаторе нет жесткой связи между ведомыми и ведущими элементами, потоки рабочих жидкостей осуществляют передачу энергии от двигателя к трансмиссии, которая с лопаток насоса отбрасывается на лопасти турбины.
Как работает АКПП видео:
Гидромуфта и гидротрансформатор
Собственно говоря, гидромуфта работает по такой же схеме, не трансформируя его величину она передает крутящий момент. Реактор введен в конструкцию гидротрансформатора для того чтобы изменять момент. В принципе это такое же колесо с лопатками только жестко посаженное на корпус и до определенного времени не вращающееся. На пути по которому возвращается масло из турбины в насос расположен реактор. Особый профиль имеют лопатки реактора, сужаются постепенно межлопаточные каналы. Благодаря этому скорость рабочих жидкостей текущих по каналам направляющего аппарата, понемногу увеличивается, а выбрасываемая в сторону вращения насосного колеса из реактора жидкость подгоняет и подталкивает его.
Из чего состоит АКПП?
1. Гидротрансформатор — сходен со сцеплением в мех.коробке, но управления непосредственно водителем не требует.
2. Планетарный ряд — сходен с блоком шестерен в мех.коробке и изменяет придаточное отношение в автомате при переключении передач.
3. Тормозная лента, задний фрикцион, передний фрикцион — они служат для непосредственного переключения передач.
4. Устройство управления — это целый узел состоящий из шестеренчатого насоса, клапанной коробки и маслосборника. Клапанная плита (гидроблок) — это система каналов с клапанами (соленоидами) и плунжерами, выполняющими функции контроля и управления, также преобразует нагрузку двигателя, степень нажатия на акселератор и скорость движения в гидравлические сигналы. На основании таких сигналов, за счет последовательного включения и выхода из рабочего состояния фрикционных блоков, автоматически меняются передаточные числа.
Гидротрансформатор Планетарный ряд
Тормозная лента Пакеты фрикционов
Гидротрансформатор (torque converter ) — предназначен для того чтобы передавать крутящий момент от двигателя к компонентам АКПП. Установлен он в кожухе расположенном между коробкой и двигателем выполняя функции сцепления. Наполненный рабочей жидкостью в процессе работы он несет высокие нагрузки вращаясь с довольно большой скоростью. Он, поглощая и сглаживая вибрации двигателя и передавая крутящий момент, приводит в действие насос для масла, который находится в коробке передач.
Масляный насос в свою очередь трансмиссионной жидкостью наполняет гидротрансформатор создавая тем самым нужное давление в системе контроля и управления. Поэтому мнение о том, что машину с автоматом можно принудительно завести без стартера разогнав ее до большой скорости, является ошибочным. Энергию шестеренчатый насос получает только от двигателя, при неработающем двигателе давление в системе контроля и управления отсутствует вне зависимости от того в каком положении находится ручка рычага переключения скоростей. Поэтому вращение карданного вала принудительно не заставит коробку заработать, а двигатель — завестись.
Планетарный ряд — в отличие от «механики», где сцепляющиеся между собой шестеренки и параллельные валы, в «автоматах» в основном используются передачи планетарные.
Составные части фрикциона — давлением масла в движение приводится поршень (piston). Поршень двигаясь под давлением масла, посредством конического диска ( dished plate) прижимает очень плотно ведомые к ведущим дискам пакета, от чего они вращаются единым целым и осуществляют передачу крутящего момента от барабана к втулке. Несколько планетарных механизмов, обеспечивающие необходимые передаточные отношения, расположены в корпусе коробки передач.
Передачу же крутящего момента от двигателя через механизмы планетарные непосредственно к колесам осуществляется при помощи фрикционных дисков, дифференциала и прочих сервисных устройств. Посредством трансмиссионной жидкости через систему контроля и управления происходит управление всеми перечисленными устройствами.
Тормозная лента — устройство посредством которого осуществляется блокировка элементов планетарного ряда.
Гидроблок — сложнейший механизм в автоматической коробке. Как мы уже писали выше, это мозги трансмиссии. Наиболее дорогстоящая по ремонту деталь.
Устройство АКПП Видео
Виды АКПП | Сравнение с механикой | Достоинства и недостатки
Постоянное повышение качества эксплуатации современного транспортного средства неизбежно привело к заметному конструкционному усложнению. Благоприятным образом на двигателе, скоростных качествах и ходовой части отразилось оборудование автомобиля коробкой-автоматом, что к тому же позволило частично облегчить нагрузку водителя в движении. Благодаря простоте в эксплуатации и надежности, использование данного изобретения обрело широкое применение.
В наше с вами время АКПП широко применяются как в легковых и полноприводных авто, так и на грузовиках. Водителю на автомобиле с механической коробкой переключения передач для того чтобы двигаться с нужной скоростью нужно довольно часто «дергать» рычаг переключения передач также он должен самостоятельно следить за скоростью и нагрузкой.Использование коробки-автомата отменяет эти необходимости.
На лицо явные преимущества автомата перед механикой, такие как:
- Комфортность управления автомобилем повышается ;
- Плавно производятся автоматические переключения скоростей ;
- Ходовая часть и двигатель защищает от перегрузок;
- Возможно как автоматическое, так и ручное переключение передач.
Применяемые на сегодня АКПП условно делятся на два типа. Различаются эти типы в основном системами контроля и управления за использованием трансмиссии.
- У первого типа АКПП управление и контроль выполняется определенным гидравлическим устройством.
- Эту же функцию в АКПП второго типа выполняет электронное устройство. Роботизированные коробки.
Приведем вполне конкретные примеры:
Предположим, машина, двигается по равнинному отрезку дороги, участок с крутым подъемом. Какое-то время мы не трогаем педаль акселератора и наблюдаем за реакцией гидротрансформатора при изменении условий движения. При увеличении нагрузки на ведущие колеса автомобиль теряет скорость. Как следствие частота вращения турбины падает. Это влияет на противодействие движению рабочих жидкостей внутри гидротрансформатора. От чего возрастает скорость циркуляции, это автоматически увеличивает крутящий момент на валу турбинного колеса до возникновения равновесия между ним и моментом сопротивления движению.
Точно так автомат работает при трогании с места. Только теперь самое время задействовать акселератор — после этого обороты коленвала увеличиваются и насосного колеса тоже, а машина и турбина были неподвижны, однако проскальзывание внутри гидротрансформатора не препятствовало холостой работе двигателя. В таком случае в максимальное количество раз трансформируется крутящий момент. Но по достижению необходимой скорости преобразование крутящего момента становится не нужным. При помощи автоматически действующей блокировки гидротрансформатор превращается в звено, которое жестко связывает ведомый и ведущий валы. При такой блокировке внутренние потери исключаются, значение передачи КПД увеличивается, при этом режиме движения расход топлива уменьшается и повышается эффективность торможения двигателем при замедлении.
Реактор освобождается и вращается с турбинным и насосным колесами для снижения всех тех же потерь.
С какой же целью КПП присоединяют к гидротрансформатору, когда тот самостоятельно в зависимости от нагрузок на ведущие колеса может величину крутящего момента изменять?
Гидротрансформатор способен изменять крутящий момент с коэффициентом 2-3.5 не более. А для эффективной работы трансмиссии таких диапазонов изменения придаточных чисел явно недостаточно. Также иногда встает необходимость включать заднюю передачу или нейтральную. Коробки-автомат имея зубчатые зацепления все же многим отличаются от механических коробок, к примеру, передачи они переключают без разрывов потока мощности при помощи многодисковых фрикционных муфт приводимых гидравликой и ленточных тормозов. В зависимости от скорости машины и интенсивности нажатия на педаль акселератора автоматически выбирается нужная передача, она то и интенсивность разгона и определяет.
Определяет нужную передачу электронный и гидровлический блоки управления автоматической коробкой передач. Водитель же помимо нажатия на педаль газа может выбрать режимы спортивный или зимний (у таких режимов акпп индивидуальный алгоритм переключения передач), а также может выбрать режим который помогает передвигаться по участкам пути со сложным рельефом (в этом режиме автомат не сможет переключится выше определенной передачи).
В состав АКПП кроме планетарного механизма и гидротрансформатора также входит насос снабжающий гидроблок с гидротрансформатором рабочей жидкостью и смазывая коробку, а охлаждает рабочую жидкость, которая имеет свойство перегреваться, входящий в состав коробки-автомата радиатор охладления акпп.
Отличия в устройстве АКПП заднеприводных и переднеприводных автомобилей
Есть также несколько различий в устройстве и компоновке автоматических трансмиссий заднеприводных и переднеприводных автомобилей. У переднеприводных автомобилей АКПП более компактна и внутри корпуса имеет отделение главной передачи т. е. дифференциал. В остальном функции и принципы действия всех АКПП одинаковы. Для обеспечения движения и выполнения всех функций АКПП оснащена такими узлами, как: гидротрансформатор, узел управления и контроля, коробка передач и механизм выбора режима движения.
Заднеприводный автомобиль Переднеприводный автомобиль
схема и ремонт акпп 09g, гидроблока акпп aisin 09g
Модификация АКПП 09G от компании Aisin произведена в 2003 году в Японии. Тогда, впервые, такие автомобили, как Фольцваген, Ауди, стали оснащаться шестиступенчатой коробкой передач. Это базовая модификация. Отдельные виды автоматов, которым дала жизнь эта коробка, называются 09К и 09М. При создании последних модификаций были учтены промахи и недоработки Aisin 09G. Коробка имеет еще такое название TF60SN.
АКПП 09G
Используется автомат в автомобилях, чьи двигатели имеют объем от 1,4 до 2,0 литров. В то время, как усовершенствованные модели, на базе этого автомата, ставятся на на транспортные средства с двигателем объема 3,5 литра.
У АКПП 09G от компании Aisin имеется много других названий. Так как именно от этой модели стали отталкиваться другие производители коробок передач при создании своих собственных. Например, по классификации BMW Мини-Купер название Aisin 09 G переименовали в BMW GA6F21WA.
Крутящий момент у этой модели равен 280 Нм.
На какие автомобили устанавливалась
Следующая таблица показывает какие автомобили были оснащены автоматической коробкой передач Aisin 09G.
Модель | Марка транспортного средства |
Passat, Tiguan, Multivan, Golf V, Getta, Passat b6 | Volkswagen |
Octavia, Fabia, Rapid | Skoda |
Leon, Toledo | Seat |
A3, TT, A4 | Audi |
Camry | Toyota |
Советы по эксплуатации
Коробка передач 09G очень чувствительна. Она не предназначена для постоянных разгонов, рывков с места. В основном из-за неправильной эксплуатации страдает гидроблок.
Правильное вождение с АКПП 09 G
Опытные автовладельцы советуют покупать автомобили с этой моделью тем водителям, кто ездит спокойно. Плавные переключения кулисы на разные положения АКПП 09 G и езда без резких торможений обеспечат ей почти вечную жизнь.
Буксировка автомобиля с АКПП 09G
Буксировка транспортного средства с коробкой TF60 SN или 09G не рекомендуется. Если ее не избежать, то рекомендуется выставить положения рычага переключения скоростей на «Нейтральное».
При буксировке следует соблюдать скорость движения не выше 30 километров в час. А тащить ее на буксире не рекомендуется больше 30 минут.
Режимы переключения кулиса коробки
Позиции рычага переключения передач в АКПП 09G:
- «P» – парковка;
- «R» – движение назад;
- «N» – нейтральная передача;
- «D» – движение вперед;
- «S» – спортивный режим. Прежде чем перевести кулису в режим «Спорт» необходимо отжать кнопку с буквой «S» на АКПП. Без включения этой клавиши кулиса не перейдет в это положение;
- «+», «-» – при переключении рычага на в эти положения задействуется «Tiptronic». Это ручное переключение скоростей. Осуществляется с помощью кулисы селектора и переключателя на рулевом колесе.
Особенности техобслуживания АКПП 09G
При попадании АКПП TF 61 SN на СТО проверяется уровень трансмиссионной жидкости. Механики проверяют электросхему, хотя последняя редко выходит из строя, гидроблок, фрикционы. Во время капитального ремонта заменяется теплообменник на внешний радиатор. Так как первый забивается настолько плотно, что промывка не помогает.
На моделях GTY Фольцвагена Джетта меняется масляный фильтр под номером 134010С. Это редкая модификация фильтрующего устройства на российском рынке. Для модификаций KGJ используется масляный фильтр 134010А. Это фильтрующее устройство также трудно найти на рынке.
На остальных моделях оригинальные фильтры почти не используются, а механики заменяют их качественными китайскими модификациями.
Внимание! Для авто с большим пробегом устанавливается дополнительный внешний фильтр тонкой очистки для АКПП 09G. Он позволяет жидкости долго не терять своих смазывающих свойств и уменьшает скорость износа механических деталей.
Проверка уровня и состояния масла в АКПП 09G
Автомат 09 G очень чувствителен к масляному голоданию. Необходимо проверять количество и качество масла каждые двадцать тысяч километров пробега.
А после пятидесяти тысяч рекомендуется полная замена смазывающего средства и масляного фильтра. Вместе с полной заменой трансмиссионной жидкости нужно почистить поддон от элементов износа, которые накапливаются во время эксплуатации АКПП 09G.
Внимание! После 90 000 тысяч километров пробега масло АКПП 09G теряет свои охлаждающие свойства.
Замена трансмиссионной жидкости в АКПП 09G
Замена ATF производится как обычно. Рекомендуется заменять масло каждые 60 000 километров, если используется система охлаждения с дополнительным радиатором. Если же последний не установлен, то 40 000 км – это предел, когда необходимо будет заменить масло.
Если не найти оригинальной трансмиссионной жидкости от айсиновской коробки 09G, то можно использовать следующие аналоги:
- Mobil ATF 3309;
- Ravenol T IV Fluid.
Потребуется около 6 литров для полной замены смазывающего средства.
Внимание! Выбор масла должен осуществляться в соответствии с номерным допуском: G05 502 5A2, который обычно указывается на упаковке.
Признаки поломки АКПП 09G
Если вовремя не заменить смазывающее средство или не побывать на СТО для проведения ежегодного технического обслуживания, то после пробега в 100 тысяч километров, автовладелец может услышать стуки и толчки в автоматической коробке 09G при переходе с 2 скорости на третью и с 4 на пятую.
Появившиеся признаки поломки говорят, о неравномерной работе клапанов в гидроблоке АКПП 09G. А не замененное масло приводит к уменьшению давления. В итоге возможны проскальзывания между шестернями планетарной передачи. Водитель чувствует эти проскальзывания, как толчки или рывки авто. Чаще всего это происходит при уже разогретой АКПП.
Конструкция коробки 09 G
Конструкция модели 09 G состоит из следующих элементов:
- гидротрансформатор;
- планетарная передача;
- гидроплита.
Гидротрансформатор
Главной проблемой в АКПП 09G на автомобилях, которые выпущены в начале нулевых является гидротрансформатор. Именно с проскальзывания фрикционных дисков в нем начинаются остальные проблемы коробки.
Быстрый износ фрикционов в гидротрансформаторе происходит из-за того, что давление, нужное для блокировки, подается соленоидом-электрорегулятором вместо электроклапана. Таким образом производители увеличили КД коробки 09G, но в разы уменьшили жизнедеятельность фрикционных дисков.
Соленоид-регулятор – это электромеханический кран, который открывает или закрывает канал в гидроблоке, тем самым управляет движением трансмиссионной жидкости.
Планетарная передача
Износ по планетарным рядам происходит из-за частого сухого проворачивания втулок. Особенно страдает задний ряд планетарки. Так как нет возможности заменить отдельный блок в планетарном ряду, то приходится менять сразу всю планету.
Фрикционы и стальные диски
А свободно путешествующие между рядами предметы износа механических частей АКПП 09G к нарушению работы фрикционов и стальных дисков, быстрому стачиванию зубцов.
Изнашиваются фрикционные и стальные диски от постоянного нажима педали газа в пол. Втулки солнечной шестерни постоянно перегружаются, фрикционы под номерами К1, К2, К3, К4 начинают гореть.
При постоянной эксплуатации с вышеописанной проблемой, резких стартах и торможениях автовладелец может потерять гидроблок.
Гидроблок 09G
Если остальные проблемы редко проявляются при эксплуатации АКПП 09G, то болезни гидроплиты обнаруживаются рано и чаще других.
Мастера проверяют электрические схемы и соленоиды на исправность. Заменяются соленоиды Ростра на Тайваньские неоригинальные, но точно скопированные, и адаптируются. Адаптация проводится строго по инструкции прилагающейся в комплекте.
В более тяжелом случае мастера меняют гидроплиту. А также гидроблок чистят от гари и металлической пыли, осаживающихся на стенки.
Ремонт гидроблока АКПП
Ремонт гидроблока начинается со слива, пришедшего в негодность смазывающего средства. И производится своими руками по следующей схеме:
- Машина устанавливается на яму или эстокаду.
- Выкрутить пробку для слива масла.
- Подставить мерную емкость и туда слить жидкость.
- Затем снять поддон и почистить его от гари и металлической стружки на магнитах. Заменить старую прокладку на новую, предварительно удалив старый герметик на кромке поддона.
- Снять старый фильтр и выкинуть. Масляные фильтра не подлежат очистке.
- Снять гидроблок и осмотреть на предмет износа.
- Если гидроблок целый и необходимо заменить только соленоиды, то рекомендуется приобрести ремкомплект и провести замену. Если же гидроблок не подлежит ремонту, то купить новый аппарат.
- Извлечь клапаны и поставить новые запчасти. Если же нет новых, то отремонтировать эти и установить обратно.
Внимание! Прежде чем устанавливать клапаны в гидроблок необходимо поставить их на специальный стенд и отрегулировать работу. Желательно калибровку делать на СТО. Понадобятся специальные справочники и таблицы по настройке.
- Установить гидроблок обратно. Поставить новый фильтр.
- Завинтить поддон и залить свежее масло для АКПП.
- Выгнать старую трансмиссионную жидкость и долить равное количество новой.
- Проехать на автомобиле километров десять и проверить уровень.
Таким образом производится ремонт гидроблока в АКПП 09 G. Если понадобится заменить барабан, то следует одновременно менять и поршни. Так как они со временем становятся твердыми и пропускают давление.
Часто автовладелец, получив авто после ремонта на СТО, видит в отчетах, что была установлен второй радиатор, хотя есть теплообменник. Это необходимая мера, если он желает, чтобы АКПП 09G как можно больше оставалась в строю. Так как своего охлаждения нет у этой коробки, а получает она его от потока воздуха через радиатор кондиционера и ДВС.
Советы опытных автовладельцев и механиков
Потому, что гидроблок и система охлаждения являются слабым местом в АКПП Айсин 09 G, первым советом от опытных автовладельцев будет:
- частое техническое обслуживание и слежение за охлаждением 09G;
- промывка и чистка радиаторов ДВС раз в год;
- регулярная замена жидкости;
- при выборе квалифицированных сотрудников того или иного СТО необходимо обратить внимание на то, как они описывают процесс своей работы. Грамотные исполнители в деталях распишут автовладельцу то, что будут делать. Они смогут донести смысл своих действий человеку, который никогда не сталкивался с этим;
- не надо доверять производителям коробки, когда они говорят, что она не нуждается в замене масла.
Только правильный и своевременный уход может сохранить АКПП 09G в действии на долгие годы.
Если у Вас остались вопросы или вам необходима помощь звоните по телефону 8 (495) 150 63 97 проконсультируем бесплатно и поможем решить вашу проблему с данной трансмиссией
Устройство АКПП — ZFMaster
Не секрет, что наши автолюбители относятся к автомобилям с автоматическими коробками передач с предубеждением. Неужели мы так любим делать все сами, а не перекладывать свою работу на чужие плечи? Вот об американцах, которые, собственно, и придумали коробки-автоматы, этого не скажешь. Где – где, но за океаном утруждать себя ручным переключением передач не принято. Там подобное “удовольствие” позволяют себе не более 5% автовладельцев. В Европе также из года в год увеличивается число автомобилей с автоматическими трансмиссиями. Прибивает такие машины и к нашему “берегу”, но правильно обращаться с ними умеют далеко не все автомобилисты. Как утверждают автомеханики, сталкивающиеся с неисправностями АКПП, большинство проблем бывает вызвано нарушением правил эксплуатации и несвоевременным техническим обслуживанием. Впрочем, перед тем как вплотную заняться этими вопросами, нам придется совершить небольшой…
Экскурс в конструкцию
Классический “автомат” включает в себя несколько агрегатов, главными из которых являются гидротрансформатор и механическая планетарная коробка передач.
Гидротрансформатор выполняет не только функции сцепления, но и автоматически изменяет крутящий момент в зависимости от нагрузки и частоты вращения колес автомобиля. Гидротрансформатор состоит из двух лопастных машин — центробежного насоса, центростремительной турбины и расположенного между ними направляющего аппарата-реактора. Насос и турбина предельно сближены, а их колесам придана форма, обеспечивающая непрерывный круг циркуляции рабочей жидкости. В результате гидротрансформатор получил минимальные габаритные размеры и одновременно снижены потери энергии на перетекание жидкости от насоса к турбине. Насосное колесо связано с коленчатым валом двигателя, а турбина — с валом коробки передач. Тем самым в гидротрансформаторе отсутствует жесткая связь между ведущими и ведомыми элементами, а передача энергии от двигателя к трансмиссии осуществляется потоками рабочей жидкости, которая отбрасывается с лопаток насоса на лопасти турбины. Собственно, по такой схеме работает гидромуфта, которая просто передает крутящий момент, не трансформируя его величину. Чтобы изменять момент, в конструкцию гидротрансформатора введен реактор. Это также колесо с лопатками, однако, оно жестко прикреплено к корпусу и не вращается (заметим: до определенного времени). Реактор расположен на пути, по которому масло возвращается из турбины в насос. Лопатки реактора имеют особый профиль, а межлопаточные каналы постепенно сужаются. По этой причине скорость, с которой рабочая жидкость течет по каналам направляющего аппарата, постепенно увеличивается, а сама жидкость выбрасывается из реактора в сторону вращения насосного колеса, как бы подталкивая и подгоняя его.
Отсюда сразу два следствия. Первое — благодаря увеличению скорости циркуляции масла внутри гидротрансформатора при неизменном режиме работы насоса (читай: двигателя, поскольку насосное колесо, как говорилось выше, жестко связано с коленвалом) крутящий момент на выходном валу гидротрансформатора увеличивается. Второе — при неизменном режиме работы насоса режим работы турбины изменяется автоматически и бесступенчато в зависимости от приложенного к валу турбины (читай: колесам автомобиля) сопротивления. Поясним эти аксиомы на конкретных примерах. Допустим, автомобилю, который двигался по равнинному участку дороги, предстоит подъем в гору. Забудем на время про педаль акселератора и посмотрим, как отреагирует на изменение условий движения гидротрансформатор. Нагрузка на ведущие колеса увеличивается, а автомобиль начинает терять скорость. Это приводит к уменьшению частоты вращения турбины. В свою очередь уменьшается противодействие движению рабочей жидкости по кругу циркуляции внутри гидротрансформатора. В результате скорость циркуляции возрастает, что автоматически приводит к увеличению крутящего момента на валу турбинного колеса (аналогично переходу на низшую передачу в механических КПП) до тех пор, пока не наступит равновесие между ним и моментом сопротивления движению.
Смотрите также: ремонт АКПП BMW в кузове F10.
По аналогичной схеме работает автоматическая трансмиссия и при старте с места. Только теперь самое время вспомнить про педаль газа, нажатие на которую увеличивает обороты коленчатого вала, а значит, и насосного колеса, и про то, что сначала автомобиль, а следовательно, и турбина находились в неподвижном состоянии, но внутреннее проскальзывание в гидротрансформаторе не мешало двигателю работать на холостом ходу (эффект выжатой педали сцепления). В этом случае крутящий момент трансформируется в максимально возможное число раз. Зато когда достигнута необходимая скорость, надобность в преобразовании крутящего момента отпадает. Гидротрансформатор посредством автоматически действующей блокировки превращается в звено, жестко связывающее его ведущий и ведомый валы. Такая блокировка исключает внутренние потери, увеличивает значение КПД передачи, уменьшает расход топлива в установившемся режиме движения, а при замедлении повышает эффективность торможения двигателем. Кстати, одновременно с целью снижения все тех же потерь реактор освобождается и начинает вращаться вместе с насосным и турбинным колесом.
Зачем же к гидротрансформатору присоединяют КПП, если он сам способен изменять величину крутящего момента в зависимости от нагрузки на ведущие колеса? Увы, гидротрансформатор может изменять крутящий момент с коэффициентом, не превышающим 2-3,5. Как ни крути, а такого диапазона изменения передаточного числа недостаточно для эффективной работы трансмиссии. К тому же, нет-нет, да и возникает надобность во включении заднего хода или полном разъединении двигателя от ведущих колес. Коробки автоматических трансмиссий имеют зубчатые зацепления, но существенно отличаются от обычных механических КПП хотя бы потому, что передачи в них переключаются без разрыва потока мощности с помощью приводимых гидравликой многодисковых фрикционных муфт или ленточных тормозов. Необходимая передача выбирается автоматически с учетом скорости автомобиля и степени нажатия на педаль газа, которая определяет желаемую интенсивность разгона. За выбор передачи отвечает гидравлический и электронный блоки управления АКПП. Водитель, кроме нажатия на акселератор, может влиять на процесс смены передач, выбрав зимний или спортивный алгоритм переключения или установив, например, при движении в сложных условиях селектор КПП в специальное положение, которое не позволяет автоматике переключаться выше определенной разгонной передачи.
Кроме гидротрансформатора и планетарного механизма в состав КПП-автоматов входит масляный насос, снабжающий гидротрансформатор и гидравлический блок управления рабочей жидкостью и обеспечивающий смазку коробки, а также радиатор охлаждения рабочей жидкости, которая из-за интенсивного “перелопачивания” имеет свойство сильно нагреваться.
Улучшение эксплуатационных качеств современного автомобиля привело к значительному усложнению его конструкции. А оснащение автомобилей автоматической трансмиссией позволило резко снизить объем нагрузки, возлагаемой на водителя во время движения, что также благоприятно отразилось на ходовой части, двигателе и скоростных качествах автомобиля. Надежность и простота эксплуатации определили дальнейшее широкое использование этого изобретения. В настоящее время автоматические трансмиссии применяются и на легковых, и на полноприводных автомобилях, и даже на грузовом транспорте. При использовании транспортного средства с ручным управлением, для поддержания необходимой скорости, водителю необходимо часто пользоваться рычагом переключения передач.
По этой причине он обязан постоянно следить за нагрузкой двигателя и скоростью автомобиля. Применение автоматической трансмиссии исключает необходимость постоянного пользования переключающим рычагом. Изменение скорости выполняется автоматически, в зависимости от нагрузки двигателя, скорости перемещения транспортного средства и желаний водителя. Поэтому, по сравнению с ручной коробкой передач, автоматическая трансмиссия имеет следующие неоспоримые преимущества:
- увеличивает комфортность вождения автомобиля за счет освобождения водителя от контрольных функций;
- автоматически и плавно производит переключения, согласовывая нагрузку двигателя, скорость его движения, степень нажатия на педаль газа;
- предохраняет двигатель и ходовую часть автомобиля от перегрузок;
- допускает и ручное, и автоматическое переключение скоростей.
Все разнообразие автоматических трансмиссий, применяемых сегодня, условно можно разделить на два типа. Основное различие этих типов заключается в системах управления и контроля, за использованием трансмиссии. Для первого типа характерно то, что функции управления и контроля выполняются специальным гидравлическим устройством. А во втором типе функции управления и контроля выполняет электронное устройство. Составные части же и узлы автоматических трансмиссий обоих типов практически одинаковы. Существуют некоторые различия в компоновке и устройстве автоматической трансмиссии переднеприводного и заднеприводного автомобиля. Автоматическая трансмиссия для переднеприводных автомобилей более компактна и имеет внутри своего корпуса отделение главной передачи — дифференциал. Несмотря на эти отличия, основные функции и принцип действия всех автоматов одинаковы. Для того чтобы обеспечить движение, а также для выполнения других своих функций, автоматическая трансмиссия должна быть оснащена следующими узлами: механизмом выбора режима движения, гидротрансформатором, коробкой передач, узлом управления и контроля.
Упрощённая кинематическая схема АКПП
АКПП состоит из:
- Гидротрансформатор (ГТ) – соответствует сцеплению в механической трансмиссии, но не требует непосредственного управления со стороны водителя.
- Планетарный ряд – соответствует блоку шестерен в механической коробке передач и служит для изменения передаточного отношения в автоматической трансмиссии при переключении передач.
- Тормозная лента, передний фрикцион, задний фрикцион – компоненты, посредством которых осуществляется переключение передач.
- Устройство управления. Этот узел состоит из маслосборника (поддон коробки передач), шестеренчатого насоса и клапанной коробки. Клапанная коробка представляет собой систему каналов с расположенными в них клапанами и плунжерами, которые выполняют функции контроля и управления. Это устройство преобразует скорость движения автомобиля, нагрузку двигателя и степень нажатия на педаль газа в гидравлические сигналы. На основе этих сигналов, за счет последовательного включения и выхода из рабочего состояния фрикционных блоков, автоматически изменяются передаточные
Гидротрансформатор
Гидротрансформатор (или torque converter в зарубежных источниках) служит для передачи крутящего момента непосредственно от двигателя к элементам автоматической коробки передач. Он установлен в промежуточном кожухе, между двигателем и коробкой передач и выполняет функции обычного сцепления. В процессе работы этот узел, наполненный трансмиссионной жидкостью, несет довольно высокие нагрузки и вращается с достаточно большой скоростью. Он не только передает крутящий момент, поглощает и сглаживает вибрации двигателя, но и приводит в действие масляный насос, находящийся в корпусе коробки передач. Масляный насос наполняет трансмиссионной жидкостью гидротрансформатор и создает рабочее давление в системе управления и контроля. Поэтому является неверным мнение о том, что автомобиль, оснащенный автоматической трансмиссией, можно завести принудительно, не используя стартер, а разогнав его до высокой скорости. Шестеренчатый насос получает энергию только от двигателя, и если двигатель не работает, то давление в системе управления и контроля не создается, в каком бы положении не находился рычаг выбора режима движения. Следовательно, принудительное вращение карданного вала не обязывает коробку передач работать, а двигатель – вращаться.
Планетарный ряд
В отличие от простой механической трансмиссии, в которой используются параллельные валы и сцепляющиеся между собой шестерни, в автоматических трансмиссиях в подавляющем большинстве используются планетарные передачи.
Составные части фрикциона
Поршень (piston) приводится в действие давлением масла. Двигаясь под давлением масла вправо (по рисунку), поршень посредством конического диска (dished plate) плотно прижимает ведущие диски пакета к ведомым, заставляя их вращаться как единое целое и осуществляя передачу крутящего момента от барабана к втулке. В корпусе самой коробки передач расположены несколько планетарных механизмов, они и обеспечивают необходимые передаточные отношения. А передача крутящего момента от двигателя через планетарные механизмы к колесам происходит с помощью фрикционных дисков, дифференциала и других сервисных устройств. Управление всеми этими устройствами осуществляется благодаря трансмиссионной жидкости через систему управления и контроля.
Тормозная лентаУстройство, используемое для блокировки элементов планетарного ряда.
принцип работы и схема автоматической коробки
Что такое АКПП?
Автоматическая Коробка Переключения Передач (АКПП) – вид трансмиссии в машине, в котором переключение скоростей осуществляется за счет электроники, не требуя внимания водителя.
Устройство АКПП
История появления
Первая разработка, которую можно отнести к классу АКПП появилась в 1908 на заводе Форд в Америке. Модель Т, была оснащена планетарной, пока еще механической коробкой передач. Данное устройство не было автоматическим, и требовало от водителей определенного набора навыков и действий для управления, но была значительно проще в использовании, чем распространенные в то время МКПП без синхронизации.
Вторым важным этапом в появлении современных АКП был перевод управления сцеплением с водителя на сервопривод в 30-х годах 20 века фирмой Дженерал Моторс. Такие АКПП назывались полуавтоматическими.
Первая по-настоящему автоматическая планетарная КПП «Коталь» была установлена в Европе в 1930 году. В это время различные фирмы в Европе разрабатывали системы фрикционов и тормозных лент.
Чертеж КПП «Коталь»
Первые АКПП были очень дорогими и ненадежными, пока в конце 30-х годов не начались эксперименты по внедрению гидравлических элементов в их конструкцию для замены сервоприводов и электромеханических элементов управления. Этим путем развития пошла фирма Крайслер, которая и разработала первый гидротрансформатор и гидромуфту.
Современные конструкции АКПП были изобретены в 40–50 года 20 века американскими конструкторами.
В 80-ые годы 20 века АКПП начали оснащаться компьютерным управлением, для топливной экономии, появились 4-х и 5-ти ступенчатые АКПП.
Устройство автоматической коробки передач и принципы работы
Основные элементы конструкции АКПП всегда одинаковые:
Гидротрансформатор, который выполняет роль cцепления. Через него и передается вращательное движение на колеса автомобиля. Его главная задача обеспечивать равномерное вращение без толчков. Гидротрансформатор состоит из больших колес с лопастями, погруженными в гидротрансформаторное масло. Передача момента осуществляется не за счет механического устройства, а с помощью масляных потоков и давления. В гидротрансформаторе располагается и реактор, ответственный за плавные и качественные изменения крутящего момента на колесах автомобиля.
Гидротрансформатор в разрезе
Планетарная передача, которая содержит набор скоростей. В ней осуществляется блокировка одних шестерней и разблокировка других, определяя выбор передаточного числа.
Набор фрикционов и тормозных механизмов, ответственных за переход между шестеренками и выбор передачи. Эти механизмы блокируют и останавливают элементы планетарной передачи.
Устройства управления (гидроблок) – осуществляет управление устройством. Состоит из электронного блока, в котором и осуществляется управление коробкой с учетом всех факторов и датчиков, собирающих сведения (скорость, выбор режима).
Гидроблок АКПП
Как работает автоматическая коробка передач?
При запуске двигателя в гидротрансформатор подается масло, давление начинает возрастать. Насосное колесо начинает двигаться, реактор и турбина неподвижны. При включении скорости и подачи бензина с помощью акселератора, насосное колесо начинает вращаться быстрее. Потоки масла начинают запускать вращение турбинного колеса. Эти потоки то отбрасывает на неподвижное реакторное колесо, то возвращает обратно к турбинному колесу, увеличивая его эффективность. Момент от вращения передаётся на колеса и автомобиль трогается с места. При достижении нужной скорости насосное и турбинное колесо двигаются одинокого быстро, при этом поток масла попадает на реактор уже с другой стороны (движение происходит только в одну сторону) и он начинается вращаться. Система переходит в режим гидромуфты. Если сопротивление на колесах растет (подъем в гору), реактор снова прекращает вращаться и обогащает крутящим моментом насосное колесо. Во время достижения необходимой скорости и момента, происходит смена передачи. Электронный блок управления подает команду, после чего тормозная лента и фрикционы тормозят пониженную передачу, а повышающее давление масла через клапан разгоняет повышенную, за счет этого и происходит переключение без потери мощности. При остановке двигателя или снижения скорости, давление в системе понижается и происходит обратное переключение. На выключенном двигателе гидротрансформатор находится не под давлением, поэтому запуск двигателя с «толкача» невозможен.
Преимущества и недостатки
По сравнению с механическими коробками передач, у автоматических есть весомые преимущества:
- автомобилем с АКПП проще и комфортнее управлять, дополнительные навыки и рефлексы водителю не требуются, переключения скоростей более плавные, что особенно актуально для перемещений по городу;
- двигатель и ведущие части автомобиля защищены от перегрузок и их ресурс повышается;
- ресурс многих АКПП значительно превышает аналогичный ресурс МКПП. При своевременном техническом обслуживании, необходимость ремонта наступает реже.
Расходные части, такие как, например, диск сцепления или тросик, отсутствуют, вывести из строя АКПП значительно сложнее. Ресурс АКПП американского и японского производства, при современном обслуживании может достигать миллиона километров.
Существует мнение, что у автомобилей с АКПП несколько больший расход топлива. Автомобили до конца 20-го века имели зачастую неправильно выбранные моменты и ограниченное количество скоростей (2–3). На современных АКПП количество передач составляет не менее 4–5 (на грузовых до 19). Современная компьютерная автоматика справляется с выбором крутящего момента и скорости ничуть не хуже водителя. Кроме того, расход топлива на машинах с МКПП сильно зависит от манеры езды и профессиональных умений водителя. У современных АКПП есть множество режимов, они адаптированы под стиль вождения автовладельца.
Коробка-атомат в разрезе
Серьезным недостатком АКПП является невозможность точного и безопасного переключения передач в экстремальных условиях – на обгоне, выезд из сугроба быстрым переключением задней и первой передачи (раскачка), запуск двигателя «с толкача». Однако, большинство городских жителей выберут комфортное перемещение по пробкам взамен возможностей «прошаренного» водителя.
Вторым заблуждением автолюбителей является то, что АКПП не предназначены для вождения автомобиля в условиях гонок и бездорожья. Гражданские АКПП действительно не предназначены для спортивного вождения и управления заносами — в них нет соответственного охлаждения для таких нагрузок, и моменты переключения выбраны для спокойного вождения в городских условиях. Однако, АКПП оснащенная дополнительным охлаждением и перенастроенная на быстрое переключение скоростей покажет лучшее результаты чем МКПП. Автомобили «Формулы-1» комплектуются АКПП и с очень быстрым движением справляются лучше, чем гоночные автомобили с МКПП. Долгие, управляемые заносы также возможны. Внедорожные автомобили уже продолжительное время оснащаются автоматами, которые на проходимость никак не влияют. Большинство водителей просто не понимают, как работает автоматическая коробка передач.
АКПП болида Формула-1
Характеристики и возможности
АКПП позволяет лучше управлять автомобилем, снижая требования к действию водителя – управление сцеплением и ручкой переключения, делает вождение менее утомительным. АКПП имеет нейтральное положение, положение парковки (вращение коробки блокируется дополнительно с помощью агрегатов), заднюю передачу и несколько скоростей для движения. Переключение осуществляется исходя из скорости и условий (например, при движении на подъеме, автоматически может включаться пониженная скорость). Время переключения исправной коробки передач для городских автомобилей составляет в районе 150 мс, что значительно быстрее реакции обычного водителя.
Основным органом управления АКПП является ручка переключения передач, она может располагаться в районе руля (старые американские и японские седаны либо современные минивэны) либо на традиционном месте расположения рычага АКПП. На старых моделях люкс класса коробка могла управляться с помощью кнопочной панели.
Во избежание случайных переключений или опасных ситуаций, в АКПП применяются различные виды защит. В автомобилях с АКПП нельзя запустить двигатель если селектор находится в положении скорости. Переключение режимов осуществляется с помощью кнопки для напольных компоновок рычага, или оттягивания рычажка при расположении на руле. С парковки автомобиль можно снять только при нажатом тормозе. В некоторых случаях прорезь выполняется в виде ступенек.
Селектор АКПП
Общепринятые режимы АКПП:
P – парковка, АКПП механически заблокирована, при нахождении в горизонтальных поверхностях использование стояночного тормоза необязательно.
N – нейтраль. Можно осуществлять буксировку автомобиля.
L(D1, D2, S)– езда на пониженной передаче ( 1 передаче либо 2 передаче).
D – автоматический режим переключения с первой по последнюю скорость.
R – режим заднего хода. Кроме того, на АКПП может присутствовать кнопка overdrive, запрещающая переход на более высокую передачу при обгоне.
Нейтральная передача обычно располагается между D и R либо R находится в противоположном конце ручки селектора. Это требование было введено во избежание аварийных ситуаций на дороге и парковке.
Удаление царапин на кузове автомобиля без покраски.
НЕ ТРАТЬТЕ ДЕНЬГИ НА ПЕРЕКРАСКУ!
Теперь Вы сами сможете всего за 5 секунд убрать любую царапину с кузова вашего автомобиля.
Читать далее >>
Так же в АКПП могут присутствовать различные режимы и протоколы работы. Eco – экономный режим, для разных фирм реализован по-разному.
*Snow(Winter) – троганье с места со второй либо с третьей передачи для скользкого дорожного покрытия или перемещения в сугробе или грязи.
*Sport(Power) – передачи переключаются при более высоких оборотах двигателя.
*ShiftLock (кнопка или ключ) – разблокирование селектора при выключенном двигателе, применяется для транспортировки машины если вышел из строя двигатель или аккумулятор.
Некоторые АКПП имеют режим ручного переключения передач. Самым удачным и распространённым вариантом такой АКПП стал Типтроник, созданный компанией Порше. Отличительной чертой является орган управления, он выполнен в виде буквы Н и имеет символы «+» и «–« .
Типтроник Porsche Cayenne
Кроме Типтроника к автоматам можно отнести вариатор и роботизированную КПП.
Особенности автомобиля с автоматом
Устройство автоматической коробки передач является более сложным, чем МКПП. Ремонт АКПП значительно сложнее — она состоит из куда большего количества запчастей. Обычно о неисправностях АКПП свидетельствуют пинки и паузы при переключении передач, задний ход или одна из скоростей, могут вообще пропасть. В иных случаях, автомобиль может перестать двигаться.
АКПП в процессе ремонта
Диагностика АКПП обычно проводится в несколько этапов:
Визуальный контроль масла. Если масло черное или содержит в своем составе металлические осколки – это свидетельствует о внутреннем повреждении или износе АКПП. Необходима замена масла в АКПП, что может решить основную часть проблем.
Диагностика ошибок с помощью разъема диагностики. Могли выйти из строя электронные элементы управления коробкой (датчики, компьютер), после чего коробка нормально функционировать не может.
Тест-драйв работы АКПП, для этого изучают поведение коробки во время езды.
Замеры давления в каждом режиме работы АКПП.
Осмотр внутреннего состояния АКП.
Ремонт АКПП своими руками может подразумевать только с 1 по 3 пункт данного списка. Для остальных операций понадобиться теплый бокс, специальное оборудование и опытный специалист. Последняя операция потребует подъемника, крана и целого набора инструментов. Снятие, установка и замена АКПП один из самых сложных и трудоемких в ремонте автомобиля. Ремонт внутренностей АКПП может быть сопоставим по стоимости с установкой новой или контрактной коробки. Будет лучше, если диагностика АКПП и ремонт будут произведены специалистами.
Снятие АКПП для ремонта
Чтобы избежать таких неприятностей необходимо следить за уровнем и цветом масла в коробке и своевременно его менять (когда написано в регламенте). Для разных АКПП применяются различные масла, описанные в литературе по автомобилю. В машинах фирмы Хонда применяется свое особенное масло, если залить другое коробка может выйти из строя.
Эксплуатировать автомат необходимо максимально бережно, не допуская пробуксовок, постоянных резких торможений и ускорений.
В холодное время года автомату необходимо дать время насытиться загустевшим маслом. Для этого необходимо прогреть автомобиль, включить передачу и постоять на тормозах не менее минуты, после чего можно трогаться.
Для большинства людей соблюдение такого рода простых операций не доставит проблем. В их случае, АКПП прослужит им очень долго. Современные АКПП очень надежны по конструкции, стоят не особо дороже своим механических собратьев, дарят чувство комфорта за рулем и серьезно облегчают жизнь любого водителя.
Автор: Д. Спирин
Руководство по ремонту АКПП 09D, TR-60SN
Руководство (мануал) по ремонту АКПП 09D, TR-60SN
В 2003 году компанией Айсин была запущена серия АКПП 09D, специально разработанная для Porsche Cayenne. Первой трансмиссией в этой линейке стала шестиступенчатая TR 60-SN (09D по VAG).
В это же время был выпущен первый шестиступенчатый автомат для автомобилей, оборудованных передним приводом. Эта АКПП получила название TF 60-SN и обкатывалась в Японии на Altezza (объем двигателя — 2 литра).
Предполагалось, что данная АКПП сможет составить конкуренцию ZF6HP (также шестиступенчатым) и будет претендовать на первоочередное использование в люксовых автомобилях (таких как Ауди, Лексус и других). Ожидания оправдались частично. Ауди пользуются 09D только во внедорожниках Q 7, которые оборудованы дизельными моторами на 3-4,2 литра. Правда серия этих автомобилей является ограниченной, к тому же компания Ауди таким образом просто выполняет взятые ранее обязательства. После того, как немцы выпустили серию ZF6HP, в Audi решили отдать предпочтение модели ZF6 HP26 -32.
Версии АКППТакой выбор был во многом продиктован излишней осторожностью, которой славится японская компания. Версии TR60SN решили создать репутацию «неубиваемой» АКПП, а это не позволяло авто, эффектно буксуя колесами, резко срываться с места. Немецкая трансмиссия ZF6HP лишена этого недостатка, поэтому Ауди сделала выбор в пользу данной модели. TR60-SN — АКПП для состоятельных людей, которые все же ценят и дорожат своим автомобилем, а не меняют их, образно говоря, ежедневно.
Надежность АКППТаким образом, Фольксваген оборудовал этой трансмиссией свои Touareg, имеющие движки (дизельные) объемом 2,7-6 литров. Туареги довольно часто оказываются в автомастерских на ремонте АКПП. Это АКПП, рассчитанные на работу с 3,2-4,2 литровыми двигателями, выпущенные до 2006 года. А вот с 2011-го на авто (двигатель 2-3,6 литра) ставится уже доработанная версия 09D, которые работают намного стабильнее.
Начиная с 2007-го трансмиссией AW TR-60 SN Тойота начинают оборудовать полно- и заднеприводные внедорожники (объем движка — более 4,6 литров) Лэндкрузер и Лексус.
Распространенные неисправности АКПП 09 D — TR60SNПроектировкой данной трансмиссии занималась Айсин — японская компания. Одной из основных целей разработчиков было сделать «неубиваемую» АКПП, работающую с заднеприводными авто. Но большинство производителей автомобилей производили свои настройки трансмиссии, которые давали автовладельцам больше свободы и возможностей выбора. Таким образом, водитель мог сам решать, стоит ему эффектно сжигать фрикционы, давя газ до упора, или относиться к деталям АКПП более бережно. Самыми «свободолюбивыми» в этом плане оказались настройщики компании Фольксваген.
Гидроблок, которым оборудована трансмиссия 09D, во всех машинах был существенно усовершенствован, а благодаря заложенным компьютерщиками в 2005 году настройки, ресурс АКПП значительно вырос.
Что касается клапанных плит, то они также со временем видоизменялись. Модернизация шла до 2005 года, и касалась в основном добавочных датчиков, с помощью которых можно регулировать давление. Еще в некоторых моделях (например, в Порше) разработчики добавили TURBO.
Наиболее частыми посетителями автомастерских, как уже упоминалось, являются гидравлические блоки Туарегов. Они также могут разниться, в зависимости от мощи движка. Например, для автомобилей, имеющих двигатель на 4,6 литра, предусмотрена особая клапанная плита.
В целом, автолюбители с агрессивным стилем вождением, должны тщательно следить за состоянием масло и регулярно менять его.
Схема 09D (TR-60SN)
Гидроблок 09D (TR-60SN)
Мануал по соленоидам 09D (TR-60SN)
Руководство по ремонту АКПП 09D
Мануал по ремонту АКПП 09D (Русский язык)
Руководство по ремонту АКПП 09D
Схема трансмиссии 6-ступенчатой АКПП на базе АКПП 01Н
[1] Юаньян Фань. Http: / auto. шв. сп. 2011, 11. (на китайском языке).
[2] Chirs R.Ciesia M J.SAE paper, 1995 (2): 238–246.
[3] Zongyi Huang. Transmission Technology [J], 2003 (2): 18-25. (На китайском языке).
[4] Zongyi Huang.Принцип и конструкция АКПП, используемых на современных автомобилях. Отредактировано изданием Университета Тунцзи, Шанхай, Китай (2006). (На китайском языке).
[5] Чжишэн Ю.Теория автомобилей (4-е издание). КИТАЙСКИЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ ПРЕСС [M], 2009, 1. (на китайском языке).
5 Коробки передач | Стоимость, эффективность и внедрение технологий экономии топлива для легких транспортных средств
EPA / NHTSA. 2010. Документ о совместной технической поддержке: разработка правил для установления стандартов выбросов парниковых газов для легковых автомобилей и корпоративных стандартов средней экономии топлива, апрель.
EPA / NHTSA. 2012. Документ о совместной технической поддержке, Окончательное нормотворчество на 2017–2025 гг. Стандарты выбросов парниковых газов малой мощности и корпоративные стандарты средней экономии топлива. EPA-420-R-12-901.
Эрикссон, Л., и Л. Нильсен. 2014. Моделирование и управление двигателями и трансмиссиями (автомобильная серия). John Wiley & Sons, SAE International, апрель.
Гарофало, Ф., Л. Глиельмо, Л. Яннелли и Ф. Васка. 2001. Плавное включение сухого автомобильного сцепления. Труды 40-й конференции IEEE по решениям и контролю, Орландо, Флорида, декабрь: 529-534.
Gartner, L. и M. Ebenhock. 2013. АКПП ZF 9HP48 Система трансмиссии, конструкция и механические детали. SAE Int. J. Passeng. Машины — мех. Syst. 6 (2): 908-917. DOI: 10.4271 / 2013-01-1276.
Говиндсвами К., К. Бэйли и Т. Д’Анна. 2013. Выбор правильной архитектуры передачи с учетом приемлемости клиентов. SAE Int. Вебинар, 18 сентября.
Gracey & Associates. нет данных Доза вибрации: определения, термины, единицы и параметры.Акустический глоссарий. http://www.acoustic-glossary.co.uk/vibration-dose.htm.
Греймель, Х. 2014. Генеральный директор ZF: Мы не гонимся за 10 скоростями. Автомобильные новости, 23 ноября.
Guzzella, L. и A. Sciarretta A. 2007. Двигательные системы транспортных средств: Введение в моделирование и оптимизацию, третье издание. Springer.
Хили, Дж. И К. Вудьярд. 2013. GM и Ford совместно разрабатывают 10-ступенчатые коробки передач. USA Today, 15 апреля.
Kiencke, U., and L. Nielsen.2000. Автомобильные системы управления. Springer, SAE International.
Ким Д., Х. Пэн, С. Бай и Дж. М. Магуайр. 2007. Управление интегрированной трансмиссией с электронной дроссельной заслонкой и автоматической коробкой передач. IEEE Transactions по технологии систем управления 15 (3), май.
Ли, Б. 2010. Система отключения полного привода. СИМПОЗИУМ Schaeffler 2010: 360-64. http://www.schaeffler.com/remotemedien/media/_shared_media/08_media_library/01_publications/schaeffler_2/symposia_1/downloads_11/Schaeffler_Kolloquium_2010_27_en.pdf.
Мартин, К. 2012. Развитие эффективности передачи. Симпозиум SAE по трансмиссиям и трансмиссиям: конкуренция за будущее, 17-18 октября. Детройт, штат Мичиган.
Моавад А. и А. Руссо. 2012. Влияние передающих технологий на топливную эффективность — Заключительный отчет. DOE HS 811 667, август.
Ngo, V.-D., A. Jose, C. Navarrete, T. Hofman, M. Steinbuch и A. Serrarens. 2013. Оптимальные стратегии переключения передач для экономии топлива и управляемости. Proc. IMechE Часть D, Журнал автомобильной инженерии 227 (10): 1398-1413, октябрь.
Ноулс, Дж. 2013. Разработка трансмиссионных жидкостей, обеспечивающих повышенную топливную эффективность за счет отображения реакции трансмиссии на изменения вязкости и присадок. Презентация на симпозиуме SAE Transmission & Driveline, Трой, Мичиган, 16-17 октября. http://www.sae.org/events/ctf/2013/2013_ctf_guide.pdf.
NSK Europe. 2014. Новое уплотнение TM-Seal с низким коэффициентом трения для автомобильных трансмиссий. http://www.nskeurope.com/cps/rde/dtr/eu_en/nsk_innovativeproduct_IP-E-2066.pdf.
О, Дж., и С. Цой. 2014. Оценка передаваемого крутящего момента на каждом сцеплении для наземных транспортных средств с коробками передач с двойным сцеплением в реальном времени. IEEE / ASME Transactions по мехатронике, февраль.
Пауэлл, Б., Дж. Куинн, В. Миллер, Дж. Эллисон, Дж. Хайнс и Р. Билс. Замена магнием алюминиевых литых компонентов в серийном двигателе V6 для эффективного снижения массы. http://energy.gov/sites/prod/files/2014/03/f8/deer10_powell.pdf. По состоянию на 13 апреля 2015 г.
Ricardo, Inc.2011. Компьютерное моделирование технологий легковых автомобилей для снижения выбросов парниковых газов в период 2020-2025 гг. Агентство по охране окружающей среды США, EPA-420-R-11-020.
Шерман Д. 2013. Коробки передач вариатора. Автомобиль и водитель, декабрь. http://www.caranddriver.com/features/how-cvt-transmissions-are-getting-their-groove-back-feature.
Shidore, N. et. al. 2014. Влияние передовых технологий на цели двигателей. Проект VSS128, Обзор заслуг Министерства энергетики США, июнь.
Шульвер Д.2013. Снижение расхода топлива благодаря оптимизированной технологии трансмиссионных насосов. Презентация на симпозиуме SAE Transmission & Driveline, Трой, Мичиган, 16-17 октября. http://www.sae.org/events/ctf/2013/2013_ctf_guide.pdf.
Skippon, S.M. 2014. Как водители-потребители понимают характеристики транспортных средств: последствия для электромобилей. Транспортные исследования. Часть F: Психология дорожного движения и поведение 23: 15-31.
Ф. Васка, Л. Яннелли, А. Сенаторе и Г. Реале. 2011 г.Оценка передаваемого крутящего момента при включении сухого автомобильного сцепления. IEEE / ASME Transactions по мехатронике 16 (3): 564-573, июнь.
Wagner, U., R. Berger, M. Ehrlich, and M. Homm. 2006. Электромоторные приводы для коробок передач с двойным сцеплением. Материалы 8-го симпозиума LuK.
ZF. 2013. Движение и мобильность. Корпоративный отчет ZF. Фридрихсхафен, Германия.
Zoppi, M., C. Cervone, G. Tiso, and F. Vasca. 2013. Программное обеспечение в модели контура и управления разъединением для автомобильных трансмиссий с двойным сцеплением.3-я Международная конференция по системам и контролю, Алжир, Алжир, октябрь.
Вот как работает автоматическая трансмиссия
Вы когда-нибудь задумывались, как ваша трансмиссия умеет переключать передачи? Почему при остановке двигатель не глохнет? Мы здесь, чтобы показать вам, как работают автомобили. Недавно мы посмотрели на МКПП. На этой неделе обычное время для барахла.
Автоматические коробки передач — это черная магия. Огромное количество движущихся частей делает их очень трудными для понимания.Давайте немного упростим его, чтобы получить общее представление о том, как все это работает в традиционной системе на основе гидротрансформатора.
Двигатель соединяется с трансмиссией в месте, называемом колоколом. В колокольном корпусе находится гидротрансформатор для автомобилей с автоматической коробкой передач, в отличие от сцепления на автомобилях с механической коробкой передач. Гидротрансформатор — это гидравлическая муфта, работа которой заключается в соединении вашего двигателя с трансмиссией и, следовательно, с вашими ведущими колесами. Трансмиссия содержит планетарные передачи, которые обеспечивают различные передаточные числа.Чтобы лучше понять, как работает вся автоматическая трансмиссия, давайте взглянем на преобразователи крутящего момента и планетарные редукторы.
Гидротрансформатор
Прежде всего, гибкая пластина вашего двигателя (в основном маховик для автоматической коробки передач) подключается непосредственно к гидротрансформатору. Когда коленчатый вал вращается, вращается и корпус гидротрансформатора. Преобразователь крутящего момента предназначен для подключения и отключения мощности двигателя от ведомой нагрузки.Гидротрансформатор заменяет сцепление в обычной механической коробке передач. Как работает гидротрансформатор? Что ж, посмотрите видео выше. В нем объясняются основные принципы гидравлической муфты. После того, как вы это увидели, продолжайте читать, чтобы увидеть, чем гидротрансформатор отличается от стандартной гидравлической муфты.
G / O Media может получить комиссию
Основными компонентами преобразователя крутящего момента являются: крыльчатка, турбина, статор и муфта блокировки.Рабочее колесо является частью корпуса гидротрансформатора, соединенного с двигателем. Он приводит в движение турбину за счет сил вязкости. Турбина соединена с входным валом трансмиссии. По сути, двигатель вращает крыльчатку, которая передает силу жидкости, которая затем вращает турбину, передавая крутящий момент на трансмиссию.
Трансмиссионная жидкость течет по петле между рабочим колесом и турбиной. Гидравлическая муфта на видео выше страдает от серьезных потерь при взбалтывании (и, как следствие, накопления тепла), поскольку жидкость, возвращающаяся из турбины, имеет компонент своей скорости, который препятствует вращению крыльчатки.То есть жидкость, возвращающаяся из турбины, работает против вращения крыльчатки и, таким образом, против двигателя.
Статор находится между крыльчаткой и турбиной. Его цель — минимизировать потери на перемешивание и увеличить выходной крутящий момент за счет перенаправления жидкости по мере ее возврата от турбины к крыльчатке. Статор направляет жидкость так, чтобы большая часть ее скорости приходилась на крыльчатку, помогая крыльчатке двигаться и, таким образом, увеличивая крутящий момент, создаваемый двигателем.Благодаря этой способности увеличивать крутящий момент мы называем их преобразователями крутящего момента, а не гидравлическими муфтами.
Статор установлен на односторонней муфте. Он может вращаться в одном направлении только тогда, когда турбина и крыльчатка движутся примерно с одинаковой скоростью (например, при движении по шоссе). Статор либо вращается вместе с крыльчаткой, либо не вращается совсем. Однако статоры не всегда увеличивают крутящий момент. Они обеспечивают вам больший крутящий момент, когда вы находитесь либо на месте (например, при торможении на стоп-сигнале), либо при ускорении, но не во время движения по шоссе.
Помимо односторонней муфты в статоре, некоторые преобразователи крутящего момента содержат муфту блокировки, работа которой заключается в блокировке турбины с корпусом преобразователя крутящего момента, так что турбина и рабочее колесо механически связаны. Исключение гидравлической муфты и ее замена механическим соединением гарантирует, что весь крутящий момент двигателя передается на входной вал трансмиссии.
Планетарные передачи
Фото из Википедии
Итак, теперь, когда мы выяснили, как двигатель передает мощность на трансмиссию, пришло время выяснить, как в случае трения он переключает передачи.В обычной трансмиссии переключение передач выполняется составным планетарным редуктором. Понять, как работают планетарные передачи, немного сложно, поэтому давайте взглянем на базовую планетарную передачу.
Планетарный ряд (также известный как планетарный ряд) состоит из солнечной шестерни в центре, планетарных шестерен, которые вращаются вокруг солнечной шестерни, водила планетарной передачи, соединяющего планетарные шестерни, и зубчатого венца снаружи, который входит в зацепление. с планетарной передачей. Основная идея планетарного ряда заключается в следующем: с помощью сцеплений и тормозов вы можете предотвратить перемещение определенных компонентов.При этом вы можете изменить вход и выход системы и, таким образом, изменить общее передаточное число. Подумайте об этом так: планетарный ряд позволяет изменять передаточное число без необходимости включать другие передачи. Все они уже помолвлены. Все, что вам нужно сделать, это использовать муфты и тормоза, чтобы изменить, какие компоненты вращаются, а какие остаются неподвижными.
Конечное передаточное число зависит от того, какой компонент закреплен. Например, если коронная шестерня закреплена, передаточное число будет намного короче, чем если бы солнечная шестерня закреплена.Прекрасно зная о рисках, связанных с составлением здесь уравнения, я все равно добавлю его. Следующее уравнение подскажет вам ваши передаточные числа в зависимости от того, какой компонент зафиксирован, а какой находится в движении. R, C и S представляют коронную шестерню, водило и солнечную шестерню. Омега просто представляет угловую скорость шестерен, а N — количество зубьев.
Принцип работы таков: допустим, мы решили оставить водило планетарной передачи неподвижным и сделать солнечную шестерню нашим входом (таким образом, кольцевая шестерня является нашим выходом).Планеты могут вращаться, но они не могут двигаться, так как носитель не может двигаться. Omega_c равно нулю, поэтому левая часть приведенного выше уравнения пропала. Это означает, что когда мы вращаем солнечную шестерню, она передает крутящий момент через планетарные шестерни на кольцевую шестерню. Чтобы выяснить, каким будет передаточное число, мы просто решаем приведенное выше уравнение для Omega_r / Omega_s. В итоге мы получаем -N_s / N_R, то есть передаточное число, когда мы фиксируем водило и делаем кольцевую шестерню нашим выходом, а солнечную шестерню — нашим входом, это просто отношение количества зубьев между солнечной шестерней и кольцевой шестерней.Это отрицательно, поскольку кольцо вращается в направлении, противоположном солнечной шестерне.
Вы также можете заблокировать коронную шестерню и сделать солнечную шестерню своим входом, а вы можете заблокировать солнечную шестерню и сделать водило своим входом. В зависимости от того, что вы заблокируете, вы получите разные передаточные числа, то есть вы получите разные «шестерни». Чтобы получить передаточное число 1: 1, вы просто соединяете компоненты вместе (для этого нужно заблокировать только два), так что коленчатый вал вращается с той же скоростью, что и выходной вал трансмиссии.
Итак, как тормоза и сцепления перемещаются для переключения передач? Ну, гидротрансформатор также отвечает за работу насоса трансмиссионной жидкости. Давление жидкости приводит в действие муфты и тормоза планетарной передачи. Насос часто представляет собой насос типа геротера (шестеренчатый насос), что означает, что ротор вращается в корпусе насоса, и, когда он вращается, он «сцепляется» с корпусом. Эта «сетка» создает камеры, которые изменяются по объему. Когда объем увеличивается, создается вакуум — это вход насоса.Когда объем уменьшается, жидкость сжимается или перекачивается за счет зацепления шестерен — это выход насоса. Гидравлический блок управления посылает гидравлические сигналы для переключения передач (через ленточные тормоза и сцепления) и для блокировки гидротрансформатора.
Обратите внимание, что в большинстве современных автоматических трансмиссий используется составная планетарная передача Ravigneaux. Этот набор передач имеет две солнечные шестерни (малую и большую), два набора планет (внутреннюю и внешнюю) и одно водило. По сути, это две простые планетарные передачи в одной.
Итак, теперь, когда мы рассмотрели гидротрансформаторы и планетарные редукторы, давайте посмотрим на видео ниже, чтобы увидеть, как все это сочетается:
Автор фотографии: Vestman
Progress in Automotive Transmission Technology
Ян, QD, Li, SL, Yao, SW: Метод анализа планетарного механизма переключения скоростей, основанный на теории графов. J. Jilin Univ. Англ. Technol. Эд. 40 (4), 1029–1033 (2010)
Google Scholar
Тан, Г.Х .: Исследование развития механического привода трансмиссии транспортного средства. J. Zhuzhou Inst. Technol. 20 (4), 49–52 (2006)
Google Scholar
Лю X.J .: Анализ и проектирование компоновки многоступенчатой планетарной передачи. J. Beijing Inst. Technol. Англ. Эд. 1 , 74–91 (1984)
Google Scholar
Донг П., Лю Ю.Ф., Тенберге, П. и др .: Разработка и анализ новой многоскоростной автоматической коробки передач с четырьмя степенями свободы. Мех. Мах. Теория 108 , 83–96 (2017)
Google Scholar
Ван, Й.К., Ван, У.К .: Разработка и применение схемы планетарной коробки передач с множеством степеней свободы синтетически. Мах. Des. 15 (10), 7–9 (1998)
Google Scholar
Се Т.Л .: Синтез топологии планетарной зубчатой передачи с несколькими степенями свободы для транспортного средства. Пекинский технологический институт. Диссертация (2015)
Лю Т.Л .: Синтетический метод многоскоростной планетарной коробки передач с тремя степенями свободы с помощью компьютера. Veh. Power Technol. 1 , 51–58 (1984)
Google Scholar
Радзевич С.П .: Теория зацепления: кинетика, геометрия, синтез.CRC Press, Бока-Ратон (2013)
Google Scholar
Ван Ю.К .: Теория автоматизированного проектирования схемы планетарного редуктора с несколькими степенями свободы. Мах. Des. Res. 3 , 13–19 (1984)
Google Scholar
Тиан Н.С., Чжоу С.Р .: Исследование метода оптимизации схемы многовариантной планетарной передачи. J. Railw. Sci. Англ. 14 (2), 19–26 (1996)
Google Scholar
Лю Б.Д., Ли Дж., Ли Л.З .: Метод комбинированных решений для оптимизации планетарного редуктора с несколькими степенями свободы. Veh. Power Technol. 1 , 12–24 (1987)
Google Scholar
Кахраман, А., Лигата, Х., Кинцле, К. и др .: Методология кинематики и анализа потока мощности для планетарных зубчатых передач с автоматической трансмиссией. J. Mech. Des. 126 (6), 1071–1081 (2004)
Google Scholar
Иналполат, М., Кахраман, А .: Динамическая модель для прогнозирования боковых полос модуляции планетарного редуктора, имеющего производственные ошибки. J. Sound Vib. 329 (4), 371–393 (2010)
Google Scholar
Сюй, А.Ф., Цзя, Дж.М., Лю, Н .: Исследование схемы зацепления планетарной зубчатой передачи на основе аналогии с улучшенным рычагом. J. Mil. Трансп. Univ. 16 (7), 91–95 (2014)
Google Scholar
Wang, Z., Zhang, J., Zhang, Y .: Новый метод, основанный на графических характеристиках, для анализа топологии на подстанциях и электростанциях. Пер. China Electrotech. Soc. 27 (2), 255–260 (2012)
Google Scholar
Цай, Л.В .: Применение характеристического полинома сцепления к топологическому синтезу планетарных зубчатых передач. J. Mech. Трансм. Автомат. Des. 109 (3), 329–336 (1987)
Google Scholar
Добрянский, Л., Фрейденштейн, Ф .: Некоторые приложения теории графов к структурному анализу механизмов. J. Eng. Инд. 89 (1), 153–158 (1967)
Google Scholar
Buchsbaum, F., Freudenstein, F .: Синтез кинематической структуры зубчатых кинематических цепей и других механизмов. J. Mech. 5 (3), 357–392 (1970)
Google Scholar
Курт, Ф .: Определение эффективности и синтез сложных планетарных зубчатых передач. Technische Universität München. Диссертация (2012)
Троха, С., Ловрин, Н., Милованцевич, М .: Выбор планетарной зубчатой передачи с двумя водилами, управляемой сцеплениями и тормозами. Пер. Фамена 36 (3), 1–12 (2012)
Google Scholar
Арнаудов К., Караиванов Д .: Высшие составные планетарные передачи.Proc. VDI Berichte 1904 (1), 327–344 (2005)
Google Scholar
Ли С.Л .: Компьютерное проектирование схемы планетарной передачи на основе теории графов. Пекинский технологический институт. Диссертация (2009)
Gumpoltsberger, G .: Systematische synthese und bewertung von mehrgängigen planetengetrieben. Хемницкий технологический университет. Диссертация (2007)
Ма, М.Y., Liu, Y.F., Xu, X.Y. и др .: Автоматическое определение геометрической совместимости планетарной зубчатой передачи. Автомат. Англ. 36 (5), 603–607 (2014)
Google Scholar
Ма, М.Ю., Лю, Ю.Ф., Сюй, X.Y. и др .: Структурный синтез планетарной передачи с 4 степенями свободы. J. Mech. Трансм. 38 (9), 34–38 (2014)
Google Scholar
Yuan, S.H., Лю, Х., Пэн, З.Х. и др .: Анализ составной раздельной передачи на основе четырехпортового устройства разделения мощности. J. Beijing Inst. Technol. Англ. Эд. 21 (1), 50–57 (2012)
Google Scholar
Ляо, Й.Г., Чен, М.Ю .: Анализ многоскоростной трансмиссии и электрически бесступенчатой трансмиссии с использованием метода аналогии рычага для определения передаточного числа. Adv. Мех. Англ. 9 (8), 1–12 (2017)
Google Scholar
Лю, Дж., Пэн, Х .: Моделирование и управление гибридным автомобилем с разделением мощности. IEEE Trans. Control Syst. Technol. 16 (6), 1242–1251 (2008)
Google Scholar
Чжуан, В.К., Чжан, X.W., Чжао, Д. и др .: Оптимальная конструкция гибридных трансмиссий с тремя планетарными передачами и разделением мощности. Int. J. Autom. Technol. 17 (2), 299–309 (2016)
Google Scholar
Чжуан, W.C., Чжан, X.W., Чжао, Д., и др .: Проектирование быстрой конфигурации гибридной трансмиссии с несколькими планетарными передачами и разделением мощности с помощью комбинации режимов. IEEE / ASME Trans. Мехатрон. 21 (6), 2924–2934 (2016)
Google Scholar
Чжан, X.W., Пэн, Х., Сан, Дж. И др .: Автоматическое моделирование и проверка режимов для исчерпывающего поиска гибридных силовых агрегатов с двойным планетарным редуктором и разделением мощности. В: Proceedings of the ASME 7th Annual Dynamic Systems and Control Conference, San Antonio, USA (2014)
Цай, Л.В., Шульц, Г .: Мотор-интегрированная параллельная гибридная трансмиссия. J. Mech. Des. 126 (5), 889–894 (2004)
Google Scholar
Дагчи О. Х., Пенг Х., Гризл Дж. У .: Методология проектирования гибридной электрической трансмиссии с планетарными редукторами для повышения производительности и экономии топлива. IEEE Access 6 , 9585–9602 (2018)
Google Scholar
Цинь, З., Луо, Й., Ли, К. и др .: Новый подход к проектированию трансмиссии для гибридных гусеничных машин с разделением мощности. В: Proceedings of the ASME 2017 Dynamic Systems and Control Conference, Tysons Corner, USA (2017)
Qin, Z., Luo, Y., Li, K., et al .: Оптимальный дизайн романа гибридная электрическая трансмиссия для гусеничной техники. Энергия 10 (12), 2141–2165 (2017)
Google Scholar
Zhuang, W., Чжан, X., Пэн, Х. и др .: Одновременная оптимизация топологии и размеров компонентов для гибридных трансмиссий с двойным планетарным редуктором. Энергия 9 (6), 411–427 (2016)
Google Scholar
Дагчи О. Х., Пэн Х .: Метод исследования гибридных архитектур электрических трансмиссий с двумя планетарными передачами. SAE Int. J. Altern. Силовые агрегаты 5 (1), 94–108 (2016)
Google Scholar
Нго, Х.Т., Ян, Х.С.: Синтез конфигурации параллельных гибридных передач. Мех. Мах. Теория 97 , 51–71 (2016)
Google Scholar
Нго, Х.Т., Ян, Х.С.: Новые конфигурации гибридных трансмиссий с использованием простой планетарной передачи. J. Mech. Робот. 8 (2), 1–10 (2016)
Google Scholar
Hellenbroich, G., Ruschhaupt, J.: Новаторское семейство xDCT — чрезвычайно компактные 7- и 10-скоростные DCT FEV. В: Proceedings of Symposium on International Automotive Technology, India (2013)
Leesch, M .: Beitrag zur systematischen synthese und bewertung von doppelkupplungsgetrieben. Хемницкий технологический университет. Диссертация (2012)
Юэ, Дж. Х., Ли, Х .: Оптимизация параметров системы трансмиссии с 7 валами на основе MATLAB. J. Mech. Трансм. 39 (5), 80–84 (2015)
Google Scholar
Ма, M.Y., Лю, Y.F., Xu, X.Y., и др .: Выбор конструкции сдвигающего элемента на основе генетического алгоритма. J. Beijing Univ. Аэронавт. Астронавт. 40 (10), 1327–1377 (2014)
Google Scholar
Россетти, А., Макор, А .: Многоцелевая оптимизация гидромеханических передач с разделением мощности. Мех. Мах. Теория 62 , 112–128 (2013)
Google Scholar
Xu, X.Y., Chen, Z.F., Liu, Y.J., et al .: Процедура числовой оптимизации для задачи оптимизации зубчатой передачи двухскоростной специальной электрической трансмиссии. Энергия 10 (9), 1362–1385 (2017)
Google Scholar
Чен, З.Ф .: Критические технологии мехатронной системы двухступенчатой автоматической коробки передач, предназначенные для электромобилей. Бейханский университет. Диссертация (2018)
Чжан, Х., Пэн, Х., Сан, Дж .: Практически оптимальная стратегия управления питанием для быстрого определения размеров компонентов многомодовых гибридных автомобилей с разделением мощности. IEEE Trans. Control Syst. Technol. 23 (2), 609–618 (2015)
Google Scholar
Когучи, Т .: Эволюция вариатора со вспомогательной коробкой передач. В кн .: Материалы 9-го Международного симпозиума CTI. Шанхай, Китай (2015)
Scherer, H .: 6-ступенчатая автоматическая коробка передач ZF для легковых автомобилей.Технический документ SAE 2003-01-0596 (2003)
Дик А., Грейнер Дж., Локер А. и др.: Возможности оптимизации для современного 8-ступенчатого АКПП. SAE Int. J. Passeng. Cars Mech. Syst. 6 (2), 899–907 (2013)
Google Scholar
Уодзуми, С., Танигучи, Т., Цукамото, К. и др .: Новая шестиступенчатая автоматическая трансмиссия AISIN AW для автомобилей с задним приводом. Технический документ SAE 2004-01-0652 (2004)
Кондо М., Хасегава Ю., Таканами Ю. и др .: 8-ступенчатая автоматическая коробка передач Toyota AA80E с новой системой управления трансмиссией. Технический документ SAE 2007-01-1311 (2007)
Suzuki, T., Sugiura, H., Niinomi, A. и др .: Новая 10-ступенчатая автоматическая коробка передач с задним приводом для легковых автомобилей. SAE Int. J. Двигатели 10 (2), 695–700 (2017)
Google Scholar
Greiner, J., Doerr, C., Nauerz, H.и др .: Новый «7G-TRONIC» от Mercedes-Benz: инновационная технология трансмиссии для улучшения ходовых качеств, комфорта и экономии топлива. Технический документ SAE 2004-01-0649 (2004)
Doerr, C., Homm, M., Indlekofer, G .: Новая автоматическая коробка передач 9G-Tronic от Mercedes-Benz. В: Материалы 12-го Международного симпозиума CTI — Автомобильные трансмиссии и приводы HEV и EV, Берлин, Германия, стр. 153–160 (2013)
Харт, Дж. М .: Заднеприводная восьмиступенчатая автоматическая трансмиссия General Motors.SAE Int. J. Passeng. Cars Mech. Syst. 7 (1), 289–294 (2014)
Google Scholar
Бремер, М., Диози, Г., Хаупт, Дж .: 10-ступенчатая автоматическая коробка передач. Патент US 13/852589 (2013)
Клюемпер, С.: Новая 9-ступенчатая полностью автоматическая коробка передач Allison для средних режимов работы. В: Материалы 12-го Международного симпозиума CTI, Мичиган, США (2018)
Gaertner, L., Ebenhoch, M.: Автоматическая коробка передач ZF 9HP48, система трансмиссии, конструкция и механические детали. SAE Int. J. Passeng. Cars Mech. Syst. 6 (2), 908–917 (2013)
Google Scholar
Като, Н., Танигучи, Т., Цукамото, К. и др .: Новая шестиступенчатая автоматическая коробка передач AISIN AW для автомобилей FWD. Технический документ SAE 2004-01-0651 (2004)
Аоки, Т., Като, Х., Като, Н. и др .: Первая в мире 8-ступенчатая автоматическая трансмиссия с поперечным расположением передач.Технический документ SAE 2013-01-1274 (2013)
Fischer, HC, Diaz-Theilmann, A., Lecomte, O., et al .: Третье поколение 6-ступенчатой автоматической коробки передач Global FWD (GF6) . В: Proceedings of International VDI Congress, Friedrichshafen, Germany, pp. 299–316 (2014)
Bockenstette, C.M., Marin, C.E., Otanez, P.G., и др .: Девятиступенчатая коробка передач с фиксирующим механизмом. Патент US 20140378266 (2014)
Реннекер, К .: «Хет-трик» Форда: 3 новые 8-ступенчатые автоматические трансмиссии.В: Proceedings of the 12th International CTI Symposium, Michigan, USA (2018)
Suigino, S., Muramatsu, I.: 10-ступенчатая автоматическая коробка передач Honda. В: Материалы 12-го Международного симпозиума CTI, Мичиган, США (2018)
Fu, Y.X., Yang, Y., Xu, X.Y. и др .: Новый архетип автоматической трансмиссии. Технический документ SAE 2011-01-1429 (2011)
Шрайбер, В., Рудольф, Ф., Беккер, В .: Новая коробка передач с двойным сцеплением от Volkswagen.ATZ Worldw. 105 (11), 2–6 (2003)
Google Scholar
Хадлер Дж., Мецнер Ф., Шефер М. и др .: Семиступенчатая коробка передач с двойным сцеплением от Volkswagen. ATZ Worldw. 110 (6), 26–33 (2008)
Google Scholar
Хадлер, Дж., Шефер, М., Грёлих, Х. и др .: DQ500 — новая семиступенчатая коробка передач с двойным сцеплением Volkswagen для высоких крутящих моментов.In: Proceedings of the 18th Aachen Colloquium Automobile and Engine Technology, Aachen, Germany (2009)
Machida, S., Yagi, N., Miyata, K., et al .: Разработка 8-ступенчатой DCT с гидротрансформатором для автомобилей среднего размера. Honda R&D Tech. Ред. 26 , 119–125 (2014)
Google Scholar
Donges, A., Jauch, F., Sibla, C .: CO 2 потенциалов для дальнейшего развития комплекта трансмиссии 8HP.В: Материалы 16-го Международного симпозиума CTI, Берлин, Германия (2017)
Шульц, Дж .: Разделительные пружины для активного разделения фрикционных дисков в системах мокрого сцепления. В: Материалы 10-го Международного симпозиума и выставки CTI, Берлин, Германия (2011)
Наунхеймер, Х., Берче, Б., Рыборц, Дж. И др .: Автомобильные трансмиссии: основы, выбор, дизайн и применение. Шпрингер, Берлин (2011)
Google Scholar
Дёрр К., Кальчински Х., Ринк А. и др .: Девятиступенчатая автоматическая коробка передач 9G-Tronic от Mercedes-Benz. ATZ Worldw. 116 (1), 20–25 (2014)
Google Scholar
Итикава, С., Такеучи, Х., Фукуда, С. и др .: Разработка новой гибридной системы с подключаемым модулем для автомобилей компактного класса. SAE Int. J. Altern. Силовые агрегаты 6 (1), 95–102 (2017)
Google Scholar
Ивасава Т., Момои М., Хаякава К. и др.: Разработка новой системы вариатора для Jatco CVT7 W / R. В: Материалы 5-го Международного симпозиума CTI, Шанхай, Китай (2016)
Донг, П., Лю, Ю.Ф., Сюй, X.Y .: Метод применения системы с двумя насосами в автоматических трансмиссиях для энергосбережения. Adv. Мех. Англ. 7 (7), 1–11 (2015)
Google Scholar
Лю Ю.Ф., Донг П., Лю, Ю., и др .: Разработка и применение электрического масляного насоса в автоматической коробке передач для повышения эффективности и функции старт-стоп. J. Central South Univ. 23 (3), 570–580 (2016)
Google Scholar
Лю Ю., Ван С.Х., Донг П. и др.: Динамический анализ и управление автоматической коробкой передач для функции старт-стоп и повышения эффективности. Математика. Пробл. Англ. 2015 , 1–13 (2015)
Google Scholar
Ли Р.Ф., Ван Дж.Дж .: Динамическая вибрация, удары и шум редукторной системы. China Science Press, Пекин (1997)
Google Scholar
Хаузер, Д.Р., Уэда, Ю., Харианто, Дж .: Определение источника воющего шума зубчатых колес. Gear Solut. 2 , 17–22 (2004)
Google Scholar
Смит, Д.Д .: Шум и вибрация зубчатых колес. Марсель Деккер, Нью-Йорк (2003)
Google Scholar
Lei, Y.L., Hou, L.G., Fu, Y., и др.: Управление скулом трансмиссии с помощью многоцелевой оптимизации и модификации конструкции. Технический документ SAE 2018-01-0993 (2018)
Белломо, П., Де Вито, Н., Ланг, С.Х. и др .: Углубленное исследование трансмиссии транспортных средств для выявления причин дребезжания незакрепленных компонентов трансмиссии. Технический документ SAE 2002-01-0702 (2002)
Джадхав С.М .: Анализ NVH трансмиссии, включая динамику сцепления и передачи. Технический документ SAE 2014-01-1680 (2014)
Galvagno, E., Guercioni, G.R., Vigliani, A .: Анализ чувствительности конструктивных параметров трансмиссии с двойным сцеплением, сосредоточенный на характеристиках NVH. Технический документ SAE 2016-01-1127 (2016)
Crowther, A.R., Zhang, N., Singh, R .: Разработка имитационной модели clunk для автомобиля с задним приводом с автоматической коробкой передач. Технический документ SAE 2005-01-2292 (2005)
Ван, Дж., Лей, Ю., Ге, А. и др .: Анализ качества шума и разработка показателей в условиях переходного режима переключения.SAE Int. J. Passeng. Cars Mech. Syst. 1 (1), 250–257 (2008)
Google Scholar
Чатурведи, Г.К., Томас, Д.У .: Обнаружение неисправностей подшипников с использованием адаптивного шумоподавления. J. Mech. Des. 104 (2), 280–289 (1982)
Google Scholar
Юэ, Г., Ню, В., Чжао, Дж. И др.: Разрешение хныканья зубчатой передачи с помощью модификации зуба и анализа динамики нескольких тел.Технический документ SAE 2016-01-1061 (2016)
Байл, Ю., Гондхалекар, А., Кумбхар, М.: Исследования дребезжания нейтральной передачи на ранних стадиях проектирования. Технический документ SAE 2013-26-0109 (2013)
Кэмпбелл, Б., Стокс, В., Стейер, Г. и др.: Снижение шума шестерен автоматической трансмиссии посредством динамического моделирования методом конечных элементов. Технический документ SAE 971966 (1997)
Монтанари, М., Ронки, Ф., Росси, К. и др .: Контроль и оценка характеристик сервосистемы сцепления с гидравлическим приводом.Control Eng. Практик. 12 (11), 1369–1379 (2004)
Google Scholar
Уотсон, М., Байингтон, К., Эдвард, Д. и др.: Динамическое моделирование и прогнозирование остаточного срока службы на основе износа систем сцепления высокой мощности. Трибол. Пер. 48 (2), 208–217 (2005)
Google Scholar
Уокер, П.Д., Чжу, Б., Чжан, Н .: Нелинейное моделирование и анализ электромагнитных клапанов прямого действия для управления сцеплением.J. Dyn. Syst. Измер. Contr. 136 (5), 1–9 (2014)
Google Scholar
Лю, З., Гао, Дж., Чжэн, К .: Надежная конструкция контроллера проскальзывания сцепления для автоматической коробки передач. Proc. Inst. Мех. Англ. D J. Autom. Англ. 225 (8), 989–1005 (2011)
Google Scholar
Ван де Вен, Дж. Д., Кьюсак, Дж .: Синтез и базовые испытания цифровой муфты с широтно-импульсной модуляцией.Мех. Мах. Теория 78 (78), 81–91 (2014)
Google Scholar
Датта, А., Депретере, Б., Ионеску, С. и др.: Сравнение двухуровневых стратегий NMPC и ILC для управления мокрым сцеплением. Control Eng. Практик. 22 , 114–124 (2014)
Google Scholar
Датта, А., Чжун, Ю., Депретер, Б., и др .: Стратегии обучения на основе моделей и без моделей для управления мокрым сцеплением.Мехатроника 24 (8), 1008–1020 (2014)
Google Scholar
Мэн, Ф., Чен, Х.Й., Чжан, Т. и др.: Контроль заполнения муфты автоматической трансмиссии для тяжелых транспортных средств. Мех. Syst. Сигнальный процесс. 64–65 , 16–28 (2015)
Google Scholar
Пинте, Г., Депретер, Б., Сименс, В. и др.: Итеративное обучение управления заполнением мокрых сцеплений.Мех. Syst. Сигнальный процесс. 24 (7), 1924–1937 (2010)
Google Scholar
Гао, Б.З., Чен, Х., Ху, Й.Ф. и др .: Нелинейное управление с прямой связью и обратной связью для техники переключения сцепления. Veh. Syst. Дин. 49 (12), 1895–1911 (2011)
Google Scholar
Гао, Б.З., Чен, Х., Ли, Дж. И др .: Управление с обратной связью на основе наблюдателя во время фазы крутящего момента процесса переключения сцепления.Int. J. Veh. Des. 58 (1), 93–108 (2012)
Google Scholar
Chen, L., Xi, G., Yin, C.L .: Адаптивное управление, указанное на модели, для компенсации перехода от скольжения к джойстику во время включения сцепления. Int. J. Autom. Technol. 12 (6), 913–920 (2011)
Google Scholar
Датта, А., Ионеску, К.М., Де Кейзер, Р. и др .: Надежное и двухуровневое (нелинейное) прогнозирующее управление переключаемыми динамическими системами с неизвестными ссылками для оптимального сцепления с мокрым сцеплением.Proc. Inst. Мех. Англ. I J. Syst. Control Eng. 228 (4), 233–244 (2013)
Google Scholar
Song, X., Sun, Z .: Управление сцеплением на основе давления для автомобильных трансмиссий с помощью контроллера скользящего режима. IEEE / ASME Trans. Мехатрон. 17 (3), 534–546 (2012)
Google Scholar
Watechagit, S .: Моделирование и оценка ступенчатой автоматической трансмиссии с технологией переключения сцепления.Университет штата Огайо. Диссертация (2004)
Лю Ю.Г., Цинь Д.Т., Цзян Х. и др.: Стратегия управления переключением передач и экспериментальная проверка сухих трансмиссий с двойным сцеплением. Мех. Мах. Теория 75 , 41–53 (2014)
Google Scholar
Ван Беркель, К., Хофман, Т., Серраренс, А., и др .: Быстрое и плавное управление включением сцепления для трансмиссий с двойным сцеплением. Control Eng. Практик. 22 , 57–68 (2014)
Google Scholar
Мишра, К.Д., Сринивасан, К .: Надежное нелинейное управление фазой инерции при переключении от муфты к муфте. IFAC-PapersOnLine 48 (15), 277–284 (2015)
Google Scholar
Ху, Ю.Ф., Тиан, Л., Гао, Б.З. и др.: Нелинейное управление переключением передач трансмиссий с двойным сцеплением во время фазы инерции. ISA Trans. 53 (4), 1320–1331 (2014)
Google Scholar
Лю, К.Ф., Чен, Х., Гао, Б.З. и др.: Управление переключением передач с двойным сцеплением с использованием трехступенчатого нелинейного метода. IFAC Proc. Vol. 47 (3), 5884–5889 (2014)
Google Scholar
Чжао, З.Г., Хе, Л., Чжэн, З.Х. и др .: Самонастраивающееся оптимальное управление сухой трансмиссией с двойным сцеплением (DCT) во время процесса запуска. Мех. Syst. Сигнальный процесс. 68–69 , 504–522 (2016)
Google Scholar
Ким, Д., Хан, Дж., Шин, Б. и др.: Адаптивное управление компенсацией автоматических трансмиссий транспортных средств для плавных переходных процессов на основе интеллектуального диспетчера. KSME Int. J. 15 (11), 1472–1481 (2001)
Google Scholar
Ши, Г., Донг, П., Сан, HQ и др .: Адаптивное управление процессом переключения в автоматических трансмиссиях. Int. J. Autom. Technol. 18 (1), 179–194 (2017)
Google Scholar
Дэн В., Шимада Т .: Улучшение ощущения ускорения вариатора за счет ступенчатого управления переключением передач. В: Материалы 5-го Международного симпозиума CTI, Шанхай, Китай (2016)
Хеллер, С .: Новая гибридная трансмиссия BMW с восьмиступенчатой гибридной трансмиссией. В: Материалы 4-го Международного симпозиума CTI, Шанхай, Китай (2015)
Сюй, X.Y .: Разработка технологии трансмиссии для энергосберегающих транспортных средств и транспортных средств с новыми энергоресурсами.J. Autom. Saf. Энергетика 8 (4), 323–332 (2017)
Google Scholar
Майзель Дж .: Аналитическая основа для трансмиссии Toyota Prius THS-II в сравнении с мощной параллельной гибридно-электрической трансмиссией. Технический документ SAE 2006-01-0666 (2006)
Сузуки Ю., Нишимин А., Баба С. и др.: Разработка новой гибридной трансмиссии с подзарядкой от двигателя для автомобилей компактного класса. Технический документ SAE 2017-01-1151 (2017)
Cesiel, D., Zhu, C .: Система зарядки Voltec нового поколения. Технический документ SAE 2016-01-1229 (2016)
Шен, Д.Ф., Ван, К., Ю, Х.С. и др.: Исследование стратегии управления энергопотреблением для комбинированного гибридного электромобиля с разделением мощности. Автомат. Англ. 39 (1), 15–22 (2017)
Google Scholar
Иноуэ, М., Такамацу, Х., Огами, М. и др .: Двигатель новой конструкции для полностью гибридного электромобиля.SAE Techical Paper 2016-01-1225 (2016)
Ленг, Х.Х., Ге, Х.Л., Сан, Дж. И др .: Подключаемая гибридная электрическая система SAIC Roewe 550. Sci. Technol. Ред. 34 (6), 90–97 (2016)
Google Scholar
Хуанг, Й., Ван, Х., Хаджепур, А .: Модель прогнозирующего управления стратегиями управления мощностью для HEV: обзор. J. Источники энергии 341 , 91–106 (2017)
Google Scholar
Zhuang, W., Zhang, X., Li, D .: Дизайн карты переключения режимов и интегрированное управление энергопотреблением многомодового гибридного электромобиля. Прил. Энергетика 204 , 476–488 (2017)
Google Scholar
Гао, Ю., Эхсани, М .: Методология проектирования и управления подключаемыми гибридными электромобилями. IEEE Trans. Industr. Электрон. 57 (2), 633–640 (2010)
Google Scholar
Сомаяджула, Д., Мейнц, А., Фирдоуси, М .: Разработка эффективных гибридных электромобилей. IEEE Veh. Technol. Mag. 4 (2), 65–72 (2009)
Google Scholar
Сюй, X.Y., Ву, X.X., Джордан, М. и др .: Скоординированное управление запуском двигателя одномоторных гибридных электромобилей P2 с учетом различных дорожных ситуаций. Энергия 11 (1), 207–229 (2018)
Google Scholar
Ян, К., Цзяо, X.H., Ли, Л. и др .: Надежный H ∞ Система управления переходом в иерархический режим на основе управления для подключаемого гибридного электромобиля. Мех. Syst. Сигнальный процесс. 99 , 326–344 (2018)
Google Scholar
Чен, Л., Си, Г., Сан, Дж .: Управление координацией крутящего момента во время перехода между режимами для последовательно-параллельного гибридного электромобиля.IEEE Trans. Veh. Technol. 61 (7), 2936–2949 (2012)
Google Scholar
Чжао, З.Г., Лей, Д., Чен, Дж. И др.: Оптимальное управление переключением режимов для полноприводного гибридного электромобиля с сухой трансмиссией с двойным сцеплением. Мех. Syst. Сигнальный процесс. 105 , 68–89 (2018)
Google Scholar
Кум, Д .: Управление запуском двигателя для оптимальной управляемости параллельных гибридных электромобилей.J. Dyn. Syst. Измер. Contr. 135 (2), 450–472 (2013)
Google Scholar
Йошиока, Т., Сугита, Х .: Технология снижения шума и вибрации при разработке гибридных транспортных средств. Технический документ SAE 2001-01-1415 (2001)
Ван, К., Чжао, З., Чжан, Т. и др .: Координированное управление переходом режима для составного гибридного автомобиля с разделением мощности. Мех. Syst. Сигнальный процесс. 87 , 192–205 (2017)
Google Scholar
Зенг, X., Ян, Н., Ван, Дж. И др .: Стратегия динамического управления координацией на основе прогнозной модели для гибридных электрических автобусов с разделением мощности. Мех. Syst. Сигнальный процесс. 60–61 , 785–798 (2015)
Google Scholar
Эхсани, М., Гао, Ю., Эмади, А .: Современные электрические, гибридные электрические транспортные средства и транспортные средства на топливных элементах: основы, теория и дизайн. CRC Press, Бока-Ратон (2005)
Google Scholar
Лю Дж., Анвар М., Чианг П. и др.: Дизайн силовой установки Chevrolet Bolt EV. SAE Int. J. Altern. Силовые агрегаты 5 (1), 79–86 (2016)
Google Scholar
Scharr, S., Vahlensieck, B., Ketteler, K.H., et al .: Первые результаты вождения и тестирования привода электромобиля ZF EVD1. В: Proceedings of 2013 T / M Symposium, Suzhou, China (2013)
Ruan, J.G., Walker, P.D., Чжан, Н. и др .: Исследование гибридной системы накопления энергии в многоскоростном электромобиле. Энергетика 140 (1), 291–306 (2017)
Google Scholar
Сорниотти А., Субраманян С., Тернер А. и др .: Выбор оптимальной компоновки коробки передач для электромобиля. SAE Int. J. Двигатели 4 (1), 1267–1280 (2011)
Google Scholar
Ву, X.X., Донг, П., Сюй, X.Y. и др .: Энергосбережение электромобилей за счет применения многоскоростных трансмиссий. В: Материалы Международной конференции по автомобильной инженерии, машиностроению и электротехнике, Гонконг, Китай, стр. 15–22 (2017)
Гао, Б., Лян, К., Сян, Ю., и др. др .: Оптимизация передаточного числа и управление переключением 2-скоростной I-AMT в электромобиле. Мех. Syst. Сигнальный процесс. 50–51 , 615–631 (2015)
Google Scholar
Ким, Ю., Ким, Х., Ли, И. и др .: Регулятор скорости для уменьшения толчков при переключении передач в электромобилях с двухскоростным AMT. J. Power Electron. 16 (4), 1355–1366 (2016)
Google Scholar
Чжоу, X., Уокер, П.Д., Чжан, Н. и др .: Численное и экспериментальное исследование тормозящего момента в двухскоростной коробке передач с двойным сцеплением. Мех. Мах. Теория 79 , 46–63 (2014)
Google Scholar
Кэмпбелл, Б., Померло, М., Говиндсвами, К. и др.: Интегрированные электрические приводы с двумя скоростями. В: Материалы 12-го Международного симпозиума CTI, Мичиган, США (2018)
Берг, М., Рейманн, В., Восс, Б.: DrivePacEV80 — высокоинтегрируемый электрический привод для электромобилей. В: Proceedings of 3rd Aachen Colloquium China Automobile and Engine Technology, Пекин, Китай, стр. 1–32 (2013)
Chen, Z.F., Liu, Y.F., Fu, Y.X.и др.: Управление переключением на более высокую передачу с ограничением крутящего момента двигателя в электромобилях с автоматическими трансмиссиями. Proc. Inst. Мех. Англ. D J. Autom. Англ. 230 (1), 18–36 (2016)
Google Scholar
Хе, Х., Чжун, Х., Ниу, М .: Гибридизация трансмиссии с электрической осью. В: Материалы 4-го симпозиума CTI, Шанхай, Китай (2015)
Фанг, С.Н., Сонг, Дж., Сонг, Х.Дж. и др .: Разработка и управление новой двухскоростной непрерывной механической трансмиссией. для электромобилей.Мех. Syst. Сигнальный процесс. 75 , 473–493 (2016)
Google Scholar
Сорниотти А., Холдсток Т., Пилоне Г.Л. и др.: Анализ и моделирование методологии переключения передач для новой двухскоростной трансмиссии для электрических силовых агрегатов с центральным двигателем. Proc. Inst. Мех. Англ. D J. Autom. Англ. 226 (7), 915–929 (2012)
Google Scholar
Yuan, Y., Wu, G., He, X., et al .: Разработка трансмиссии электромобилей в Китае. В: Материалы Международного симпозиума ASME / ISCIE 2012 по гибкой автоматизации, Сент-Луис, США, стр. 597–603 (2012)
Чен, X., Гу, К., Инь, Дж., И др. др .: Обзор интеграции шасси электромобиля с распределенным приводом. В: Proceedings of Transportation Electrification Asia-Pacific, Beijing, China, pp. 1–5 (2014)
Переосмысление транспортных средств на новой энергии: исследовательские инновации в Университете Тунцзи (в США) (2017).http://www.sciencemag.org/collections/reimagining-new-energy-vehicles-research-innovations-tongji-university. По состоянию на 1 июня 2018 г.
Новеллис, Л.Д., Сорниотти, А., Грубер, П. и др .: Сравнение методов управления с обратной связью для управления вектором крутящего момента полностью электрических транспортных средств. IEEE Trans. Veh. Technol. 63 (8), 3612–3623 (2014)
Google Scholar
Фаллах, С., Хаджепур, А., Фидан, Б., и др .: Оптимальное векторизация крутящего момента транспортного средства с использованием обратной связи по производной состояния и линейного матричного неравенства. IEEE Trans. Veh. Technol. 62 (4), 1540–1552 (2013)
Google Scholar
Джалали, М., Хашеми, Э., Хаджепур, А. и др .: Модель прогнозирующего контроля опрокидывания транспортного средства с экспериментальной проверкой. Control Eng. Практик. 77 (1), 95–108 (2018)
Google Scholar
Шуай, З., Чжан, Х., Ван, Дж. И др .: Управление боковым движением для четырехколесных электромобилей с независимым приводом с использованием оптимального распределения крутящего момента и динамического планирования приоритетов сообщений. Control Eng. Практик. 24 (1), 55–66 (2014)
Google Scholar
Шуай, З., Чжан, Х., Ван, Дж. И др .: Комбинированное управление полноприводными электромобилями с независимым приводом через AFS и DYC по сети CAN с изменяющимися во времени задержками.IEEE Trans. Veh. Technol. 63 (2), 591–602 (2014)
Google Scholar
Инь, Г., Ван, Р., Ван, Дж .: Надежное управление четырехколесными автономными наземными электромобилями с помощью внешней генерации рысканья. Int. J. Automot. Technol. 16 (5), 839–847 (2015)
Google Scholar
Wang, R., Zhang, H., Wang, J .: Линейный отказоустойчивый контроллер с изменяющимся параметром для класса нелинейных систем с избыточным срабатыванием, применяемых в электромобилях.IET Control Theory Appl. 8 (9), 705–717 (2014)
MathSciNet Google Scholar
Wang, R., Zhang, H., Wang, J .: Конструкция контроллера линейного изменения параметров для четырехколесных электромобилей с независимым приводом и активными системами рулевого управления. IEEE Trans. Control Syst. Technol. 22 (4), 1281–1296 (2014)
Google Scholar
Чен, Й., Ван, Дж .: Быстрое и глобальное оптимальное энергосберегающее распределение управления с приложениями для сверхактивных наземных электромобилей. IEEE Trans. Control Syst. Technol. 20 (5), 1202–1211 (2012)
Google Scholar
Чен, Й., Ван, Дж .: Разработка и оценка электрических дифференциалов для наземных электромобилей с избыточным приводом с четырьмя независимыми колесными двигателями. IEEE Trans. Veh. Technol. 61 (4), 1534–1542 (2012)
Google Scholar
Хосравани, С., Касаэзаде, А., Хаджепур, А., и др .: Управление транспортным средством на основе вектора крутящего момента, устойчивое к неопределенностям водителя. IEEE Trans. Veh. Technol. 64 (8), 3359–3367 (2015)
Google Scholar
Чен, X., Инь, Дж., Ван, В. и др .: Подходы к уменьшению отрицательного воздействия большой неподрессоренной массы электромобилей с приводом на колеса. J. Adv. Мех. Des. Syst. Manuf. 10 (4), 1–17 (2016)
Google Scholar
Ван, Р., Цзин, Х., Ян, Ф. и др .: Оптимизация и конечная частота H ∞ Управление активной подвеской в наземных электромобилях с приводом от колесных электродвигателей. J. Franklin Inst. 352 (2), 468–484 (2015)
MathSciNet МАТЕМАТИКА Google Scholar
Сакаи, С., Садо, Х., Хори, Й .: Новый метод предотвращения заноса для электромобиля с 4 независимыми колесными двигателями.В: Proceedings of IEEE International Symposium on Industrial Electronics, Bled, Slovenia, pp. 934–939 (1999)
Sakai, SI, Sado, H., Hori, Y .: Управление движением в электромобиле с четыре независимо приводимых в колеса мотора. IEEE / ASME Trans. Мехатрон. 4 (1), 9–16 (1999)
Google Scholar
Ван, Р., Чен, Ю., Фенг, Д., и др.: Разработка и характеристика характеристик наземного электрического транспортного средства с независимо приводимыми в действие колесными двигателями.J. Источники энергии 196 (8), 3962–3971 (2011)
Google Scholar
Чжан, Г., Чжан, Х., Ван, Дж. И др.: Идентификация типа неисправности и оценка неисправности активной системы рулевого управления электромобиля в нормальных условиях движения. Proc. Inst. Мех. Англ. D J. Autom. Англ. 231 (12), 1679–1692 (2017)
Google Scholar
Чжан, Х., Чжан, Г., Ван, Дж .: H ∞ Дизайн наблюдателя для систем LPV с неопределенными измерениями переменных планирования: применение к наземному электромобилю. IEEE / ASME Trans. Мехатрон. 21 (3), 1659–1670 (2016)
Google Scholar
Чжан, Х., Чжан, Г., Ван, Дж .: Оценка угла бокового скольжения наземного электромобиля с помощью конечной частоты H ∞ подход.IEEE Trans. Трансп. Electrif. 2 (2), 200–209 (2016)
Google Scholar
Годжиа, Т., Сорниотти, А., Новеллис, Л.Д., и др.: Интегральный скользящий режим для управления вектором крутящего момента полностью электрических транспортных средств: теоретический дизайн и экспериментальная оценка. IEEE Trans. Veh. Technol. 64 (5), 1701–1715 (2015)
Google Scholar
Новеллис, Л.Д., Сорниотти, А., Грубер, П. и др.: Прямое управление моментом рыскания, приводимое в действие с помощью электрических трансмиссий и фрикционных тормозов: теоретический дизайн и экспериментальная оценка. Мехатроника 26 , 1–15 (2015)
Google Scholar
Ван, Ю.Ф., Фудзимото, Х., Хара, С .: Распределение движущей силы и управление для электромобилей с четырьмя колесными двигателями: пример ускорения на поверхностях с разделенным трением. IEEE Trans.Industr. Электрон. 4 (64), 3380–3388 (2017)
Google Scholar
Ху, Дж. С., Ван, Ю., Фудзимото, Х. и др.: Надежный контроль устойчивости к рысканью для колесных электромобилей. IEEE / ASME Trans. Мехатрон. 22 (3), 1360–1370 (2017)
Google Scholar
Ni, J., Hu, J., Xiang, C .: Управление огибающей для четырехколесного автономного наземного транспортного средства с независимым приводом через интегрированное управление AFS / DYC.IEEE Trans. Veh. Technol. 66 (11), 9712–9726 (2017)
Google Scholar
Ни, Дж., Ху, Дж., Сян, К .: Конструкция и реализация транспортного средства с конфигурацией управления на электромобиле X-by-wire. IEEE Trans. Veh. Technol. 67 (5), 3755–3766 (2018)
Google Scholar
Чжу, Х., Ю, З., Сюн, Л. и др .: Стратегия управления антиблокировочной тормозной системой для электромобилей с полным приводом, основанная на управлении изменяемой структурой.Технический документ SAE 2013-01-0717 (2013)
Ленг, Б., Сюн, Л., Цзинь, К. и др .: Управление рулевым управлением с дифференциальным приводом для электромобиля с приводом на колеса. SAE Int. J. Passeng. Автомобили Электрон. Электр. Syst. 8 (2), 433–441 (2015)
Google Scholar
Разъяснение типов систем автоматической трансмиссии, доступных в Индии
С ростом индийского автомобильного рынка растет и выбор автомобилей и трансмиссий.Если раньше выбор в значительной степени зависел от компании и модели, которую вы предпочитаете, теперь все это изменилось. Одна и та же модель автомобиля предлагает несколько вариантов, и если вы не являетесь экспертом, это может стать немного сложнее. В этом блоге мы расскажем о типах автоматических трансмиссионных систем, доступных в Индии, и постараемся объяснить их все изо всех сил. Их довольно много, так что пристегнитесь.
Автоматическая механическая коробка передач (AMT)Возможно, вы знакомы с этим названием, поскольку это одна из самых распространенных автоматических коробок передач, доступных в Индии.Он может быть самым успешным на индийском рынке, но не лучшим.
AMT (AGS в Maruti Suzuki) РабочийAMT использует множество гидравлических систем, связанных с ЭБУ, который переключает передачи в зависимости от текущего числа оборотов автомобиля. Думайте об этом как о механической коробке передач, которая работает сама по себе, отсюда и название. Большинство автомобилей предлагают вам возможность игнорировать автоматическое переключение передач и позволяют переключать передачи вручную.
Использование той же системы, что и механическая коробка передач, делает ее дешевле и проще в эксплуатации.Затем ЭБУ управляет гидравлическими системами, находящимися внутри двигателя. ЭБУ с заводскими настройками считывания переключения передач при определенных оборотах заставляет гидравлическую систему работать, переключая передачи.
Плюсы Автомобили- AMT довольно дешевы, так как это в значительной степени обычная механическая коробка передач с некоторыми дополнительными деталями, которые держат цену близкой к варианту с механической коробкой передач.
- Они обеспечивают лучшую топливную экономичность, поскольку автомобили с AMT уже сделаны с учетом эффективности.Помня об этом, значения ECU поддерживаются в диапазоне, который обеспечивает максимальную топливную экономичность, а не производительность или комфорт. Почти все автомобили, оборудованные AMT, имеют возможность управлять вручную, что на самом деле помогает преодолеть одну из серьезных проблем с AMT, как описано ниже.
- Ручное переключение передач решает одну из проблем с системой AMT. В ЭБУ есть предустановленные правила, по которым он работает. Иногда это вызывает проблемы при обгоне или подъеме на холм, поскольку резкое переключение передач может вызвать проблемы, которые могут быть потенциально опасными.Переход на механическую коробку передач устраняет эту проблему, позволяя переключать передачи по собственному желанию. Поскольку у AMT нет педали сцепления в ручном режиме, все, что вам нужно сделать, это переместить рычаг привода вперед для переключения на повышенную передачу и назад для переключения на пониженную.
Если вы слышали, что это имя встречается на автоматических автомобилях Maruti Suzuki, то это потому, что это имя они дали своей собственной системе AMT. Он работает так же, как и обычный AMT, с той лишь разницей, что это имя.
Теперь перейдем к следующей крупной автоматической трансмиссии CVT.
Посетите канал GoMechanic на YouTube и подпишитесь на потрясающий автомобильный контент.
CVT — это новая автоматическая трансмиссия в Индии. Бесконечное передаточное число — его самое большое преимущество перед другими вариантами трансмиссии.
Высокотехнологичный вариатор X-Tronic CVT Рабочий CVT или бесступенчатая трансмиссия использует ремни и шкивы для обеспечения бесконечного передаточного числа.Чем больше передаточное число доступно, тем плавнее и эффективнее что-то.
В случае с вариатором, топливная экономичность является лучшей в своем классе, поскольку двигатель всегда работает на таких оборотах, что обеспечивает эффективность благодаря бесконечному изменению передаточного числа при необходимости.
- Как обсуждалось ранее, топливная эффективность вариатора высока из-за того, что двигатель всегда остается на низких оборотах из-за постоянных изменений передаточного числа.
- CVT может похвастаться низкими производственными затратами, поскольку в нем задействовано меньше движущихся частей, что снижает общую стоимость автомобиля.
- Из-за задержки в регулировке шкивов возникает задержка ускорения при использовании вариатора. Это делает их неэффективными.
- Ремонт обходится немного дороже, потому что соответствующие детали нелегко отремонтировать и требуются специалисты, которых трудно найти.
- Еще один недостаток, который, откровенно говоря, зависит от человека за рулем, — это ощущение от машины.CVT имеет плавное переключение передач, но для некоторых людей оно слишком плавное. Таким образом, у автомобиля нет выхода, и двигатель звучит довольно монотонно, что делает его немного скучным при вождении.
Теперь об одной из самых передовых систем трансмиссии DCT.
DCT с несколькими сцеплениями, валами и шестернями, вероятно, является одной из наиболее сложных систем трансмиссии.Он предлагает как высокоскоростное переключение передач, так и эффективность, эквивалентную механической коробке передач. DCT медленно растет на индийском рынке.
DCT — это основные названия, под которыми он известен разными компаниями. Volkswagen называет это DSG, Porsche PDK.
Коробка передач с двойным сцеплением Рабочая Проще говоря, DCT можно описать как две механические трансмиссии с автоматическим управлением. Работа намного сложнее, так что давайте перейдем к ней.
Как следует из названия, коробка передач имеет два сцепления, которые управляют четным и нечетным набором передач соответственно (сцепление 1 управляет 1,3,5 передачами, а сцепление 2 управляет 2,4,6 передачами). Так же, как и сцепления, у него также есть два трансмиссионных вала, которые, как вы могли догадаться, предназначены для передач с четными и нечетными номерами.
Блок-схема коробки передач с двойным сцеплением В корпусе есть два сцепления, которые мы обсуждали, а также два трансмиссионных вала, с которыми сцепления соединены.Для упрощения назовем его валами A и B. Таким образом, муфта 1 соединена с валом A, таким образом управляя 1,3 и 5 передачей, аналогично B, подключенной к управлению 2,3,5 муфты 2.
Теперь муфта решает, какая передача включена, толкая вал, на котором присутствует необходимая передача. Меньшие по размеру муфты на каждой передаче, называемые собачьими или хомутными муфтами, обеспечивают включение требуемой передачи.
Полное объяснение не приводится, поскольку оно довольно велико и выходит за рамки текущей темы.
- Благодаря принципу работы DCT обеспечивает более быстрое ускорение, чем другие варианты с автоматической коробкой передач, а иногда даже превосходит ручное.
- Отсутствие задержки и рывков благодаря упреждающему переключению передач.
- Высокая стоимость систем DCT из-за сложности и количества задействованных деталей.
- Еще одним недостатком количества задействованных деталей является стоимость ремонта и обслуживания.
Вперед к iMT система трансмиссии, которая прибыла в Индию с новым Hyundai Venue
Интеллектуальная механическая коробка передач (iMT)
Другой вариант AMT — iMT (это название не опечатка) также использует механическую коробку передач в качестве основы и делает ее автоматической. В случае iMT вы управляете коробкой передач как обычная механическая трансмиссия, однако вы управляете передачами, в то время как автомобиль управляет сцеплением.
Если вы помните, самой большой проблемой AMT было случайное переключение передач. Однако iMT выбирает эту неисправность и предоставляет вам полный контроль над переключением передач. Эта точка соприкосновения механической и автоматической коробки передач обязательно понравится любому любителю механической трансмиссии.
РабочийС помощью датчика намерения на рычаге переключения передач iMT Hyundai знает, когда вы собираетесь переключить передачу. Когда датчик получает показания от TGS, он включает сцепление, готовясь к переключению передач.Это позволяет водителю переключать передачи, не заботясь о сцеплении, которое автоматически нажимается самим автомобилем.
Плюсы- Самый большой плюс iMT — это возможность почувствовать себя при вождении с ручным управлением, при этом вам не придется иметь дело с головной болью, связанной с управлением сцеплением между бампером и бампером.
- iMT устраняет проблему автоматического переключения передач в неподходящее время, что делает его лучше AMT.
- Возможно, это улучшение по сравнению с AMT, но он все еще страдает от рывков при переключении передач, нет, благодаря одинарному сцеплению, которому приходится работать сверхурочно, чтобы продолжать включаться и выключаться.
Это касается доступных в настоящее время итераций автоматической коробки передач, доступных на индийском рынке. В ближайшее время этот список обязательно будет увеличиваться, поскольку на рынке ежедневно появляются новые технологии, а иностранные компании рассматривают Индию как один из основных центров производства и продажи автомобилей.
Более подробное объяснение: DCT против CVT против AMT | Выберите лучшую трансмиссию
Как работает автоматическая коробка передач | Искусство мужественности
Добро пожаловать в Gearhead 101 — серию статей об основах работы автомобилей для новичков в автомобилестроении.
Если вы следили за Gearhead 101, вы знаете, как работает двигатель автомобиля, как двигатель передает генерируемую мощность через трансмиссию и как механическая трансмиссия функционирует как своего рода распределительный щит между двигателем и трансмиссией.
Но большинство людей в наши дни (по крайней мере, если вы живете в Соединенных Штатах) водят машины с автоматической коробкой передач . Вы когда-нибудь задумывались, как ваша машина может переключаться на соответствующую передачу, не делая ничего, кроме нажатия на педаль газа или тормоза?
Ну, держись за свои задницы.Мы собираемся познакомить вас с одним из самых удивительных примеров механической (и гидравлической) инженерии в истории человечества: автоматической коробкой передач.
(Серьезно, я не преувеличиваю: как только вы поймете, как работают автоматические трансмиссии, вы будете поражены тем, что люди смогли придумать эту штуку без компьютеров.)
Время проверки: цель передачи
Прежде чем мы углубимся в тонкости работы автоматической коробки передач, давайте сделаем краткий обзор того, зачем вообще автомобилю нужна трансмиссия любого типа.
Как уже говорилось в нашем учебнике о том, как работает автомобильный двигатель, двигатель вашего транспортного средства создает вращательную силу. Чтобы сдвинуть машину с места, нам нужно передать эту крутящую силу на колеса. Это то, что делает трансмиссия автомобиля, частью которой является трансмиссия.
Но вот проблема: двигатель может вращаться только с определенной скоростью, чтобы работать эффективно. Если он вращается слишком низко, вы не сможете заставить машину двигаться с места; если он вращается слишком быстро, двигатель может самоуничтожиться.
Нам нужен способ умножить мощность, производимую двигателем, когда это необходимо (запуск с места, подъем в гору и т. Д.), Но также уменьшить количество мощности, передаваемой от двигателя, когда это не так. необходимо (спуск, очень быстрая езда, нажатие на тормоза).
Введите передачу.
Трансмиссия гарантирует, что ваш двигатель вращается с оптимальной скоростью (ни слишком медленно, ни слишком быстро), одновременно обеспечивая ваши колеса необходимой мощностью, необходимой для движения и остановки автомобиля, независимо от ситуации, в которой вы оказались.Он находится между двигателем и остальной трансмиссией и действует как распределительный щит автомобиля.
Ранее мы подробно описывали, как механические трансмиссии достигают этого за счет передаточных чисел. Соединяя друг с другом шестерни разного размера, вы можете увеличить мощность, передаваемую на остальную часть автомобиля, без значительного изменения скорости вращения двигателя. Если вы еще не поняли идею передаточных чисел, я рекомендую вам посмотреть видео, которое мы включили в прошлый раз, прежде чем двигаться дальше; ничто другое не будет иметь смысла, если вы не поймете эту концепцию.
В механической коробке передач вы контролируете, какие передачи включаются, нажимая на сцепление и переключая передачи на место.
В автоматической коробке передач блестящие инженеры определяют, какая передача включена, без каких-либо дополнительных действий, кроме как нажать на педаль газа или тормоза. Это автомобильная магия.
Детали автоматической коробки передач
Итак, к настоящему моменту вы должны иметь общее представление о назначении трансмиссии: она гарантирует, что ваш двигатель вращается с оптимальной скоростью (ни слишком медленно, ни слишком быстро), одновременно обеспечивая ваши колеса необходимой мощностью для движения. и остановите машину в любой ситуации.
Давайте посмотрим на детали, которые позволяют этому случиться в случае автоматической коробки передач:
Корпус трансмиссии
В кожухе трансмиссии находятся все части трансмиссии. Он похож на колокол, поэтому вы часто слышите, что его называют «кожухом колокола». Корпус трансмиссии обычно изготавливается из алюминия. Помимо защиты всех движущихся шестерен трансмиссии, кожух раструба на современных автомобилях имеет различные датчики, которые отслеживают входную скорость вращения от двигателя и выходную скорость вращения до остальной части автомобиля.
Гидротрансформатор
Вы когда-нибудь задумывались, почему вы можете включить двигатель автомобиля, но не дать ему двигаться вперед? Это потому, что поток мощности от двигателя к трансмиссии отключен. Это отключение позволяет двигателю продолжать работать, даже если остальная часть трансмиссии автомобиля не получает никакой мощности. На механической коробке передач вы отключаете питание двигателя от трансмиссии, нажимая на сцепление.
Но как отключить питание двигателя от остальной трансмиссии в автоматической коробке передач без сцепления?
Конечно, с гидротрансформатором.
Здесь начинается черная магия автоматических трансмиссий (мы еще даже не дошли до планетарных передач).
Гидротрансформатор находится между двигателем и трансмиссией. Это нечто похожее на пончик, которое находится внутри большого отверстия кожуха трансмиссии. Он выполняет две основные функции с точки зрения передачи крутящего момента:
- Передает мощность от двигателя на входной вал коробки передач
- Увеличивает выходной крутящий момент двигателя
Он выполняет эти две функции благодаря гидравлической силе, обеспечиваемой трансмиссионной жидкостью внутри вашей трансмиссии.
Чтобы понять, как это работает, нам нужно знать, как работают различные части гидротрансформатора.
Детали гидротрансформатора
В большинстве современных автомобилей гидротрансформатор состоит из четырех основных частей: 1) насос, 2) статор, 3) турбина и 4) муфта гидротрансформатора.
1. Насос (он же крыльчатка). Насос похож на вентилятор. У него есть пучок лезвий, расходящихся из его центра. Насос монтируется непосредственно на корпус гидротрансформатора, который, в свою очередь, прикручивается болтами непосредственно к маховику двигателя.Следовательно, насос вращается с той же скоростью, что и коленчатый вал двигателя. (Вы должны помнить об этом, когда мы рассмотрим, как работает гидротрансформатор.) Насос «качает» трансмиссионную жидкость от центра к центру. . .
2. Турбина. Турбина находится внутри корпуса преобразователя. Как и помпа, похожа на вентилятор. Турбина подключается непосредственно к входному валу трансмиссии. Он не подключен к насосу, поэтому может двигаться со скоростью, отличной от скорости насоса.Это важный момент. Это то, что позволяет двигателю вращаться с другой скоростью, чем остальная часть трансмиссии.
Турбина может вращаться благодаря трансмиссионной жидкости, которая подается из насоса. Лопасти турбины сконструированы таким образом, что жидкость, которую она получает, перемещается к центру турбины и обратно к насосу.
3. Статор (он же Реактор). Статор находится между насосом и турбиной. Похоже на лопасть вентилятора или пропеллер самолета (вы видите здесь узор?).Статор выполняет две функции: 1) более эффективно отправляет трансмиссионную жидкость от турбины обратно к насосу и 2) умножает крутящий момент, исходящий от двигателя, чтобы заставить автомобиль двигаться, но затем передает меньший крутящий момент, когда автомобиль едет на хорошей скорости. клип.
Это достигается благодаря умной инженерии. Во-первых, лопасти реактора сконструированы таким образом, что, когда трансмиссионная жидкость, выходящая из турбины, ударяется о лопатки статора, жидкость отклоняется в том же направлении, что и вращение насоса.
Во-вторых, статор соединен с неподвижным валом трансмиссии через одностороннюю муфту. Это означает, что статор может двигаться только в одном направлении. Это гарантирует, что жидкость из турбины будет направлена в одном направлении. Статор начнет вращаться только тогда, когда скорость жидкости от турбины достигнет определенного уровня.
Эти два конструктивных элемента статора облегчают работу насоса и создают большее давление жидкости. Это, в свою очередь, создает усиленный крутящий момент на турбине, и поскольку турбина соединена с трансмиссией, больший крутящий момент может передаваться на трансмиссию и остальную часть автомобиля.Уф.
4. Муфта гидротрансформатора. Из-за того, как работает гидродинамика, мощность теряется при переходе трансмиссионной жидкости от насоса к турбине. Это приводит к тому, что турбина вращается немного медленнее, чем насос. Это не проблема, когда автомобиль трогается с места (на самом деле именно разница скоростей позволяет турбине передавать больший крутящий момент на трансмиссию), но когда она движется, эта разница приводит к некоторой неэффективности энергии.
Чтобы свести на нет эту потерю энергии, большинство современных преобразователей крутящего момента имеют муфту преобразователя крутящего момента, которая соединена с турбиной.Когда автомобиль достигает определенной скорости (обычно 45-50 миль в час), муфта гидротрансформатора включается и заставляет турбину вращаться с той же скоростью, что и насос. Компьютер контролирует включение муфты гидротрансформатора.
Итак, это детали гидротрансформатора.
Давайте соберем все вместе и посмотрим, как будет выглядеть гидротрансформатор при переходе от полной остановки к крейсерской скорости:
Вы включаете машину, а она работает на холостом ходу.Насос вращается с той же скоростью, что и двигатель, и подает трансмиссионную жидкость к турбине, но поскольку двигатель не вращается очень быстро при полной остановке, турбина не вращается так быстро, поэтому она не может подавать крутящий момент к трансмиссии.
Вы нажимаете на газ. Это заставляет двигатель вращаться быстрее, что приводит к более быстрому вращению насоса гидротрансформатора. Поскольку насос вращается быстрее, трансмиссионная жидкость движется от насоса достаточно быстро, чтобы быстрее начать вращение турбины.Лопатки турбины направляют жидкость в статор. Статор еще не вращается, потому что скорость трансмиссионной жидкости недостаточно высока.
Но из-за конструкции лопаток статора, когда жидкость проходит через них, она отводит жидкость обратно к насосу в том же направлении, что и насос. Это позволяет насосу перемещать жидкость обратно в турбину с более высокой скоростью и создает большее давление жидкости. Когда жидкость возвращается в турбину, она делает это с большим крутящим моментом, в результате чего турбина передает больший крутящий момент на трансмиссию.Автомобиль трогается с места.
Этот цикл повторяется снова и снова по мере того, как ваша машина набирает скорость. Когда вы достигаете крейсерской скорости, трансмиссионная жидкость достигает давления, которое заставляет лопасти реактора окончательно вращаться. При вращении реактора крутящий момент уменьшается. На этом этапе вам не нужен большой крутящий момент для движения автомобиля, потому что автомобиль движется с хорошей скоростью. Муфта гидротрансформатора входит в зацепление и заставляет турбину вращаться с той же скоростью, что и насос и двигатель.
Хорошо, значит, гидротрансформатор — это то, что позволяет или предотвращает передачу мощности от двигателя на трансмиссию и то, что умножает крутящий момент на трансмиссию, чтобы автомобиль тронулся с места.Пора взглянуть на части трансмиссии, которые позволяют автомобилю переключаться автоматически.
Планетарные передачи
По мере того, как ваш автомобиль развивает более высокие скорости, ему требуется меньше крутящего момента, чтобы поддерживать движение. Трансмиссии могут увеличивать или уменьшать крутящий момент, передаваемый на колеса автомобиля, благодаря передаточным числам. Чем ниже передаточное число, тем больше крутящий момент. Чем выше передаточное число, тем меньше крутящий момент.
На механической коробке передач необходимо переместить рычаг переключения передач, чтобы изменить передаточное число.
В автоматической коробке передач передаточные числа увеличиваются и уменьшаются автоматически. И это возможно благодаря оригинальной конструкции планетарной передачи.
Планетарный редуктор состоит из трех компонентов:
- Солнечная шестерня. Находится в центре планетарной передачи.
- Планетарные шестерни / шестерни и их водило. Три или четыре шестерни меньшего размера, которые окружают солнечную шестерню и находятся в постоянном зацеплении с солнечной шестерней. Планетарные шестерни (или шестерни) установлены и поддерживаются водилом.Каждая из планетарных шестерен вращается на своих отдельных валах, которые соединены с водилом. Планетарные шестерни не только вращаются, но и вращаются вокруг солнечной шестерни.
- Зубчатый венец. Кольцевая шестерня — это внешняя шестерня с внутренними зубьями. Кольцевая шестерня окружает остальную часть зубчатой передачи, а ее зубья находятся в постоянном зацеплении с планетарными шестернями.
Один планетарный ряд может обеспечивать задний ход и пять уровней переднего хода. Все зависит от того, какой из трех компонентов зубчатой передачи движется или удерживается неподвижно.
Давайте посмотрим на это в действии с различными компонентами, действующими либо как входная шестерня (шестерня, вырабатывающая мощность), либо как выходная шестерня (шестерня, которая получает мощность), или как неподвижные.
Солнечная шестерня: входная шестерня / подшипник планетарной передачи: ведомая шестерня / коронная шестерня: неподвижно
В этом сценарии солнечная шестерня является входной. Кольцевая шестерня не двигается. Когда солнечная шестерня движется, а коронная шестерня удерживается на месте, планетарные шестерни будут вращаться на собственных валах водила и ходить вокруг внутренней части коронной шестерни, но в направлении, противоположном направлению солнечной шестерни.Это заставляет водило вращаться в том же направлении, что и солнечная шестерня. Таким образом, водило становится выходной шестерней.
Эта конфигурация создает низкое передаточное число, что означает, что входная шестерня (в данном случае солнечная шестерня) вращается быстрее, чем выходная шестерня (водило планетарной передачи). Но крутящий момент, создаваемый водилом планетарной передачи, намного больше, чем обеспечивает солнечная шестерня.
Такая конфигурация будет использоваться, когда автомобиль только начинает движение.
Солнечная шестерня: неподвижна / Планетарная передача: ведомая шестерня / Кольцевая шестерня: входная шестерня
В этом сценарии солнечная шестерня остается неподвижной, но коронная шестерня становится входной шестерней (то есть передает мощность в систему шестерен).Поскольку солнечная шестерня удерживается, вращающиеся планетарные шестерни будут ходить вокруг солнечной шестерни и нести водило планетарной передачи с собой.
Водило планетарной передачи движется в том же направлении, что и коронная шестерня, и является выходной шестерней.
Эта конфигурация создает немного более высокое передаточное число, чем первая конфигурация. Но входная шестерня (коронная шестерня) по-прежнему вращается быстрее, чем ведомая шестерня (водило планетарной передачи). Это приводит к тому, что планетарный редуктор передает больший крутящий момент или мощность остальной трансмиссии.Эта конфигурация, скорее всего, будет использоваться, когда ваш автомобиль ускоряется с полной остановки или когда вы едете в гору.
Солнечная шестерня: входная шестерня / Планетарная передача: ведомая шестерня / Кольцевая шестерня: входная шестерня
В этом сценарии солнечная шестерня и коронная шестерня действуют как входные шестерни. То есть оба вращаются с одинаковой скоростью и в одном направлении. Это приводит к тому, что планетарные шестерни не вращаются на отдельных валах. Почему? Если коронная шестерня и солнечная шестерня являются входными элементами, внутренние зубья коронной шестерни будут пытаться вращать планетарные шестерни в одном направлении, в то время как внешние зубья солнечной шестерни будут пытаться вращать их в противоположном направлении.Так они встали на место. Весь блок (солнечная шестерня, водило планетарной передачи, коронная шестерня) движется вместе с одинаковой скоростью, и они передают одинаковое количество энергии. Когда вход и выход передают одинаковый крутящий момент, это называется прямым приводом.
Эта схема будет полезна, когда вы путешествуете со скоростью 45–50 миль в час.
Солнечная шестерня: неподвижна / Планетарная передача: входная шестерня / Кольцевая шестерня: выходная шестерня
В этом сценарии солнечная шестерня остается неподвижной, а водило планетарной передачи становится входной шестерней, которая передает мощность на зубчатую передачу.Кольцевая шестерня теперь является выходной шестерней.
При вращении водила планетарной передачи планетарные шестерни вынуждены обходить удерживаемую солнечную шестерню, что приводит в движение коронную шестерню быстрее. За один полный оборот водила планетарной передачи коронная шестерня совершает более одного полного оборота в одном и том же направлении. Это высокое передаточное число, обеспечивающее большую выходную скорость, но меньший крутящий момент. Такое расположение также известно как «овердрайв».
В такой конфигурации вы будете двигаться по автостраде со скоростью 60+ миль в час.
Автоматическая коробка передач обычно имеет более одного планетарного ряда. Они работают вместе, чтобы создать несколько передаточных чисел.
Поскольку в планетарной системе шестерни находятся в постоянном зацеплении, переключение передач осуществляется без включения или выключения шестерен, как в механической коробке передач.
Но как автоматическая коробка передач определяет, какие части планетарной зубчатой передачи должны действовать как входная шестерня, выходная шестерня или оставаться неподвижными, чтобы мы могли получить эти различные передаточные числа?
С помощью тормозных лент и муфт внутри трансмиссии.
Ленты тормозные и сцепления
Тормозные ленты изготовлены из металла, покрытого фрикционным органическим материалом. Тормозные ленты можно затянуть, чтобы удерживать кольцо или солнечную шестерню в неподвижном состоянии, или ослабить, чтобы они могли вращаться. Затягивание или ослабление тормозной ленты контролируется гидравлической системой.
Несколько муфт также подключаются к различным частям планетарной зубчатой передачи. Муфты трансмиссии в автоматических трансмиссиях состоят из нескольких металлических и фрикционных дисков (поэтому их иногда называют «многодисковыми муфтами в сборе»).Когда диски прижимаются друг к другу, сцепление включается. Сцепление может привести к тому, что деталь планетарной передачи станет ведущей шестерней или станет неподвижной. Это просто зависит от того, как он связан с планетарной передачей. Независимо от того, включается ли сцепление или нет, это связано с комбинацией механической, гидравлической и электрической конструкции. И все это происходит автоматически.
Теперь тонкости того, как различные муфты работают вместе, чтобы удерживать и приводить в действие различные компоненты, довольно сложны.Слишком сложно описать это в тексте. Лучше всего это понять визуально. Я настоятельно рекомендую посмотреть это видео, которое проведет вас через это:
Как работает автоматическая коробка передач
Как видите, внутри АКПП много движущихся частей. В нем используется сочетание механики, жидкости и электротехники, чтобы обеспечить плавный переход от полной остановки до крейсерской скорости по шоссе.
Итак, давайте рассмотрим общую картину потока мощности в автоматической коробке передач.
Двигатель передает мощность на насос гидротрансформатора .
Насос передает мощность на турбину гидротрансформатора через трансмиссионную жидкость.
Турбина отправляет трансмиссионную жидкость обратно в насос через статор .
Статор умножает мощность трансмиссионной жидкости, позволяя насосу передавать больше мощности обратно на турбину. Внутри гидротрансформатора создается вихревое вращение.
Турбина соединена с центральным валом, который соединяется с трансмиссией.Когда турбина вращается, вал вращается, передавая мощность на первую планетарную шестерню трансмиссии.
В зависимости от того, какая многодисковая муфта или тормозная лента задействована в трансмиссии, мощность от гидротрансформатора будет вызывать солнечную шестерню , водило планетарной передачи или кольцевую шестерню планетарная зубчатая передача для движения или остановки.
В зависимости от того, какие части планетарной системы движутся или нет, определяется передаточное число .Независимо от того, какой у вас планетарный редуктор (солнечная шестерня в качестве входной, водило планетарной передачи в качестве выходного, кольцевая шестерня в неподвижном состоянии — см. Выше), будет определяться количество мощности, передаваемой трансмиссией на остальную часть трансмиссии.
Так в общих чертах работает автоматическая коробка передач. Есть датчики и клапаны, которые регулируют и модифицируют вещи, но это основная суть.
Это то, что легче понять визуально. Очень рекомендую посмотреть следующее видео.Предыстория, которую мы прошли, значительно облегчит понимание:
Что я тебе сказал? Автоматическая трансмиссия чертовски хороша.
Теперь, когда вы чувствуете, как машина переключает передачи, когда вы едете по автостраде, вы имеете хорошее представление о том, что происходит под капотом.
Теги: Автомобили: синтез конфигурации и анализ характеристик 9-ступенчатой автоматической коробки передач | Китайский журнал машиностроения
Исследования показывают, что диапазон изменения передаточных чисел, интервал передаточных чисел и эффективность трансмиссии являются важными показателями для оценки производительности механизмов АКПП.С другой стороны, механические характеристики механизмов AT имеют важное влияние на производительность и срок службы системы. В этом разделе предполагается проанализировать производительность предложенных механизмов AT, показанных на рисунке 8. С этой целью механизм AT (1) взят в качестве примера, чтобы проиллюстрировать процесс анализа. Рисунок 9 подробно иллюстрирует структуру механизма AT (1).
Рисунок 9Структурная схема механизма АКПП (1)
На рисунке 9 показано, что механизм АКП в основном состоит из гидравлической трансмиссии и частей механической трансмиссии.Замечено, что эти две части установлены в корпусе. Кроме того, часть гидравлической трансмиссии в основном состоит из преобразователя крутящего момента, а часть механической трансмиссии состоит из EGT и шести элементов переключения. EGT состоит из четырех PGS (называемых PGS 1 -PGS 4 ) и пяти соединительных компонентов (называемых IC 1 -IC 5 ). Кроме того, элементы переключения включают два сцепления (то есть A, B) и четыре тормоза (то есть C, D, E, F). Мощность от входного вала (I) передается через часть гидравлической трансмиссии и часть механической трансмиссии на выходной вал (O), так что транспортное средство движется с ожидаемой скоростью.
На рисунке 9 показано, что каждый PGS состоит из четырех элементов, включая солнечную шестерню (S), коронную шестерню (R), планетарную шестерню (P) и водило (PC). Эти элементы связаны друг с другом через микросхемы и переключающие элементы. Каждая ИС работает как связующее звено и соединяет два элемента между двумя PGS, постоянно образуя компонент. С другой стороны, переключающий элемент соединяет или разделяет компоненты на разных передачах. Различные передаточные числа могут быть получены путем выборочного соединения или разделения различных элементов переключения.Следует указать, что предлагаемый механизм АКПП имеет десять различных передаточных чисел (включая передачу заднего хода), поэтому он относится к категории 9-ступенчатой трансмиссии.
Кинематический анализ
Кинематический анализ в основном включает в себя расчет передаточного числа и скорости вращения движущихся компонентов на каждой передаче, чтобы можно было получить диапазон и интервал передаточных чисел. Передаточное число механизма АКПП относится к отношению скорости входного вала к скорости выходного вала.Абсолютное значение передаточного числа указывает размер, в то время как соответствующий знак указывает соотношение между направлением вращения входного и выходного валов.
В настоящее время метод относительной скорости и аналогия с рычагом широко применяются для анализа ПТ с кинематической точки зрения. Аналогия с рычагом использует схему эквивалентного рычага, которая более интуитивна и полезна для расположения передаточных чисел. В настоящем исследовании аналогия с рычагом применяется для анализа предложенных механизмов АТ.На рисунке 10 показана эквивалентная рычажная схема предлагаемого механизма АКПП.
Рисунок 10Схема эквивалентного рычага предлагаемого механизма АКПП (1)
На рисунке 10 показано, что в предлагаемом механизме АКП имеется шесть переключающих элементов, два из которых должны контактировать одновременно, чтобы получить определенное передаточное число. Учитывая практическое применение системы AT, для каждого PGS количество задействованных тормозов не должно превышать одного. Между тем, в предлагаемом механизме АКПП имеется десять комбинированных режимов сцепления и тормоза.Характерные параметры четырех PGS, равные отношению числа зубьев коронной и солнечной шестерни, представлены как K n ( n = 1, 2, 3, 4).
Комбинированный режим 1: задействованы D и F
В этом режиме компоненты R 1 R 2 и PC 3 R 4 подключены к корпусу, а тормоза D и F задействованы. Между тем, R 1 R 2 и PC 3 R 4 являются стационарными, так что соответствующие скорости равны 0.Перекрывая точки опоры с одинаковой скоростью в точку опоры, механизм АКПП трансформируется в эквивалентный рычаг с шестью точками опоры, как показано на рисунке 11.
Рисунок 11Диаграмма скорости эквивалентного рычага при задействовании D и F
Точки опоры (1 ), (2) и (3) обозначают входной элемент S 1 S 2 , элемент PC 1 и компонент PC 2 S 3 , соответственно. Кроме того, точки опоры (4), (5) и (6) представляют компонент R 1 R 2 PC 3 R 4 , выходной элемент R 3 PC 4 и элемент S 4 , соответственно.Прямоугольная система координат O — XY устанавливается, как показано на рисунке 11. Ось эквивалентного рычага с шестью точками опоры считается осью Y , где положительное направление — от точки опоры (1) к точке опоры. (6). Выберите произвольную точку ниже точки опоры (1) на оси Y в качестве исходной точки O , а затем прямую линию, перпендикулярную оси Y , проходящую от исходной точки O , считается X — ось.В этом случае правильное направление — это положительное направление.
Точки опоры на оси Y представляют собой компоненты EGT. Для удобства расчета принято, что расстояние между точками опоры (4) и (5) составляет 1 мм. Впоследствии расстояние между другими точками опоры может быть получено и представлено характеристическими параметрами K n ( n = 1, 2, 3, 4).
Ось X представляет скорость вращения каждого компонента.Для удобства расчета предполагается, что скорость вращения входного элемента (т. Е. Оси (1)) составляет 1 об / мин, а координата точки a равна (1, Y (1)). Кроме того, скорость вращения неподвижного элемента (т. Е. Оси (4)) установлена на 0 об / мин. Затем линия скорости ab механизма AT в это время получается путем соединения точки (1, Y (1)) с точкой (0, Y (4)). Точка b — это точка пересечения линии скорости и горизонтальной линии, проходящей через точку опоры (5). X — координаты пересечения линии скорости с горизонтальными линиями, проходящими через точки опоры, представляют собой скорости вращения компонентов, представленных точками опоры. Положительный и отрицательный знаки представляют то же самое и противоположное направление вращения компонентов по сравнению с входным элементом, соответственно. Например, координата X точки b отрицательна, что указывает на то, что направление вращения выходного элемента R 3 PC 4 противоположно направлению вращения входного элемента.
В соответствии с основными свойствами подобных треугольников выражения скорости вращения могут быть получены для всех компонентов. Например, треугольник, состоящий из точек опоры (4), (5) и точки b , подобен треугольнику, состоящему из точек опоры (4), (1) и точки a . Координата X точки b , а именно скорость вращения выходного элемента R 3 PC 4 , может быть получена соответственно:
$$ \ frac {{n _ {{{\ text { R}} _ {3} {\ text {PC}} _ {4}}}}} {{n _ {{{\ text {S}} _ {1} {\ text {S}} _ {2}} }}} = \ frac {{x_ {b}}} {{x_ {a}}} {=} — \ frac {{l_ {45}}} {{l_ {14}}} = — \ frac {1 } {{(1 + K_ {2}) K_ {3}}}, $$
(4)
$$ n _ {{{\ text {R}} _ {3} {\ text {PC}} _ {4}}} = x_ {b} = — \ frac {1} {{(1 + K_ { 2}) K_ {3}}}, $$
(5)
, где \ (n _ {{{\ text {S}} _ {1} {\ text {S}} _ {2}}} \) и \ (n _ {{{\ text {R}} _ {3 } {\ text {PC}} _ {4}}} \) обозначают скорость вращения входного элемента S 1 S 2 и выходного элемента R 3 PC 4 соответственно.Кроме того, x b и x a — это X -координата b и a точек, соответственно. Наконец, l ij ( i , j = 1, 2,…, 6) обозначает расстояние между точками опоры ( i ) и ( j ).
Аналогичным образом можно получить скорость вращения других компонентов. Расчетные скорости представлены в таблице 1.
Таблица 1 Скорость вращения каждого компонента при включении D и F (об / мин)X -координаты точек a и b представляют скорость вращения входного и выходного элементов, соответственно. На основе определенных параметров передаточное число может быть математически выражено следующим образом:
$$ i _ {\ text {DF}} = \ frac {{n _ {{{\ text {S}} _ {1} {\ text {S}} _ {2}}}}} {{n _ {{{\ text {R}} _ {3} {\ text {PC}} _ {4}}}}} {=} — (1 + К_ {2}) К_ {3}, $$
(6)
где \ (i _ {\ text {DF}} \) обозначает передаточное число механизма АКПП, когда задействованы D и F.
Комбинированный режим 2: задействованы C и F
В этом режиме PC элемента 1 и компонент PC 3 R 4 подключены к корпусу, когда задействованы тормоза C и F. Между тем, PC 1 и PC 3 R 4 неподвижны, так что их скорости установлены на 0. На рисунке 12 показан эквивалентный рычаг с шестью точками опоры, трансформируемыми механизмом АКПП.
Рисунок 12Диаграмма эквивалентной скорости рычага при задействовании C и F
На этом рисунке точки опоры (1), (2) и (3) обозначают входной элемент S 1 S 2 , элемент S 4 и выходной элемент R 3 PC 4 соответственно.Кроме того, точки опоры (4), (5) и (6) представляют компоненты PC 1 PC 3 R 4 , PC 2 S 3 и R 1 R 2 соответственно. На рисунке 12 показано, что линия мгновенной скорости ab механизма AT может быть получена путем соединения координат (1, Y (1)) и (0, Y (4)).
Тогда выражения скоростей вращения для компонентов могут быть получены через основные свойства подобных треугольников.Таблица 2 иллюстрирует результаты расчетов.
Таблица 2 Скорость вращения каждого компонента при включении C и F (об / мин)Исходя из определенных параметров, передаточное число в этом режиме может быть математически выражено следующим образом:
$$ i _ {\ text { CF}} = \ frac {{n _ {{{\ text {S}} _ {1} {\ text {S}} _ {2}}}}} {{n _ {{{\ text {R}} _ {3} {\ text {PC}} _ {4}}}}} = \ frac {{(1 + K_ {2}) K_ {1} K_ {3}}} {{K_ {2} — K_ { 1}}}, $$
(7)
где \ (i _ {\ text {CF}} \) обозначает передаточное число механизма АКПП, когда задействованы C и F.
Комбинированный режим 3–6: A включен
В этом режиме сцепление A включено, и элемент S 4 и компонент S 1 S 2 соединены друг с другом. На рисунке 13 показан эквивалентный рычаг с шестью опорами, трансформируемыми механизмом АКПП.
Рисунок 13Диаграмма эквивалентной скорости рычага при включенном сцеплении A
На рисунке 13 показано, что точки опоры (1), (2) и (3) обозначают входной элемент S 1 S 2 S 4 , выходной член R 3 PC 4 и компонент PC 3 R 4 соответственно.Кроме того, точки опоры (4), (5) и (6) представляют элемент PC 1 , компонент PC 2 S 3 и компонент R 1 R 2 соответственно.
Имеется четыре режима, соответствующих включению различных тормозов. Таким образом, соответственно могут быть получены четыре различных передаточных числа.
На рисунке 13 линии a 1 b 1 и a 2 b 2 представляют линии скорости механизма АКПП при включенных тормозах F и C соответственно.Кроме того, a 3 b 3 и a 4 b 4 обозначают линии скорости механизма АКПП при включенных тормозах E и D, соответственно. Таблица 3 показывает, что выражения скоростей вращения для компонентов при включении различных тормозов могут быть получены с помощью основных свойств аналогичного треугольника.
Таблица 3 Скорость вращения каждого компонента при включенном A (об / мин)Компонент S 1 S 2 S 4 — входной элемент, а R 3 PC 4 — выходной элемент .Согласно определению передаточного числа выражения описываются следующим образом.
Выражение передаточного числа при включенном тормозе F описывается следующим образом:
$$ i _ {\ text {AF}} = \ frac {{n _ {{{\ text {S}} _ {1} {\ text { S}} _ {2} {\ text {S}} _ {4}}}}} {{n _ {{{\ text {R}} _ {3} {\ text {PC}} _ {4}} }}} = 1 + K_ {4}. $$
(8)
Выражение передаточного числа при включенном тормозе C описывается следующим образом:
$$ i _ {\ text {AC}} = \ frac {{n _ {{{\ text {S}} _ {1} {\ text { S}} _ {2} {\ text {S}} _ {4}}}}} {{n _ {{{\ text {R}} _ {3} {\ text {PC}} _ {4}} }}} {=} \ frac {{(1 + K_ {3} + K_ {4}) (1 + K_ {2}) K_ {1}}} {{((1 + K_ {2}) (1 + K_ {3}) + K_ {4}) K_ {1} — K_ {2} K_ {4}}}.$$
(9)
Выражение передаточного числа при включенном тормозе E описывается следующим образом:
$$ i _ {\ text {AE}} = \ frac {{n _ {{{\ text {S}} _ {1} {\ text { S}} _ {2} {\ text {S}} _ {4}}}}} {{n _ {{{\ text {R}} _ {3} {\ text {PC}} _ {4}} }}} {= 1 +} \ frac {{K_ {4}}} {{1 + K_ {3}}}. $$
(10)
Выражение передаточного числа при включенном тормозе D описывается следующим образом:
$$ i _ {\ text {AD}} = \ frac {{n _ {{{\ text {S}} _ {1} {\ text { S}} _ {2} {\ text {S}} _ {4}}}}} {{n _ {{{\ text {R}} _ {3} {\ text {PC}} _ {4}} }}} = \ frac {{(1 + K_ {2}) (1 + K_ {3} + K_ {4})}} {{1 + K_ {2} + K_ {3} + K_ {4} + К_ {2} К_ {3}}}, $$
(11)
где \ (i _ {\ text {AF}} \), \ (i _ {\ text {AC}} \), \ (i _ {\ text {AE}} \) и \ (i _ {\ text {AD }} \) обозначают передаточное число механизма AT, когда включены A и F, передаточное число, когда A и C включены, передаточное число, когда A и E включены, и передаточное число, когда A и D включены, соответственно.Кроме того, \ (n _ {{{\ text {S}} _ {1} {\ text {S}} _ {2} {\ text {S}} _ {4}}} \) представляет скорость вращения входной элемент S 1 S 2 S 4 .
Комбинированный режим 7–9: B включен
В этом режиме сцепление B включено, и компоненты PC 3 R 4 и S 1 S 2 соединены друг с другом. На рисунке 14 показан эквивалентный рычаг с шестью опорами, трансформируемыми механизмом АКПП.
Рисунок 14Диаграмма эквивалентной скорости рычага при включенном сцеплении B
Следует указать, что точки опоры (1), (2) и (3) представляют элемент S 4 , выходной элемент R 3 PC 4 и входной элемент S 1 S 2 PC 3 R 4 соответственно.Кроме того, точки опоры (4), (5) и (6) представляют элемент PC 1 , компонент PC 2 S 3 и компонент R 1 R 2 соответственно.
Разные передаточные числа получаются при включении разных тормозов. На рисунке 14 показано, что линии a 1 b 1 , a 2 b 2 и a 3 b 3 представляют собой линии скорости. Механизм АКПП при включенных тормозах D, E и C соответственно.Кроме того, таблица 4 показывает, что выражения скоростей вращения компонентов при включении различных тормозов могут быть получены с помощью основных свойств аналогичного треугольника.
Таблица 4 Скорость вращения каждого компонента при включении B (об / мин)Компонент S 1 S 2 PC 3 R 4 — входной элемент, а R 3 PC 4 — выходной член. По определению передаточного числа выражения можно получить следующим образом.
Когда тормоз D включен, соответствующее передаточное число может быть выражено следующим образом:
$$ i _ {\ text {BD}} = \ frac {{n _ {{{\ text {S}} _ {1 } {\ text {S}} _ {2} {\ text {PC}} _ {3} {\ text {R}} _ {4}}}}} {{n _ {{{\ text {R}}) _ {3} {\ text {PC}} _ {4}}}}} = \ frac {{(1 + K_ {2}) K_ {3}}} {{K_ {2} + K_ {3} ( 1 + K_ {2})}}. $$
(12)
Когда тормоз E включен, математическое выражение для передаточного числа:
$$ i _ {\ text {BE}} = \ frac {{n _ {{{\ text {S}} _ {1} { \ text {S}} _ {2} {\ text {PC}} _ {3} {\ text {R}} _ {4}}}}} {{n _ {{{\ text {R}} _ { 3} {\ text {PC}} _ {4}}}}} = \ frac {{K_ {3}}} {{1 + K_ {3}}}.$$
(13)
Когда тормоз C включен, выражение для передаточного числа имеет следующий вид:
$$ i _ {\ text {BC}} = \ frac {{n _ {{{\ text {S}} _ { 1} {\ text {S}} _ {2} {\ text {PC}} _ {3} {\ text {R}} _ {4}}}}} {{n _ {{{\ text {R}) } _ {3} {\ text {PC}} _ {4}}}}} = \ frac {{(1 + K_ {2}) K_ {1} K_ {3}}} {{(1 + K_ { 1}) K_ {2} + (1 + K_ {2}) K_ {1} K_ {3}}}, $$
(14)
, где \ (i _ {\ text {BD}} \), \ (i _ {\ text {BE}} \) и \ (i _ {\ text {BC}} \) обозначают передаточное число механизма АКПП, когда B и D, B и E, а также B и C заняты соответственно.Кроме того, \ (n _ {{{\ text {S}} _ {1} {\ text {S}} _ {2} {\ text {PC}} _ {3} {\ text {R}} _ {4 }}} \) Представляет скорость вращения входного элемента S 1 S 2 PC 3 R 4 .
Комбинированный режим 10: задействованы A и B
В этом режиме компоненты PC 3 R 4 , S 1 S 2 и элемент S 4 соединены друг с другом, когда муфты A и B занимаются вместе. Между тем, PGS 4 движется в одиночку, образуя атрезию, которая передает входное движение напрямую на выходной элемент, реализуя прямую передачу.Рисунок 15 показывает, что соединение координат (1, Y (1)) и (1, Y (3)) и линии скорости a 1 a 2 механизма AT может быть полученный.
Рис. 15Диаграмма эквивалентной скорости рычага, когда A и B соединены вместе
В этом режиме скорости вращения всех компонентов одинаковы, что равно скорости вращения входного элемента, а именно 1 об / мин. Математически это можно выразить следующим образом:
$$ n _ {{{\ text {S}} _ {1} {\ text {S}} _ {2} {\ text {S}} _ {4}} } = n _ {{{\ text {R}} _ {3} {\ text {PC}} _ {4}}} = n _ {{{\ text {PC}} _ {3} {\ text {R} } _ {4}}} = n _ {{{\ text {PC}} _ {1}}} = n _ {{{\ text {PC}} _ {2} {\ text {S}} _ {3} }} = n _ {{{\ text {R}} _ {1} {\ text {R}} _ {2}}} = 1.$$
(15)
X — координаты точек a 1 и a 2 представляют одновременно скорость вращения входного элемента. Кроме того, координата X точки b представляет скорость вращения выходного элемента. Тогда передаточное число может быть получено следующим образом:
$$ i _ {\ text {AB}} = \ frac {{n _ {{{\ text {S}} _ {1} {\ text {S}} _ {2} {\ text {S}} _ {4}}}}} {{n _ {{{\ text {R}} _ {3} {\ text {PC}} _ {4}}}}} = 1, $$
(16)
, где \ (i _ {\ text {AB}} \) и \ (n _ {{{\ text {S}} _ {1} {\ text {S}} _ {2} {\ text {S}}) _ {4}}} \) обозначают передаточное число механизма АКПП, когда A и B включены, и скорость вращения входного элемента S 1 S 2 S 4 соответственно.
Механический анализ
Механический анализ механизма AT относится к расчету крутящих моментов в точках зацепления шестерен, включая внешний крутящий момент механизма EGT и внутренний крутящий момент PGS. В качестве ключевой части механизма АКПП крутящий момент, приложенный к элементам механической трансмиссии, заметно влияет на рабочие характеристики и срок службы [48]. Для проведения анализа предполагается, что в механизме AT нет трения и он движется равномерно.Механический анализ механизма ПТ можно упростить до уравнения равновесия параллельных сил, которое может быть решено методом аналогии с рычагом.
Если для передачи мощности применяется элемент, PGS, включающий элемент, считается активным. В качестве примера возьмем условия силы при передаче заднего хода. Тогда два PGS активны, в то время как два других PGS не участвуют в передаче мощности, когда задействованы тормоза D и F. На рисунке 16 показано силовое условие.Следует указать, что входной и выходной элементами являются солнечная шестерня S 2 и коронная шестерня R 3 соответственно. Кроме того, неподвижными элементами являются зубчатый венец R 2 и водило PC 3 .
Рисунок 16Диаграмма анализа крутящего момента при задействовании D и F
На рисунке 16, T I , T O и T b обозначают входной крутящий момент, выходной крутящий момент и тормоз крутящий момент соответственно.
Внешний анализ крутящего момента
Обычно задается входной крутящий момент T I и действует на входной элемент S 2 . Кроме того, выходной крутящий момент T O , действующий на выходной элемент R 3 , может быть рассчитан в форме, приведенной ниже, на основе передаточного числа, полученного в разделе 3.1.
$$ T _ {\ text {O}} = — i _ {\ text {DF}} T _ {\ text {I}} = (1 + K_ {2}) K_ {3} T _ {\ text {I} }. $$
(17)
Тормозной момент T b , действующий на неподвижные элементы R 2 и PC 3 , можно рассчитать в соответствии с балансом внешних моментов от горизонтального направления:
$$ T _ {\ text {b }} = — T _ {\ text {I}} — T _ {\ text {O}} = — (1 + K_ {3} + K_ {2} K_ {3}) T _ {\ text {I}}.$$
(18)
Анализ внутреннего крутящего момента
Внутренний крутящий момент PGS относится к крутящему моменту, приложенному планетарной шестерней к центральным зубчатым колесам, зацепляющимся с ней или поддерживающим ее водилом. Согласно уравнению равновесия крутящих моментов, прикладываемых центральными шестернями и водилом к планетарной передаче в PGS, между крутящими моментами сохраняется следующая корреляция:
$$ \ frac {{T _ {\ text {S}}}} {1} = \ frac {{T _ {\ text {R}}}} {K} = \ frac {{T _ {\ text {PC}}}} {- (1 + K)}.$$
(19)
Следует указать, что изначально анализируется элемент с определенным внешним крутящим моментом и только одним внутренним крутящим моментом. Фактически, этот конкретный член участвует в движении только одного PGS. Согласно третьему закону Ньютона, внутренний крутящий момент элемента равен по величине и противоположен по направлению по сравнению с внешним крутящим моментом, действующим на него.
На рисунке 16 показано, что входной элемент S 2 участвует только в движении PGS 2 .Тогда внутренний крутящий момент S 2 можно получить следующим образом:
$$ T _ {{{\ text {S}} _ {2}}} = — T _ {\ text {I}}. $$
(20)
На основе уравнения. (19) внутренний крутящий момент R 2 можно получить как:
$$ T _ {{{\ text {R}} _ {2}}} = K_ {2} T _ {{{\ text {S }} _ {2}}} = — K_ {2} T _ {\ text {I}}. $$
(21)
Тогда внутренний крутящий момент ПК 2 можно выразить следующим образом:
$$ T _ {{{\ text {PC}} _ {2}}} = — T _ {{{\ text {S} } _ {2}}} — T _ {{{\ text {R}} _ {2}}} = (1 + K_ {2}) T _ {\ text {I}}.$$
(22)
С другой стороны, выходной элемент R 3 участвует только в движении PGS 3 , так что внутренний крутящий момент R 3 может быть получен следующим образом:
$$ T _ {{{\ text {R}} _ {3}}} = — T _ {\ text {O}} = — (1 + K_ {2}) K_ {3} T _ {\ text {I}}. $$
(23)
На основе уравнения. (19) внутренний крутящий момент S 3 можно выразить как:
$$ T _ {{{\ text {S}} _ {3}}} = \ frac {1} {{K_ {3}} } T _ {{{\ text {R}} _ {3}}} = — (1 + K_ {2}) T _ {\ text {I}}.$$
(24)
Тогда внутренний крутящий момент ПК 3 можно получить в следующей форме:
$$ T _ {{{\ text {PC}} _ {3}}} = — T _ {{{\ text {S }} _ {3}}} — T _ {{{\ text {R}} _ {3}}} = (1 + K_ {2}) (1 + K_ {3}) T _ {\ text {I}} . $$
(25)
Процесс анализа других передач аналогичен анализу передачи заднего хода. Поэтому в этой статье они не рассматриваются по отдельности. При условии заданного входного крутящего момента или определенной нагрузки крутящий момент каждого элемента может быть рассчитан для проверки рабочего состояния элементов и оценки производительности и срока службы.
Анализ потока мощности
Для определенного комбинированного режима путь передачи мощности внутри механизма AT можно четко описать с помощью анализа потока мощности, который полезен для наблюдения за циркулирующей мощностью и играет важную роль в точная оценка эффективности [25]. Скорость вращения и внутренний крутящий момент каждого элемента определяются на основе кинематического и механического анализа. Тогда мощность, передаваемая каждым элементом, описывается следующим уравнением:
$$ P _ {\ text {X}} = T _ {\ text {X}} \ frac {{2 {{\ pi}} n _ {\ текст {X}}}} {60} = \ frac {{{\ pi}}} {30} T _ {\ text {X}} n _ {\ text {X}}, $$
(26)
, где P X , T X и n X обозначают мощность, внутренний крутящий момент элемента X и скорость вращения элемента X соответственно.
Принимая направление входного крутящего момента и входной скорости вращения как положительное, направление мощности оценивается по следующим правилам:
Если P X > 0, мощность течет в элемент X, так что элемент X — ведомый элемент;
Если P X <0, мощность течет из элемента X, так что элемент X является приводным элементом;
Если P X = 0, мощность течет через элемент X.
Для элементов PGS мощность перетекает от ведущего элемента к ведомому. Более того, для элементов, соединенных интегральными схемами или переключающими элементами, мощность перетекает от ведомого элемента к ведущему. Следует указать, что стрелки на схеме эквивалентного рычага указывают направление мощности. Затем можно получить диаграммы потока мощности для каждого передаточного числа, чтобы выразить пути передачи мощности.
Если мощность, передаваемая через какой-либо компонент, превышает входную мощность, возникает циркулирующая мощность.Циркулирующая мощность вредна и снижает эффективность передачи, особенно когда циркулирующая мощность слишком высока. Следовательно, циркулирующую мощность следует учитывать на этапе проектирования механизмов AT.
Анализ эффективности передачи
Эффективность передачи механизма AT является важным параметром для оценки производительности механизма. Для удобства расчета в анализе [42] сделаны следующие допущения:
- (1)
Учитываются только потери от зацепления шестерен, другие потери, такие как потери в подшипниках и потери от разбрызгивания, игнорируются.
- (2)
Предположим, что нет никаких потерь, вызванных предполагаемым движением. Более того, подразумеваемое движение не вызывает передачи зацепления.
- (3)
Предположим, что общие потери передачи PGS вызваны потерями при зацеплении шестерен при относительном движении.Кроме того, потеря зацепления шестерен, вызванная относительным движением, такая же, как и при передаче с фиксированной осью.
Исходя из вышеупомянутых предположений, потеря зацепления шестерни фактически является потерей крутящего момента, вызванной трением в зубчатых парах. Поэтому в настоящем исследовании для определения эффективности передачи используется метод крутящего момента. Метод крутящего момента подходит для всех конструкций механизмов АКПП, и процесс вывода прост.{{x_ {n}}}) \) обозначает преобразование реального крутящего момента, где η c указывает эффективность PGS, когда водило зафиксировано со значением 0,97. Значение x м ( м = 1, 2,…, n ) включает направления потока мощности PGS м и рассчитывается по следующему уравнению:
$$ x_ {m} = {\ text {sign}} \ left ({\ frac {\ partial \ ln i} {{\ partial K_ {m}}}} \ right). $$
(28)
А именно, x м = + 1, когда \ (\ frac {\ partial \ ln i} {{\ partial K_ {m}}}> 0 \), а x м = — 1, когда \ (\ frac {\ partial \ ln i} {{\ partial K_ {m}}} <0 \).
Численный пример и сравнительный анализ
Учитывая рациональность радиального размера, диапазон характеристического параметра K однопланетного PGS обычно составляет 4 / 3-4. Для повышения комфортности переключения механизмов АКПП интервал передаточных чисел должен быть как можно меньше в пределах 1,1–1,6. Следует указать, что нижний предел КПД передачи передних передач составляет не менее 0,925. Однако допускается не меньше 0.87 для редко используемых передач, таких как первая передача и передача заднего хода [49].
Числовой пример
Для получения ряда характеристических параметров и соответствующих наборов передаточных чисел характеристические параметры 4 PGS рассматриваются как переменные, в то время как диапазон изменения характеристических параметров и интервал передаточных чисел рассматриваются как циклические. интервал и условие ограничения соответственно. В качестве примера возьмем один из наборов характеристических параметров: K 1 = 1.4, K 2 = 3, K 3 = 1,4 и K 4 = 2,2. В таблице 5 показаны передаточные числа, интервал передаточных чисел и ранжирование передач механизма AT.
Таблица 5 Передаточные числа, интервал передаточного числа и ранг передаточного числа нового механизма АКПП (1)Таблица 5 показывает, что интервал передаточных чисел между каждой передачей приближается к эмпирическому значению, а характеристические параметры соответствуют требованиям применения.
Предположим, что скорость вращения входного элемента составляет 1 об / мин, а внешний крутящий момент, приложенный к входному элементу, равен 1 Н · м.Таблица 6 показывает, что, игнорируя потери мощности, мощность, проходящая через каждый элемент, может быть получена на основе уравнения. (26).
Таблица 6 Мощность, проходящая через каждый элемент нового механизма АКПП (1) (Вт)Диаграммы потоков мощности для каждого передаточного числа могут быть получены в соответствии со знаком мощности, показанным в Таблице 6. Взяв заднюю передачу и 1-ю передачу В качестве примеров схемы потока мощности показаны на рисунке 17.
Рисунок 17Диаграммы потока мощности при передаче заднего хода и 1-й передаче
Замечено, что циркулирующая мощность возникает на 1-й передаче.Значение циркулирующей мощности равно мощности элемента S 2 , а именно 0,875 Вт, что не слишком много. Следовательно, механизм AT по-прежнему доступен.
Эффективность трансмиссии механизма АКПП может быть рассчитана на основе метода крутящего момента. Взяв заднюю передачу в качестве примера и в соответствии с уравнениями. (6) и (28) получаются следующие уравнения:
$$ \ frac {{\ partial \ ln (- (1 + K_ {2}) K_ {3})}} {{\ partial K_ {2 }}} = \ frac {1} {{1 + K_ {2}}} = \ frac {1} {4}> 0, $$
(29)
$$ \ frac {{\ partial \ ln (- (1 + K_ {2}) K_ {3})}} {{\ partial K_ {3}}} = \ frac {1} {{K_ {3 }}} = \ frac {1} {1.{{x_ {3}}}) = — 5. 3 1. $$
(31)
Тогда эффективность передачи получается следующим образом:
$$ \ eta = \ frac {{\ hat {i}}} {i} = \ frac {- 5.31} {- 5.6} = 0,9482. $$
(32)
Аналогичным образом рассчитываются КПД передачи других передач, и результаты расчетов показаны в Таблице 7.
Таблица 7 КПД передачи для каждой передачиТаблица 7 показывает, что КПД трансмиссии приближается к эмпирическому значению.Поэтому КПД передачи заднего хода, 1-й и 3-й передачи немного ниже.
Кроме того, анализируются кинематика и эффективность передачи трех других новых механизмов AT. В таблицах 8, 9 и 10 показаны передаточные числа, интервал передаточных чисел и эффективность трансмиссии каждого механизма АКПП, соответственно.
Таблица 8 Передаточные числа, интервал передаточного числа и КПД трансмиссии нового механизма АКПП (2) Таблица 9 Передаточные числа, интервал передаточного числа и КПД трансмиссии нового механизма АКПП (3) Таблица 10 Передаточные числа , интервал передаточного числа и эффективность трансмиссии нового механизма АКПП (4)Сравнительный анализ
Передаточные числа и интервалы передаточных чисел существующих механизмов АКП получены из справочников.[38,39,40]. Кроме того, КПД существующих механизмов АКПП рассчитывается на основе метода аналогии с рычагом и метода крутящего момента, которые показаны в таблицах 11, 12 и 13.
Таблица 11 Передаточные числа, интервал передаточного числа и КПД трансмиссии ZF 9HP Таблица 12 Передаточные числа, интервал передаточного числа и эффективность трансмиссии Benz 9G-Tronic Таблица 13 Передаточные числа, интервал передаточного числа и эффективность трансмиссии GM 9T50E На рисунке 18 представлен сравнительный анализ диапазонов передаточных чисел семи механизмов АКПП.Замечено, что диапазон передаточных чисел у 9T50E самый низкий, а у нового механизма АКПП (3) самый высокий. Более того, обнаружено, что нет большой разницы в диапазоне передаточных чисел между четырьмя новыми AT и тремя существующими AT, что означает, что диапазоны передаточных чисел новых AT соответствуют требованиям практического применения.
Рисунок 18Сравнительный анализ диапазонов передаточных чисел семи механизмов АКПП
На рисунке 19 показан сравнительный анализ диапазонов передаточных чисел семи механизмов АКПП.Замечено, что интервалы передаточных чисел новых АКПП (3) и (4) сильно колеблются, что означает, что характеристики переключения передач плохие. Существуют интервалы передаточных чисел больше 1,6 и меньше 1,1 для новых АКПП (2), (3), (4) и существующих АКПП 9HP и 9G-Tronic. Таким образом, интервалы передаточных чисел новых АТ (1) и 9Т50Е полностью соответствуют эмпирическому значению 1,1–1,6, что существенно влияет на плавность переключения передач и комфортное вождение.
Рисунок 19Сравнительный анализ интервалов передаточных чисел семи механизмов АКПП
На рисунке 20 показан сравнительный анализ КПД трансмиссии семи механизмов АКП.Эффективность передачи всех AT удовлетворяет условиям ограничения. Помимо передачи заднего хода и 1-й передачи, КПД других передач новых АКПП относительно высок, что не сильно отличается от существующих АКПП.