Принцип работы автоматической коробки: устройство и принцип работы классического автомата

Как работает АКПП — видео разборки и обучающие 3D анимации

Понять принцип работы автоматической коробки передач (АКПП) на автомобиле лучше всего с помощью визуального восприятия. Разработчики АКПП создают замечательные видеоролики, в которых подробно рассказывается о составных частях АКПП и принципах их работы. Но в них есть один недостаток — отрисованные в анимированных 3D или 2D вариациях элементы не выглядят как детали в оригинальной конструкции. Если вы хороший автомеханик, то высокооплачиваемая работа в Калининграде ждет вас!

Для того, чтобы увидеть, как именно в реальности выглядят узлы автоматической коробки передач мы выбрали материал, в котором механик разбирая поэтапно АКПП рассказывает, за что отвечает та или иная часть, а также принцип их работы. Параллельно мы постарались подобрать красочные 3D анимации, обучающие как работает АКПП, видео которых уже в отличие от поверхностного объяснения механиком — подробно разъясняют работу отдельных узлов АКПП.

Видео разборки АКПП механиком с разъяснением принципа ее работы

Итак, объяснение механиком работы АККП на видео сопровождается одновременной разборкой отдельных ее элементов.

Ролик начинается со снятия гидротрансформатора с кратким объяснением принципа его действия.

Стоит отметить, что данный экземпляр гидротрансформатора на видео имеет не разборную конструкцию как и большинство их них. Однако, это не мешает их обслуживанию в специализированных мастерских.

Как работает гидротрансформатор АКПП — подробная 3D анимация процесса

Для того, чтобы подробно изучить принцип работы гидротрансформатора мы предлагаем просмотреть следующее видео, где в 3D анимации вы можете понять какие процессы в гидротрансформаторе обеспечивают передачу, прекращение и усиления крутящего момента от маховика двигателя до узлов автоматической трансмиссии.

Далее следует снятие задней крышки и объяснение каким образом работает «Паркинг». Отвечает на вопрос что будет в случае если буксировать автомобиль с АКПП в режиме «Паркинг».

Возвращаясь к процессу разборки, механик переходит к снятию колокола передней части коробки и рассказывает об электронном селекторе. От положения селектора мозги коробки понимают какая передача включена.

Стоит отметить, что при снятии колокола автор видео использует резиновый молоток для того, чтобы не повредить его конструкцию.

Сняв колокол, откручивается масляный насос, задача которого состоит в распределении масла под давлением через множественные его каналы по всему корпусу АКПП. Принцип его работы ничем не отличается от масляного насоса, установленного в двигателе внутреннего сгорания.

Разбирается масляный насос на следующие составные части: верхнюю крышку с маслоканалами, нижнюю с валом и сам насос, находящийся между двумя крышками на валу. Для дальнейшей наглядности составные части насоса совмещаются с гидротрансформатором.

Следующий этап объяснения — работа солнечных и коронных шестерен, различные комбинации которых формируют на выходе ту или иную передачу. Демонстрируется вращения различные частей планетарного ряда для наглядной оценки скоростей. После чего вынимается весь пакет солнечных шестерен и раскладывается на составные части.

Видео с 3D анимацией подробного принципа работы АКПП

Для более подробного представления работы планетарного редуктора очень рекомендуем ознакомиться с наглядной 3D анимацией, которая показывает на видео как работает АКПП и помогает разобраться в различных вариациях передаточных чисел, формируемых в результате вращения отдельных шестерен планетарного ряда (коронной и солнечной) в сочетании с работой фрикционных дисков.

3D анимация была создана на примере визуализации процесса работы шестиступенчатой АКПП Allison 1000, разработанной компанием Allison Transmission в США.

Агрегат устанавливался на внедорожные шасси автомобили для гражданских потребителей, а также специальных служб и коммерческой сферы обслуживания. Самые популярные из которых: Chevrolet Kodiak, Chevrolet Silverado, Hummer h2, GMC Sierra.

Судя по комментариям видео, многим не сразу удается понять комплексную работу планетарных рядов. Рекомендуем делать паузы для тщательного осмысления процесса, и только после полного понимания сути двигаться к просмотру далее. Многим для понимания помогают комплект разнообразных шестеренок, которые можно покрутить в руках и представить процесс.

Далее механиком снимается крышка гидравлического блока управления АКПП или так называемых в народе — гидравлических мозгов. Первым под крышкой находится фильтр. Он установлен на случай аварийного режима с целью недопущения попадания в гидромозги механических осколков шестерен, стружки или прочих отколовшихся элементов коробки.

Как правило, замена фильтра гидромозгов АКПП предусматривается регламентом через каждые 80 тыс. км. По крайней мере это прописано в мануалах данной серии коробок Toyota.

Автор не останавливается на детальном описании электронного гидравлического блока управления коробки, а лишь демонстрирует изменение положения клапана при изменении селектора переключения передач.

Демонтировав гидромозги, механик указывает на маслоканал, в который пападает масло от гидравлического блока управления. Для имитации работы фрикционных пакетов коробки вместо масла используется сжатый воздух. При подачи воздуха наблюдается изменения положения колец фрикционного пакета.

Производится его демонтаж для подробной демонстрации его работы. Сняв стопорное кольцо, вынимается фрикционный пакет, состоящий из чередующихся между собой металлических и фрикционных похожих на плотный картон частей. Далее их надевают на солнечные шестерни для дальнейшей наглядности их работы с учетом воздействия на него давления масла или отсутствия такового.

За фрикционным пакетом установлен поршневой механизм, состоящий из самого поршня в сочетании с короткопрофильным цилиндром, возвратной пружины и стопорного кольца.

После этого вынимается, пожалуй, самый главный механизм АКПП — планетарный редуктор в сочетании с обгонной муфтой, препятствующей вращаться редуктору в обратном направлении. Задача планетарного редуктора — изменение передаточного числа в автоматической коробки передач.

Объясняется принцип работы датчика холла, определяющий с какой скоростью вращается первичный или вторичный вал. Датчик считывает изменения положения зубцов на валу, и запрограммированный блок управления на определенное значение периода зубцов определяют скорость вращение вала.

Полагаем, что после просмотра видео не стоит объяснять почему в автоматической коробке передач уделяется такое пристальное внимание качеству масла, а также соблюдению регламентов его замены. Ведь с его помощью происходит не только смазывание элементов коробки, но и управление всей работой АКПП.

В отличии от механической коробки передач (МКПП), работа АКПП, представленная на видео, имеет принципиально другой подход к изменению передаточных чисел, механизм которой однозначно сложнее чем у МКПП. С одной стороны, чем проще механизм, тем он надежнее. А с другой — при соблюдении всех правил эксплуатации и обслуживания автомата он служит долгие годы при условии отсутствия конструктивных болячек. Практика показывает, что автоматы от японских производителей, выпущенных в 80-х годах, до сих пор успешно эксплуатируются.

Конструкция автоматической коробки передач

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

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

Принцип действия полуавтоматической коробки передач:

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

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

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

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

Конструкция автоматической коробки передач

:

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

—         Блокировочной муфты

—         Планетарных механизмов

—         Многодисковых фрикционов с гидравликой

—         Дисковые ленточные тормоза – служат для переключений без потери мощности

—         Механизм переключения

—         Механизм планетарной передачи

—         Системы управления

—         А также программа, которая регулирует переключение передач

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

Конструкция 5-ступенчатой автоматической коробки передач легкового автомобиля:

1 – ведущий вал

2 – блокировочная муфта гидротрансформатора

3 – гидротрансформатор

4 – ступенчатая планетарная передача

5 – электронно-гидравлическое управление

6 – ведомый вал

Устройство коробки передач, подробнее…

{jcomments on}

Устройство и принцип работы АКПП, отличия от МКПП

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

Что такое АКПП и в чем ее отличие от МКПП?

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

— повышение комфортной работы всего автомобиля;

— плавный переход при переключении скоростей;

— двигатель и ходовая не страдают от перегрузок;

— возможность автоматического и ручного переключения передач.

Принцип работы АКПП

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

— планетарный ряд;

— набор групп узлов для блокировки шестерен;

— набор из трех муфт сцепления для блокировки других частей;

— собственно гидравлическую систему;

— большой зубчатый насос для перемещения жидкости по коробке.

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

Как пользоваться АКПП

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

Специфические режимы АКПП: для чего они необходимы

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

Можно ли переключать режимы АКПП во время движения

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

Как осуществлять буксир автомобиля при АКПП

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

Стоит ли прогревать автомобиль при наличии АКПП

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

Основные достоинства и недостатки АКПП

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

Устройство АКПП | Принцип работы автоматической коробки передач |

Устройство АКПП

Автоматическая коробка передач появилась на автомобилях еще в шестидесятых годах прошлого века. Сегодня с совершенствованием технологии АКПП обеспечивает автомобилю великолепные показатели динамики разгона, отличную экономичность и удобство использования. Неудивительно, что сегодня отмечается тенденция, когда автоматы начинают постепенно вытеснять механические коробки передач. Попробуем разобраться из чего же состоит автоматическая коробка передач и рассмотрим принцип ее работы.

Устройство и работа АКПП

Современные автоматические коробки передач состоят их трех основных компонентов – гидротрансформатора, гидравлической системы управления и планетарных редукторов.

Принцип работы АКПП Видеозапись

 

Гидротрансформатор

Основная задача гидротрансформатора – это передача крутящего момента от двигателя непосредственно в АКПП. Выполнен гидротрансформатор по принципу модернизированной гидравлической муфты с бесконтактной передачей. Состоит гидротрансформатор из герметичного корпуса, внутри которого расположены многочисленные валы, одна или несколько турбин и гидравлический насос. Турбина приводит в действие расположенный тут же планетарный редуктор. Турбина и редуктор заполнены специальной гидравлической жидкостью, которая имеет высокое давление. За нагнетание необходимого давления отвечает гидронасос, а вращение турбины происходит без механического сцепления, что в свою очередь обеспечивает максимально плавную передачу крутящего момента. Во время смены ступеней АКПП часть крутящего момента принимает на себя гидротрансформатор, что обеспечивает отсутствие рывков и толчков при смене передач.

Планетарный редуктор

Планетарный редуктор состоит из многочисленных муфт и подвижных деталей, которые позволяют изменять показатели крутящего момента. Именно редуктор отвечает за изменение вращения основного вала автоматической коробки передач. Следует отметить, что планетарный редуктор является достаточно надежным элементом и выходит из строя в редких случаях.Гидротрансформатор и редуктор отвечают за передачу и изменение крутящего момента.

Насос

Непосредственно смены передач осуществляются при помощи гидравлической системы управления. Основой гидравлики является мощный масляный насос, которые создает в системе необходимое давление. Именно этот блок управления путем изменения положения клапанов осуществляет моментальное переключение передач. Современные гидравлические системы управления способны как в полностью автоматическом режиме переключать передачи АКПП, так и работать по команде водителя, который при помощи селектора трансмиссии вручную изменяет активные передачи АКПП.

Гидроблок

Один из важнейших элементов АКПП, «мозги» коробки передач. Выполняет сложнейшую работу организатора потоков АТФ. Так же, в силу своей повышенной нагрузке имеет высокий шанс выхода из строя. Не спишите расстраиваться, в основном отказывают соленоиды, сам же гидроблок АКПП остается исправен.

Современные автоматические коробки передач состоят из многочисленных электронных блоков и систем управления, которые изменяют работу данного агрегата в режиме реального времени. Использование таких современных АКПП позволяет существенным образом снизить показатели расхода топлива без ущерба для динамики автомобиля. Обеспечивается великолепный комфорт управления автомобилем, что зачастую невозможно при использовании механических трансмиссий. Однако такие сверхсложные компьютеризированные коробки передач имеют также и свои недостатки. В первую очередь это надежность узла, который при неправильной эксплуатации часто выходит из строя и требует квалифицированного ремонта. Также следует сказать и о повышенных требованиях по сервисному обслуживанию таких коробок автомат, что приводит к увеличению расходов на обслуживание автомобиля.

Устройство и работа: Автоматическая коробка передач

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

Что такое автоматическая трансмиссия, и какова её область применения

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

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

Виды АКПП (автоматических коробок)

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

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

Устройство АКПП (автоматической коробки передач)

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

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

Основные преимущества автоматической трансмиссии (АКПП)

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

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

Подведем итоги

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

Как работает Автоматическая Коробка Передач (АКПП)?

Довольно часто раньше можно было услышать, что автоматическую коробку переключения передач (АКПП) выбирают преимущественно женщины из-за неумения обращения с «механикой». Однако сейчас многие поняли, что АКПП – это удобство и комфорт при вождении. В этой статье мы предлагаем разобраться устройстве автоматической коробки передач.

Так как же устроена автоматическая коробка переключения передач?

Когда двигатель начинает свою работу, его мощность, обороты и крутящий момент минимальны, хотя для того, чтобы начать движение, нужны именно максимальные показатели мощности, оборотов и крутящего момента. Однако при хорошем разгоне максимальной мощности, больших оборотов и крутящего момента не требуется, хотя двигатель как раз и работает во всю мощь в этот момент. Компенсирует подобный недостаток трансмиссия, преобразуя и передавая на колеса в нужный момент определенное передаточное число.

В отличие от механической, автоматическая трансмиссия без участия водителя выбирает соответствующее на данным момент движения передаточное число. Она является своеобразным связующим звеном между двигателем внутреннего сгорания и ведущими колесами. Ведь просто передать крутящий момент и мощность от двигателя к колесам недостаточно, нужно его еще и качественно преобразовать. Эту задачу и выполняет автоматическая трансмиссия.

Устройство автоматической коробки передач конструктивно состоит из (для визуализации сравним здесь АКПП с МКПП):

• Гидротрансформатора, который в МКПП соответствует сцеплению.
• Планетарного ряда, соответствующего в МКПП блоку шестерен.
• Переднего фрикциона, заднего фрикциона, тормозной ленты – позволяют переключать передачи.
• Управляющего устройства, контролирующего переключение передач в АКПП со встроенной системой управления электронного типа.

Следует отметить, что гидротрансформатор является заменителем привычного в автомобилях с механической коробкой передач сцепления. Именно поэтому в авто с «автоматом» вместо привычных трех педалей есть только педали тормоза и газа. Для движения достаточно зафиксировать рычаг переключения на «drive» и нажать педаль газа.

В чем заключается самое главное отличие АКПП от МКПП?

В предыдущей статье мы рассмотрели, как устроена механическая коробка переключения передач и выяснили, что переключения передачи происходит при подключении определенной шестерни, а их несколько наборов. Коробка-автомат задействует в своей работе только один набор шестерен для переключения передач, и позволяет это сделать планетарная передача.

Планетарная передача по своим размерам небольшая – как средняя дыня, но она отвечает за передачу всех возможных передаточных чисел, а все остальные части в коробке-автомате только помогают ей успешно справляться с этой сложной задачей. Конструктивно она включает в свой состав солнечные шестерни, вслед за которыми идут сателлиты и коронная шестерня. Они могут фиксироваться в определенном положении, работая на вход или выход – тем самым, определяется передаточное число.

Планетарная передача использует блокировку одних элементов и разблокировку других для переключения передач и состоит всего из одного центрального вала, в то время как МКПП для этого задействует сцепляющиеся между собой шестерни и параллельные валы – в этом преимущество планетарной передачи и автоматической трансмиссии в целом.

Тормозная лента и фрикционы

Благодаря тормозной ленте и фрикционам может выполняться блокировка тех или иных элементов планетарного ряда – а это дает возможность переключать различные передачи. Тормозная лента блокирует элементы планетарной передачи на корпус АКП (она крепится к корпусу), а фрикционы позволяют блокировать составляющие планетарного ряда между собой, предотвращая вращение блокируемых элементов против часовой стрелки. Тормозная лента имеет довольно высокую удерживающую способность и блокирует элементы планетарного ряда за счет эффекта самосжатия.

Гидротрансформатор: демпфер крутильный колебаний, который гасит сильные толчки

Гидротрансформатор имеет в своей конструкции турбину и насос. Между этими лопастными машинами располагается реактор (внешне выглядит, как колесо с лопатками), который является направляющим аппаратом. Он может быть легко блокирован обгонной муфтой или просто вращаться, все зависит от условий движения.

Лопасти центробежного насоса отбрасывают на турбинное колесо масло, потоки которого, собственно, и передают крутящий момент от ДВС к АКПП. Чтобы масло циркулировало непрерывно, предусмотрены специальные зазоры между турбиной и насосом, а их лопастям еще на производстве придается определенная геометрия. Именно тот факт, что крутящий момент передается потоками масла, объясняет отсутствие жесткой связи между самой КПП и движком (в механике первичный вал соединен напрямую с двигателем). Благодаря подобной схеме возможна остановка авто без выключения двигателя.

Однако мы говорили ранее, что просто передать крутящий момент на ведущие колеса недостаточно, необходимо его еще и качественно изменять – с этой задачей справляется реактор. Поскольку он расположен между турбиной и насосом, его лопатки располагаются на пути возвращения масла из турбины в насос. Если ректор неподвижен, то скорость масла, циркулирующего между колесами, увеличивается. И чем больше скорость циркулирующего масла, тем большее воздействие оно оказывает на колесо турбины. Реактор начинает вращаться в то момент, когда начинают сравниваться скорость насоса и обороты турбины, тем самым, снижая кинетическую энергию рабочей жидкости. Этот режим работы реактора принято называть «режимом гидромуфты».

Иногда преобразовывать скорость и крутящий момент просто не нужно (допустим, вы едете по прямой на постоянной скорости), тогда гидротрансформатор блокируется фрикционом. Но как только условия движения меняются (перешли с постоянной скорости по прямой на подъем в гору), гидротрансформатор тут же включается в работу. При уменьшении частоты вращения турбины начнет затормаживаться реактор, вследствие чего циркулирующее масло наберет скорость и автоматически увеличит показатель крутящего момента, который передается на колеса (то есть на вал от турбины). Этого диапазона увеличения хватит для преодоления подъема без необходимости переключения на более низкую передачу.

Каким образом включается передача?

Переключение передач происходит без разрыва мощности – одна выключилась, тут же включается другая. Гидравлический толкатель приводится в движение давлением масла, используемого в гидротрансформаторе, после чего он давит на фрикцион. Показатель давления регулируется электроникой. В этот момент элементы фрикциона (связанные жестко с валом) застопорятся. Вал останавливается, и передача включается.

При переключении рычага АКПП в режим «drive», на центральный вал передается крутящий момент от двигателя. Вал соединяется с солнечной шестерней, в то время как коронная шестерня блокируется фрикционом. Как только будет разблокирована коронная шестерня, она наберет свою мощность при вращении, и передача повысится. Если же электронному устройству пришла команда на понижение передачи, то вал фиксируется фрикционом, в то время как двигатель вращает солнечную шестерню планетарного ряда. В этот момент коронная шестерня теряет свою мощность и передача понижается.

Для наглядной демонстрации устройства автоматической коробки передач, также предлагаем посмотреть видео компании Toyota.

Автоматическая коробка передач — все что нужно знать об АКПП

Автоматическая коробка передач – это устройство, которое позволяет самостоятельно, то есть, без непосредственного участия водителя, выбрать ту или иную передачу для движения. Постараемся рассказать все об АКПП, начиная от истории развития, заканчивая тем, как правильно пользоваться АКПП.

Как появилась коробка автомат

Современная автоматическая коробка передач появилась благодаря трем направлениям в механики, которые были разработаны независимо друг от друга и в последствие стали единым узлом, позволяющим включать передачи автоматически, в зависимости от скорости движения автомобиля.

Первой разработкой в этом направлении стало появление планетарной передачи, которая стала основным механизмом автомобилей Ford T еще вначале XX века. Суть работы данного устройства заключалось в том, чтобы передачи включались плавно при помощи двух педалей. Одна из них работала на повышение и понижение передач, а другая активировала заднюю передачу. В те времена это было действительно новинкой, ведь тогда в трансмиссиях автомобилей еще не применялись синхронизаторы, обеспечивающие плавность включения.

 

Вторым направлением стало появление в 30-х годах прошлого века первой полуавтоматической коробки передач, когда планетарным механизмом стала управлять уже гидромуфта. При этом, использование сцепления в автомобиле не отменялось. Данное изобретение принадлежит известной компании General Motors.

Ну и последним изобретением, стало применение гидромуфты в данном типе трансмиссии, которая сводила к минимуму появление рывков. Кроме того, в этот раз помимо 2-х ступеней, впервые был введен овердрайв – повышающая передача, при этом, передаточное число не превышало единицу.

Компания Крайслер, которая в 1930-х годах ввела это новшество, представило новый тип трансмиссии, как полуавтомат, хотя в настоящее время он считается механическим.

В конечном счете, АКПП, в том виде, которую ее привыкли видеть, появилась в 1940-х годах и ее создателем стала компания General Motors. В этот же период, компания отказалась от применения гидромуфты и стала использовать специальный гидротрансформатор, который исключал возможность пробуксовки элемента. Позже был введен стандарт, который подразумевал пять положений селектора на АКПП: «D», «L», «N», «R» и «P».

Устройство и принцип работы АКПП

В конструкцию автоматической коробки входят следующие элементы:

1. Гидротрансформатор – играет роль сцепления и обеспечивает плавность хода работы механизма. Основной функцией гидротрансформатора принято считать плавную передачу крутящего момента от маховика на вал АКПП.
2. Редукторы планетарного типа — последовательная передача крутящего момента.
3. Муфты фрикционного типа. По-другому, их принято называть «пакетами». Обеспечивают переключение передач. Обеспечивают связь между механизмами передач и разрывают ее.
4. Обгонная муфта. Играет роль синхронизатора и снижает нагрузку, возникающую при соприкосновении «пакетов». Кроме того, в некоторых конструкциях АКПП исключают возможность торможения двигателем, оставляя в работе повышенную передачу.
5. Валы и барабаны для соединения всех частей коробки.

Независимо от конструкции АКПП, все типы данной трансмиссии переключают передачи по одному и тому же принципу. Все переключения осуществляются при помощи перемещения масла внутри АКПП, посредством включения в работу тех или иных золотников. Управление золотниками может быть двух типов: электрическое или гидравлическое.

Гидравлический привод использует давление масла, создаваемое с помощью центробежного регулятора, который соединен с валом КПП. Кроме того, давление создается в тот момент, когда водитель нажимает на педаль газа. Таким образом, автоматика получает информацию о положении акселератора и выполняет необходимое переключение золотников.

 

В электрическом приводе используются соленоиды, которые установлены в золотниках и подключены к блоку управления АКПП. В большинстве случаев, этот блок имеет тесную взаимосвязь с ЭБУ двигателя. Получается, что переключение передач будет осуществляться в зависимости от положения дроссельной заслонки, педали газа, скорости движения автомобиля и многих других параметров.

Как правильно пользоваться автоматической коробкой передач + Видео

Без сомнения, автоматическая коробка передач обеспечивает удобство вождения, хотя многие водители по-прежнему отдают предпочтение механической коробке, чувствуя автомобиль и полностью контролируя трансмиссию. Несмотря на это, все же имеется большой процент тех, кто действительно полюбил АКПП.

Если вы только-только планируете освоить новый вид трансмиссии, то необходимо учесть несколько нюансов, которые уберегут вас от преждевременной поломки узла, ведь планетарные передачи очень чувствительны к механическим перегрузкам.

Всего существует несколько положений селектора:

• «N» — нейтральная передача. Не нуждается в комментировании, это то же самое, что и в обычной механической коробке.
• «P» — «паркинг». Данное положение позволяет заблокировать ведущие колеса и исключить возможность ската автомобиля при стоянке.
• «D» — используется для движения автомобиля вперед. По сути, является главным положением селектора, который и отвечает за все автоматические переключения.
• «L» — понижающая передача. Является аналогом первой передачи механической КПП. Предназначена для преодоления участков дороги, где движение на большой скорости недопустимо.
• «R» — задняя передача. Используется для движения автомобиля назад.

Разобравшись с положениями селектора, самое время узнать, как им правильно пользоваться. Прежде всего, запуск мотора допустим при положениях «P» или «N» и с полностью выжатой педалью тормоза. Чтобы переключиться в положение «D» необходимо, не отпуская тормоза, убрать ногу с газа и нажать на кнопку блокировки селектора, перевести его и начать движение.

При этом, стоит учитывать, что при любой смене положения селектора, ни в коем случае нельзя нажимать на педаль газа.

Несколько важных моментов:

Для автоматической трансмиссии недопустим метод «раскачки» при преодолении снежной преграды. Это связано с тем, что переводить селектор из положения «D» в «R» необходимо полностью остановить автомобиль. Иначе, можно просто привести в негодность весь механизм трансмиссии.

 

1. Двигаться зимой можно только на хорошей зимней резине с достаточно большим рисунком протектора. При этом, нужно установить селектор в положение «W» или «1», «2», «3». Это связано с тем, что при попадании колес на лед, автоматика «думает», что автомобиль не нагружен и разгоняется, что естественно приводит к переключению передачи. Таким образом, получается резкий занос автомобиля.
2. Буксировка автомобилей с АКПП крайне не желательна и рекомендуется только на эвакуаторе или методом частичной погрузки ведущих колес. Дело в том, что масляный насос коробки приводится в движение при помощи ДВС, а когда он отключен, подача масла отключается, что соответственно приводит к износу механизмов коробки. Тем не менее, разработчик учел и этот фактор, оставив несколько правил буксировки. К примеру, то, что скорость не должна превышать 40 км/ч ( хотя возможны и исключения), коробка должна быть заполнена маслом не как обычно, а до самой горловины и максимальное расстояние буксировки не должно превышать 30 км. При этом, необходимо останавливаться и давать время механизму для остывания, так как она в эти моменты очень сильно перегревается. Многие модели с АКПП и вовсе нельзя буксировать, например, полноприводные. Хотя можно отсоединить кардан и погрузить передние колеса.
3. АКПП не для экстремального вождения и ни в коем случае не потерпит выполнения таких трюков, как нажатие на педали газа и тормоза одновременно. Все это приведет к перегреву и последующей поломке узла.

Вот и все, что нужно знать об автоматической коробке передач. 

Как это работает: Автоматические коробки передач

Автоматическая коробка передач кажется довольно простой; в конце концов, вы просто помещаете его на Диск и вперед. Но, как и в большинстве случаев с автомобильной техникой, для того, чтобы это выглядело легко, нужно приложить немало усилий.

Двигатель содержит тяжелый вращающийся центральный цилиндр коленчатого вала, который обеспечивает вращение колес. «Обороты двигателя» — это скорость вращения коленчатого вала, измеряемая в оборотах в минуту или «об / мин». Большинство двигателей вырабатывают большую часть своей мощности в относительно узком диапазоне скоростей, но для управления автомобилем требуется более широкий диапазон.Трансмиссия является жизненно важным звеном, увеличивающим крутящий момент для ускорения после остановки или предотвращающим чрезмерную работу двигателя на скоростях шоссе.

Автоматическая коробка передач использует датчики для определения момента переключения передач и переключает их с помощью внутреннего давления масла. Несмотря на то, что в трансмиссию встроено множество компонентов, и их фактическая работа немного сложнее, чем в упрощенной версии, представленной здесь, ключевыми компонентами являются преобразователь крутящего момента и планетарные редукторы.

Шестерни внутри восьмиступенчатой ​​автоматической коробки передач, а также крыльчатка и турбина внутри гидротрансформатора слева. БМВ

Для переключения передач необходимо временно отсоединить трансмиссию от двигателя. На механической коробке передач водитель делает это, нажимая на педаль сцепления, а на автоматической — через гидротрансформатор.

Внутри преобразователя крутящего момента, заполненного трансмиссионной жидкостью, есть два веерообразных компонента: крыльчатка, прикрепленная к коленчатому валу двигателя, и турбина, прикрепленная к входному валу трансмиссии.Когда двигатель вращает крыльчатку, его лопасти перемещают жидкость, что, в свою очередь, заставляет турбину вращаться. Жидкость движется по замкнутому контуру. Третий веерообразный компонент, статор, находится между крыльчаткой и турбиной и помогает направлять движение жидкости. Когда вы нажимаете дроссель для увеличения скорости, жидкость перемещает турбину быстрее, чтобы передать больше энергии через трансмиссию. По мере замедления движение жидкости замедляется, турбина перестает вращаться, и двигатель может сидеть и работать на холостом ходу без остановки.

Турбина и рабочее колесо не прикреплены постоянно, и рабочее колесо всегда вращается быстрее.В большинстве автомобилей используется гидротрансформатор с механической муфтой, которая временно соединяет два компонента на более высоких скоростях, чтобы улучшить экономию топлива.

Вырез гидротрансформатора Silverado с маятником для компенсации любой вибрации двигателя.

Как только эта мощность будет передана на входной вал трансмиссии, пора планетарным шестерням сделать свое дело. Название происходит от того, как они устроены. Центральная шестерня называется солнечной шестерней, в то время как меньшие планетарные шестерни вращаются вокруг нее, удерживаясь в кольце, называемом водилом планетарной передачи.Их всех окружает большой зубчатый венец, который находится в зацеплении с планетарными шестернями в их водиле.

Вместо использования отдельной шестерни для каждой передачи, различные скорости трансмиссии достигаются за счет комбинации шестерен. Солнечная, планетарная и коронная шестерни входят в зацепление в различных комбинациях, например, внешняя кольцевая шестерня вращается, а внутренняя солнечная шестерня остается неподвижной. Это достигается с помощью небольших фрикционных муфт, которые задействуют шестерни для поворота, и лент, которые удерживают их в стороне, чтобы они не поворачивались.Муфты и ленты приводятся в действие пальцами и клапанами, которые активируются трансмиссионной жидкостью под давлением.

Восьмиступенчатая автоматическая коробка передач для переднеприводной Тойоты. Тойота

Создавая различные передаточные числа, трансмиссия забирает мощность от двигателя и увеличивает или уменьшает ее на пути к выходному валу, который передает мощность на колеса. На первой передаче двигатель вращается относительно медленно, так как водитель постепенно нажимает на дроссель, поэтому трансмиссия использует низкую передачу, чтобы умножить крутящий момент, передаваемый на колеса, чтобы дать им мощность, необходимую для ускорения.На скоростях шоссе трансмиссия использует повышенную передачу, когда выходная скорость трансмиссии выше, чем скорость, поступающая от двигателя, что снижает расход топлива и износ двигателя.

Когда трансмиссия переведена в режим заднего хода, малая солнечная шестерня поворачивает наружную кольцевую шестерню назад. Для Park небольшой зубчатый стояночный механизм надежно удерживается небольшой защелкой, называемой парковочной защелкой, которая не позволяет выходному валу вращать колеса.

Мощность, передаваемая трансмиссией, не поступает прямо на колеса, которые должны иметь возможность вращаться с разной скоростью.Если бы они этого не сделали, вы не смогли бы правильно повернуть угол, поэтому автомобиль использует дифференциал, чтобы разделить мощность и передать нужное количество на каждое колесо. На переднеприводном транспортном средстве дифференциальные шестерни объединены в картер трансмиссии, и весь блок обычно называют трансмиссией.

Хотя трансмиссии не требуют такого ухода, как двигатель, им все же нужно немного любви. Убедитесь, что уровень трансмиссионной жидкости проверяется при каждой замене масла, и, если график технического обслуживания вашего автомобиля рекомендует это, замените трансмиссионную жидкость по рекомендации.Большинство трансмиссий включают охладители для регулирования температуры жидкости, но если вы часто буксируете автомобиль, подумайте о добавлении более мощного охладителя, если ваш не оборудован для более высоких нагрузок.

Проверьте свое транспортное средство, если трансмиссия не скулит или не лязгает, не ощущается ли скольжение, колеблется ли он при ускорении или включении передачи, если вы видите красную жидкость, протекающую под вашим автомобилем, или если вы чувствуете запах гари.

Взгляд изнутри на работу автоматической коробки передач

Иногда мы воспринимаем наши автомобили как должное, забывая обо всей работе, которая выполняется под капотом, чтобы включить автоматическую коробку передач, наиболее распространенную трансмиссию на дорогах сегодня.

Хотя простота автоматической коробки передач произвела революцию в автомобильном мире, научные данные, лежащие в основе ее, не всегда понимаются или ценятся. Технология, которая позволяет автомобилям с автоматической коробкой передач переключаться между передачами, впечатляет и включает в себя сложный состав компонентов.

Основы АКПП

В автоматических трансмиссиях используются шестерни для наиболее эффективного использования крутящего момента двигателя, позволяя двигателю работать с соответствующей скоростью, обеспечивая при этом широкий диапазон выходных скоростей для автомобиля.В простейшем случае автоматические коробки передач работают следующим образом:

• Двигатель соединяется с трансмиссией через раструб
• В раструбном корпусе находится гидротрансформатор, который заменяет сцепление, используемое в автомобиле с механической коробкой передач.
• Преобразователь крутящего момента соединяет двигатель с трансмиссией и оказывает давление на трансмиссию. жидкость для передачи скорости
• Планетарные передачи в трансмиссии создают разные передаточные числа, позволяя транспортному средству переключаться между разными передачами на основе связи от преобразователя крутящего момента.

Планетарный редуктор

Планетарный редуктор является центральным звеном в автоматической коробке передач. Автоматическая трансмиссия состоит из двух планетарных передач, соединенных вместе в один компонент. В состав планетарной передачи входят:

• Солнечная шестерня в центре
• Планетарные шестерни, которые вращаются вокруг солнечной шестерни
• Водило планетарной шестерни, которое соединяет планетарные шестерни
• Кольцевая шестерня снаружи, которая входит в зацепление с планетарными шестернями.

Составной планетарный ряд, используемый в автоматической коробке передач, состоит из одного зубчатого венца, но двух солнечных шестерен и двух наборов планет. Эти части работают вместе, чтобы позволить автомобилю работать на первой передаче, второй передаче, третьей передаче, повышающей передаче и заднем ходу.

Гидротрансформатор может отправлять необходимую информацию на планетарный ряд, чтобы гарантировать включение соответствующих передач для создания необходимых передаточных чисел.

Роль гидротрансформатора

В то время как планетарный ряд является основным компонентом в создании необходимых передаточных чисел, преобразователь крутящего момента занимает место муфты в механической коробке передач, контролируя связь с планетарной передачей.

Основные компоненты гидротрансформатора:

• Рабочее колесо: Часть корпуса гидротрансформатора (которая соединена с двигателем) и приводит в движение турбину за счет сил вязкости.
• Турбина: соединена с входным валом трансмиссии.
• Статор: находится между рабочим колесом и турбиной и сводит к минимуму потери от взбивания. увеличение крутящего момента за счет перенаправления жидкостей.

Двигатель вращает крыльчатку, которая воздействует на трансмиссионную жидкость. Эта сила вращает турбину, которая передает крутящий момент на трансмиссию.Без статора были бы потери на взбивание и накопление тепла.

Эти потери от текучести будут результатом того, что скорость жидкости, возвращающейся из турбины, противодействует вращению крыльчатки. Статор обеспечивает большую часть скорости жидкости в направлении крыльчатки, помогая крыльчатке двигаться, а не препятствуя ее движению. Статор может вращаться только в том же направлении, что и рабочее колесо, и обычно включается только тогда, когда транспортное средство останавливается или ускоряется.

Некоторые гидротрансформаторы также содержат муфту блокировки. Это устройство блокирует турбину, так что она механически связана с рабочим колесом. Это гарантирует передачу крутящего момента двигателя на первичный вал трансмиссии.

Значение клапанов и модуляторов в автоматических трансмиссиях

Чтобы знать, когда нужно переключать передачи, автоматические коробки передач должны получать сигналы о том, насколько сильно работает двигатель. Для этого служат клапаны и модуляторы.

В автомобилях для давления на дроссельную заслонку используется вакуумный модулятор или трос. Затем дроссельная заслонка будет сообщаться с переключающими клапанами через давление жидкости. Это давление скажет клапанам переключения, когда нужно переключаться с одной передачи на другую.

Клапаны переключения передач реагируют на различные диапазоны давления; в зависимости от скорости автомобиля соответствующий клапан переключения передач срабатывает, чтобы переключить автомобиль на соответствующий диапазон передач.

Закулисная работа, которую выполняет автоматическая коробка передач, впечатляет.В следующий раз, когда ваш автомобиль переключит передачу без каких-либо усилий с вашей стороны, вы сможете оценить сложную работу, выполняемую под капотом.

Компоненты трансмиссии | Mister Transmission

Вы когда-нибудь задумывались, что же находится внутри современной автоматической коробки передач? В этой статье описываются блоки сцепления, односторонние муфты, гидротрансформаторы и многое другое.

Современная автоматическая трансмиссия состоит из множества компонентов и систем, которые спроектированы для совместной работы в симфонии умных механических, гидравлических и электрических технологий, которые с годами превратились в то, что многие люди, склонные к механике, считают формой искусства.Мы стараемся использовать простые общие объяснения, где это возможно, для описания этих систем, но из-за сложности некоторых из этих компонентов вам, возможно, придется использовать некоторую мысленную гимнастику, чтобы визуализировать их работу.

Основные компоненты, из которых состоит автоматическая коробка передач:

• Планетарные зубчатые передачи, представляющие собой механические системы, обеспечивающие различные передаточные числа переднего и заднего хода.
• Гидравлическая система, в которой используется специальная трансмиссионная жидкость, подаваемая под давлением масляным насосом через корпус клапана для управления сцеплениями и лентами с целью управления планетарными передачами.
• Уплотнения и прокладки используются для удержания масла там, где оно должно быть, и предотвращения его утечки.
• Гидротрансформатор, который действует как сцепление, позволяя автомобилю останавливаться на передаче, пока двигатель еще работает.
• Регулятор и модулятор или трос газа контролируют скорость и положение дроссельной заслонки, чтобы определить, когда нужно переключаться.
• Компьютер, который контролирует точки переключения на новых автомобилях и направляет электрические соленоиды для переключения потока масла на соответствующий компонент в нужный момент.

Планетарные редукторы

Автоматические коробки передач содержат множество передач в различных комбинациях. В механической коробке передач шестерни скользят по валам, когда вы перемещаете рычаг переключения передач из одного положения в другое, включая шестерни различного размера по мере необходимости, чтобы обеспечить правильное передаточное число. Однако в автоматической коробке передач шестерни никогда не перемещаются физически и всегда включаются с одними и теми же передачами. Это достигается за счет использования планетарных передач.

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

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

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

На рисунке справа показано, как описанная выше простая система будет выглядеть в реальной передаче. Входной вал соединен с зубчатым венцом (темно-серый). Выходной вал соединен с водилом планетарной передачи (светло-серым), который также соединен с «многодисковой» муфтой.Солнечная шестерня соединена с барабаном (оранжевого цвета), который также соединен с другой половиной пакета сцепления. Снаружи барабан находится полоса (синяя), которую можно при необходимости затянуть вокруг барабана, чтобы предотвратить вращение барабана с прикрепленной солнечной шестерней.

Пакет муфты используется, в этом случае, для блокировки водила планетарной передачи с солнечной шестерней, заставляя оба вращаться с одинаковой скоростью. Если и пакет сцепления, и лента были отпущены, система была бы в нейтральном положении. Вращение входного вала приведет к повороту планетарных шестерен против солнечной шестерни, но поскольку ничто не удерживает солнечную шестерню, она просто будет вращаться свободно и никак не повлияет на выходной вал. Чтобы установить агрегат на первую передачу, применяется лента, которая удерживает солнечную шестерню от движения. Чтобы переключиться с первой на высшую передачу, ремень отпускается, и включается сцепление, заставляя выходной вал вращаться с той же скоростью, что и входной.

Возможно множество других комбинаций с использованием двух или более планетарных наборов, соединенных различными способами, чтобы обеспечить разные скорости движения вперед и назад, которые присутствуют в современных автоматических трансмиссиях.

Некоторые хитроумные механизмы переключения передач, присутствующие в четырех-, а теперь и пяти-, шести- и даже семиступенчатой ​​автоматике, достаточно сложны, чтобы заставить технически проницательного неспециалиста кружиться в голове, пытаясь понять поток мощности через трансмиссию, когда она переключается с первой передачи. через высшую передачу, пока автомобиль разгоняется до скорости шоссе.На более новых автомобилях компьютер автомобиля отслеживает и контролирует эти переключения, так что они почти незаметны.

Пакеты сцепления

Пакет сцепления состоит из чередующихся дисков, которые помещаются внутри барабана сцепления. Половина дисков стальная и имеет шлицы, которые входят в пазы на внутренней стороне барабана. Другая половина имеет фрикционный материал, связанный с их поверхностью, и имеет шлицы на внутренней стороне, которые соответствуют канавкам на внешней поверхности прилегающей ступицы. Внутри барабана находится поршень, который приводится в действие давлением масла в нужный момент, чтобы сжать пакет сцепления вместе, так что два компонента заблокируются и повернутся как одно целое.

Обгонная муфта

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

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

Полосы

Лента — это стальная лента с фрикционным материалом, прикрепленным к внутренней поверхности.Один конец ленты прикреплен к корпусу трансмиссии, а другой конец подключен к сервоприводу. В соответствующее время гидравлическое масло под давлением подается в сервопривод, чтобы затянуть ленту вокруг барабана, чтобы предотвратить вращение барабана.

Преобразователь крутящего момента

В автоматических коробках передач гидротрансформатор заменяет сцепление на автомобилях со стандартной коробкой передач. Он нужен для того, чтобы двигатель продолжал работать, когда автомобиль останавливается. Принцип действия гидротрансформатора похож на включение вентилятора, подключенного к стене, и нагнетание воздуха в другой вентилятор, который отключен от сети.Если вы схватите лопасть отключенного вентилятора, вы сможете удержать его от вращения, но как только вы отпустите, он начнет ускоряться, пока не приблизится к скорости включенного вентилятора. Отличие гидротрансформатора в том, что вместо воздуха в нем используется масло или трансмиссионная жидкость, если быть более точным.

Гидротрансформатор представляет собой большую гидравлическую муфту в форме пончика (диаметром от 10 до 15 дюймов), которая устанавливается между двигателем и трансмиссией. Он состоит из трех внутренних элементов, которые работают вместе для передачи мощности на трансмиссию.Три элемента гидротрансформатора — это насос, турбина и статор. Насос установлен непосредственно на корпусе гидротрансформатора, который, в свою очередь, прикручен болтами непосредственно к коленчатому валу двигателя и вращается с частотой вращения двигателя. Турбина находится внутри корпуса и соединена непосредственно с входным валом трансмиссии, обеспечивающей движение транспортного средства. Статор установлен на односторонней муфте, так что он может свободно вращаться в одном направлении, но не в другом. В каждом из трех элементов установлены ребра, которые точно направляют поток масла через преобразователь.

При работающем двигателе трансмиссионная жидкость втягивается в насосную секцию и выталкивается наружу под действием центробежной силы, пока не достигнет секции турбины, которая начинает ее вращение. Жидкость продолжает круговое движение назад к центру турбины, где она входит в статор. Если турбина движется значительно медленнее, чем насос, жидкость будет контактировать с передней частью ребер статора, которые толкают статор в одностороннюю муфту и предотвращают его вращение.Когда статор остановлен, жидкость направляется ребрами статора для повторного входа в насос под «вспомогательным» углом, обеспечивая увеличение крутящего момента. По мере того, как скорость турбины достигает скорости насоса, жидкость начинает сталкиваться с лопатками статора на задней стороне, заставляя статор поворачиваться в том же направлении, что и насос и турбина. По мере увеличения скорости все три элемента начинают вращаться примерно с одинаковой скоростью.

Начиная с 80-х годов, для повышения экономии топлива преобразователи крутящего момента оснащаются блокирующей муфтой (не показана), которая блокирует турбину с насосом, когда скорость транспортного средства достигает примерно 45-50 миль в час.Эта блокировка управляется компьютером и обычно не включается, если трансмиссия не находится на 3-й или 4-й передаче.

Гидравлическая система

Гидравлическая система представляет собой сложный лабиринт каналов и трубок, по которым трансмиссионная жидкость под давлением подается ко всем частям трансмиссии и гидротрансформатора. Диаграмма слева — простая схема трехступенчатой ​​автоматической коробки передач 60-х годов. Новые системы намного сложнее и сочетаются с компьютеризированными электрическими компонентами. Трансмиссионная жидкость служит для различных целей, включая управление переключением передач, общую смазку и охлаждение трансмиссии.В отличие от двигателя, который использует масло в основном для смазки, каждый аспект функций трансмиссии зависит от постоянной подачи жидкости под давлением. Это мало чем отличается от системы кровообращения человека (жидкость даже красного цвета), где даже несколько минут работы при отсутствии давления могут быть вредными или даже фатальными для жизни трансмиссии. Чтобы поддерживать нормальную рабочую температуру трансмиссии, часть жидкости направляется по одной из двух стальных трубок в специальную камеру, которая погружена в антифриз в радиаторе.Жидкость, проходящая через эту камеру, охлаждается, а затем возвращается в трансмиссию через другую стальную трубку. Типичная трансмиссия имеет в среднем десять кварт жидкости между трансмиссией, гидротрансформатором и охлаждающим баком. Фактически, большинство компонентов трансмиссии постоянно смазываются жидкостью, включая пакеты сцепления и ленты. Поверхности трения этих деталей предназначены для правильной работы только в том случае, если они покрыты маслом.

Масляный насос

Масляный насос трансмиссии (не путать с насосным элементом внутри гидротрансформатора) отвечает за создание всего давления масла, которое требуется в трансмиссии.Масляный насос установлен на передней части картера коробки передач и напрямую соединен со ступицей корпуса гидротрансформатора. Поскольку корпус гидротрансформатора напрямую соединен с коленчатым валом двигателя, насос будет создавать давление всякий раз, когда двигатель работает, пока имеется достаточное количество трансмиссионной жидкости. Масло поступает в насос через фильтр, расположенный в нижней части масляного поддона трансмиссии, и поднимается по всасывающей трубке прямо к масляному насосу.Затем масло под давлением подается к регулятору давления, корпусу клапана и остальным компонентам по мере необходимости.

Корпус клапана

Гидроблок — это центр управления автоматической трансмиссией.

Корпус клапана содержит лабиринт каналов и проходов, по которым гидравлическая жидкость направляется к многочисленным клапанам, которые затем активируют соответствующий пакет сцепления или сервопривод ленты для плавного переключения на соответствующую передачу для каждой дорожной ситуации. Каждый из множества клапанов в корпусе клапана имеет определенное назначение и назван в честь этой функции.Например, клапан переключения передач 2-3 активирует переключение с повышающей передачи со 2-й передачи на 3-ю или клапан синхронизации переключения 3-2, который определяет, когда должно произойти переключение на более низкую передачу.

Самый важный клапан, которым вы можете управлять напрямую, — это ручной клапан. Ручной клапан напрямую соединен с рукояткой переключения передач и закрывает и открывает различные проходы в зависимости от того, в каком положении находится переключатель передач. Например, когда вы переводите переключение передач в режим Drive, ручной клапан направляет жидкость к блоку сцепления ( s), который включает 1-ю передачу.Он также настраивается для отслеживания скорости автомобиля и положения дроссельной заслонки, чтобы определить оптимальное время и силу для 1–2 переключения. В трансмиссиях с компьютерным управлением у вас также будут электрические соленоиды, которые установлены в корпусе клапана, чтобы направлять жидкость в соответствующие пакеты или ленты сцепления под управлением компьютера для более точного управления точками переключения передач.

Компьютерное управление

Компьютер использует датчики двигателя и трансмиссии для определения таких вещей, как положение дроссельной заслонки, скорость автомобиля, частота вращения двигателя, нагрузка на двигатель, положение выключателя стоп-сигнала и т. Д.для контроля точных точек переключения, а также того, насколько плавным или жестким должно быть переключение. Некоторые компьютеризированные трансмиссии даже учатся вашему стилю вождения и постоянно адаптируются к нему, поэтому каждая смена рассчитывается именно тогда, когда вам это нужно.

Благодаря компьютерному управлению, спортивные модели выпускаются с возможностью ручного управления трансмиссией, как если бы это был рычаг переключения передач, что позволяет водителю выбирать передачи вручную. На некоторых автомобилях это достигается путем пропускания рычага переключения передач через специальные ворота, а затем нажатия на него в одном или другом направлении для переключения на повышенную или понижающую передачу по желанию.Компьютер отслеживает эту активность, чтобы убедиться, что водитель не выбрал передачу, которая может привести к превышению скорости двигателя и его повреждению.

Еще одним преимуществом этих «умных» трансмиссий является то, что они имеют режим самодиагностики, который может обнаружить проблему на ранней стадии и предупредить вас с помощью светового индикатора на приборной панели. Затем технический специалист может подключить испытательное оборудование и получить список кодов неисправностей, который поможет точно определить причину проблемы.

Регулятор, вакуумный модулятор, трос дроссельной заслонки

Эти три компонента важны для некомпьютеризированных передач.Они предоставляют входные данные, которые говорят трансмиссии, когда нужно переключаться.

Регулятор Регулятор подключен к выходному валу и регулирует гидравлическое давление в зависимости от скорости автомобиля. Это достигается за счет центробежной силы, которая вращает пару шарнирных грузов против возвратных пружин. По мере того, как грузы растягиваются относительно пружин, большее давление масла проходит мимо регулятора, чтобы воздействовать на клапаны переключения, которые находятся в корпусе клапана, которые затем сигнализируют о соответствующих переключениях.

Конечно, скорость автомобиля — это не единственное, что определяет, когда должна переключаться трансмиссия, но также важна нагрузка на двигатель.Чем большую нагрузку вы возлагаете на двигатель, тем дольше трансмиссия будет удерживать передачу перед переключением на следующую.

Существует два типа устройств, которые служат для контроля нагрузки двигателя: трос газа и вакуумный модулятор. Передача будет использовать одно или другое, но обычно не оба этих устройства. Каждый из них работает по-своему, чтобы контролировать нагрузку на двигатель.

Трос дроссельной заслонки просто контролирует положение педали газа через кабель, идущий от педали газа к дроссельной заслонке в корпусе клапана.

Вакуумный модулятор контролирует вакуум в двигателе с помощью резинового вакуумного шланга, который подсоединен к двигателю. Вакуум двигателя очень точно реагирует на нагрузку двигателя с высоким вакуумом, который создается, когда двигатель находится под небольшой нагрузкой, и снижается до нуля, когда двигатель находится под большой нагрузкой. Модулятор прикреплен к внешней стороне корпуса трансмиссии и имеет вал, который проходит через корпус и прикрепляется к дроссельной заслонке в корпусе клапана. Когда двигатель находится под небольшой нагрузкой или без нагрузки, высокий вакуум действует на модулятор, который перемещает дроссельную заслонку в одном направлении, позволяя трансмиссии переключаться раньше и мягко.По мере увеличения нагрузки на двигатель разрежение уменьшается, что приводит к перемещению клапана в другом направлении, заставляя трансмиссию переключаться позже и более жестко.

Уплотнения и прокладки

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

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

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

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

Хотите узнать больше?
Посетите один из наших офисов

Понимание вашей трансмиссии, Часть 2: Автоматические трансмиссии

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

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

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

В механической коробке передач водитель выбирает разные передаточные числа, т.е. есть первая передача, вторая передача и т. Д.Однако в автоматической коробке передач все передаточные числа производятся изобретательным устройством, которое называется планетарной передачей.

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

На более новых автомобилях переключение передач определяется и управляется компьютером. Однако самая ранняя известная версия автоматической коробки передач была разработана в 1904 году — задолго до цифровой эры, — в то время как основа нашей современной автоматической коробки передач была полностью разработана к 1960-м годам. В старых автоматических трансмиссиях процесс определения и активации переключения передач является чисто механическим. Автоматическая трансмиссия — это красивая и сложная система, состоящая из ряда компонентов:

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

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

Регулятор и модулятор или Трос дроссельной заслонки — контролирует скорость и дроссельную заслонку, чтобы определять, когда переключать

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

Муфты и Ленты — изменяйте передаточные числа в планетарной передаче

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

Гидравлическая система и Насос — обеспечивают необходимую смазку; активируйте клапаны, гидротрансформатор, муфты и ленты, а также другие ключевые детали.

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

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

Планетарный редуктор

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

Рис. 1: Планетарная передача, поперечное сечение

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

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

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

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

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

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

Рисунок 2: Планетарный редуктор, вид сбоку

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

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

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

Другие передачи

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

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

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

Парковка

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

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

Гидротрансформатор

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

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

Рисунок 3: Гидротрансформатор, вид сбоку

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

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

Shift Circuits

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

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

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

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

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

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

Рисунок 4: Базовая схема переключения передач

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

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

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

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

Гидравлика

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

В общем, автоматические трансмиссии — это чудо механики!

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

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

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

АКПП — Revonte

Преимущества АКПП

Ключевой особенностью Revonte ONE является автоматическая коробка передач, но что делает ее желанной? В основном это та же причина, что и в автомобилях — большой опыт вождения. Ничто не сравнится по простоте с автоматической коробкой передач, когда вам нужно продолжить движение после остановки на красный свет или подняться на крутой холм.Просто работает.

Еще одно большое преимущество — это избавление от механически сложной механической коробки передач на заднем колесе. Эти трансмиссии никогда не были рассчитаны на дополнительный крутящий момент, который производит электронный велосипед, и поэтому могут быстро изнашиваться и легко выходить из строя. Когда трансмиссия спрятана внутри двигателя, все эти проблемы с обслуживанием решаются, что приводит к более надежной конструкции и меньшей потребности в обслуживании.

Поскольку наша автоматическая коробка передач полностью управляется программным обеспечением, ее можно настроить по своему вкусу.Выберите другой стиль трансмиссии для различных условий езды или даже измените количество передач, не выходя из мобильного приложения Revonte.

Как это работает

Принцип, лежащий в основе нашей бесступенчатой ​​автоматической коробки передач, обманчиво прост и механически надежен. Это просто планетарный редуктор с двумя электродвигателями. Почему никто раньше этого не придумал! Что ж, они сделали. Например, гибрид Toyota Prius построен на том же принципе, что и трансмиссия многих тракторов (конечно, не с электродвигателями).

Один электродвигатель предназначен для регулировки передаточного числа, а другой помогает водителю. Фактически, оба электродвигателя вносят свой вклад в общий крутящий момент системы привода, что делает Revonte ONE одним из самых мощных двигателей для электровелосипедов на рынке. Поскольку оба электродвигателя управляются программным обеспечением, это также обеспечивает управление программным обеспечением трансмиссии. Это открывает всевозможные возможности для настройки передачи, о которых мы поговорим ниже.

Наконец, система механически устойчива и чрезвычайно надежна.Никаких хитростей, это просто шестеренки и электродвигатели. Секрет в программном обеспечении. Вы можете смело ожидать, что трансмиссия прослужит дольше остальной части мотоцикла.

Различные режимы с небольшими настройками

Для людей наиболее оптимальная скорость передвижения — постоянная, не слишком быстрая или не слишком медленная. На велосипеде это означает каденс. Полностью автоматический режим трансмиссии Revonte ONE разработан для поддержания этой частоты вращения педалей, путем регулировки трансмиссии на «низшую передачу», когда педалирование становится более тяжелым (например, при подъеме или против ветра, и, соответственно, на «более высокую передачу», когда становится светлее.

Однако не у всех одинаковая предпочтительная частота вращения педалей, поэтому мы сделали ее настраиваемой. Помимо настройки базовой частоты вращения педалей, вы также можете динамически изменять целевую частоту вращения педалей во время езды с помощью триггеров в контроллере.

Полностью автоматическая коробка передач — это здорово, в большинстве случаев. При движении по бездорожью, по лесным тропам вам понадобится больше контроля над трансмиссией. Для этого Revonte ONE предлагает полуавтоматический режим трансмиссии. В этом режиме трансмиссия имитирует традиционную кассету с несколькими виртуальными шестернями разных размеров.Вы можете просто мгновенно переключать передачи, используя триггеры на контроллере.

Кроме того, вы можете установить количество передач и даже отрегулировать передаточные числа с помощью мобильного приложения Revonte (производители электронных велосипедов могут ограничить или даже отключить эту функцию для определенных моделей). Не нужно смазывать руки!

Интегрированная стратегия управления

в процессе повышения передачи при включении автоматической коробки передач на основе выходного крутящего момента коробки передач

Образец цитирования: Wei, Q., Лей, Ю., Ли, X., Ху, Б. и др., «Интегрированная стратегия управления в процессе повышения передачи при включении автоматической коробки передач на основе выходного крутящего момента трансмиссии», Технический документ SAE 2015-01-0231, 2015 , https://doi.org/10.4271/2015-01-0231.
Загрузить Citation

Автор (ы): Цинкай Вэй, Юйлун Лэй, Синчжун Ли, Боцинь Ху, Чжэнвэй Лю, Бинь Сун

Филиал: State Key Lab.ASC, Университет Цзилинь, Hangzhou Advance Gearbox Group Co., Ltd.

Страницы: 8

Событие: Всемирный конгресс и выставка SAE 2015

ISSN: 0148-7191

e-ISSN: 2688-3627

Плавный привод: Opel Astra с эффективной бесступенчатой ​​трансмиссией

С выпуском новой модели Astra компания Opel удивила автомобильную промышленность, представив новейшую бесступенчатую трансмиссию на хэтчбеке и универсале Astra.Типичная плавная подача мощности и высокая эффективность бесступенчатой ​​трансмиссии идеально подходят для нового поколения отмеченного наградами автомобиля Opel Astra (Европейский автомобиль года 2016). В сочетании с 1,4-литровым бензиновым двигателем с турбонаддувом с прямым впрыском топлива мощностью 107 кВт (145 л.с.) (расход топлива NEDC ¹ : 6,3 л / 100 км в городе, 4,3-4,2 л / 100 км за городом, 5,1-5,0 л / 100 км и 116%). 114 г / км CO ₂ в сумме), бесступенчатая трансмиссия (также известная как бесступенчатая трансмиссия или CVT) привносит изысканный, экономичный и живой силовой агрегат в линейку силовых агрегатов бренда.Благодаря совершенно новому поколению двигателей и трансмиссий Opel Astra устанавливает стандарты низкого уровня выбросов, ставя его на вершину компактного класса. Эта новая Astra является самой эффективной из когда-либо существовавших, и ее выбросы CO ₂ на 21% ниже, чем у ее предшественницы. Пять из семи предлагаемых комбинаций трансмиссии даже подрывают волшебную отметку в 100 граммов для выбросов CO ₂ на километр пробега (NEDC ¹ ).

Умный принцип работы: два шкива и цепной ремень вместо шестерен и муфт

Петер Науманн, руководитель глобальной программы и исполняющий обязанности главного инженера автоматических трансмиссий в Рюссельсхайме, объясняет, как работают бесступенчатые трансмиссии: «Принцип работы продуман и прост.В отличие от традиционной автоматической трансмиссии с гидротрансформатором, которая имеет планетарные шестерни, муфты и фиксированные передаточные числа, бесступенчатая трансмиссия имеет два шкива, соединенных натянутым цепным ремнем. Между шкивами находится конический вал, на котором сидит цепной ремень. Постоянно регулируя зазор между шкивами, вы получаете переменное передаточное число, потому что изменение контактной поверхности приводит к изменению диаметра. Это сравнимо с передачей крутящего момента от маленькой шестерни к большой и наоборот.Наконец, для выбора движения вперед или назад по-прежнему требуется одна планетарная передача на первичном валу ».

Благодаря практически неограниченному доступу передаточных чисел трансмиссии с бесступенчатой ​​трансмиссией работают в наиболее эффективном режиме во всех диапазонах частот вращения двигателя. Питер Науманн: «Для каждой рабочей точки трансмиссия позволяет трансмиссии находить оптимальный баланс топливной экономичности, снижения шума и вибраций и отзывчивости педали акселератора.”

«Автомобили с малым весом и трансмиссией, развивающей максимальный крутящий момент 230–300 Нм, наиболее подходят для бесступенчатых трансмиссий», — говорит Науманн. «Таким образом, с крутящим моментом 236 Нм и снаряженной массой 1350 кг новая Astra 1.4 является идеальной».

Отличная идея: бесступенчатые трансмиссии в автомобилестроении

Идея бесступенчатой ​​трансмиссии не нова. Американский инженер Милтон Ривз еще в 1879 году изобрел трансмиссию с регулируемой скоростью для фрезерования пил, которую затем применил в своем первом автомобиле в 1896 году.

Многочисленные вариации на тему плавных переходов последовали в 1920-х годах как на мотоциклах, так и на автомобилях. Джордж Константинеско, инженер и изобретатель из Румынии, создал один из самых интересных в 1926 году. «Автомобиль Константинеско» был оснащен 5-сильным двигателем со встроенным преобразователем крутящего момента. Судя по рекламе, это была машина «без сцепления, без передач, только одно управление — акселератор»!

Только в 1958 году концепция бесступенчатого управления стала более известной.На автосалоне в Амстердаме компания DAF представила небольшой семейный автомобиль 600 с инновационной трансмиссией Variomatic. Разработанный голландцем Хабом ван Дорном, Variomatic сделал маленький седан DAF известным, помимо прочего, тем, что он едет назад так же быстро, как и вперед! После этого бесступенчатые трансмиссии появились на всех типах машин, от тракторов и снегоходов до мотоциклов и вездеходов, а также автомобилей.

Opel представил свой первый экземпляр в лице Vectra C, дебютировавшего в 2002 году.Однако карьера «CVTronic» была недолгой, производство на заводе Szentgotthard в Венгрии закончилось в 2005 году.

Подходит для различных транспортных средств: от небольших автомобилей и внедорожников до фургонов и гибридов

Сегодня «бесступенчатый» возвращается, чему способствуют все более строгие глобальные цели по расходу топлива и выбросам CO ₂ . Поскольку бесступенчатая трансмиссия постоянно регулирует передаточное число, двигатель всегда может работать с максимальной эффективностью, что позволяет экономить топливо, особенно при езде по городу.

В результате они доступны на различных автомобилях, таких как малолитражки и лимузины, внедорожники, минивэны и гибриды. Однако современные бесступенчатые трансмиссии отличаются не только высоким КПД. Также они нравятся водителям и пассажирам, которые ценят незаметное переключение передач.

Бесступенчатые трансмиссии уже широко распространены на азиатских рынках, где их плавная и тихая работа делает их очень популярными. Новая Astra с двигателем 1,4 и бесступенчатой ​​трансмиссией идеально подходит для клиентов, которым нужен компактный хэтчбек или универсал с автоматической коробкой передач, которая предлагает не только низкий уровень шума и вибрации, но также умеренный расход топлива и хорошую отзывчивость.