Automatická prevodovka automobilu a princíp činnosti. Typy automatických prevodoviek

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-02-19 18:22

Automatické prevodovky si v poslednom čase získavajú čoraz väčšiu obľubu. A sú na to dôvody. Takáto skrinka sa ľahšie ovláda a nevyžaduje neustále „hranie“so spojkou v dopravných zápchach. Vo veľkých mestách nie je takýto kontrolný bod ani zďaleka nezvyčajný. Zariadenie automatickej prevodovky sa však výrazne líši od klasickej mechaniky. Mnoho motoristov sa bojí vziať autá s takouto krabicou. Ich obavy však nie sú opodstatnené. Pri správnej prevádzke vydrží automatická prevodovka nie menej ako mechanika. Ale aby ste tomu lepšie porozumeli, mali by ste si podrobne preštudovať zariadenie automatickej prevodovky automobilu. O tom si povieme v našom dnešnom článku.

Odrody

Týchto boxov existuje niekoľko typov. Takže rozlišujú:

• Hydromechanická automatická prevodovka.
• Robotické (DSG).
• Variátor.

Aké sú vlastnosti každého z nich? Zvážte nižšie.

KlasickéAutomatická prevodovka

Hydromechanická prevodovka je najbežnejším typom automatickej prevodovky. Zariadenie takejto skrinky predpokladá prítomnosť meniča krútiaceho momentu, manuálnej prevodovky a riadiaceho systému. Tento dizajn sa však praktizuje na vozidlách s pohonom zadných kolies. Ak ide o auto s pohonom predných kolies, potom je diferenciál zahrnutý aj v automatickej prevodovke a hlavnom prevodovom stupni.

Menič krútiaceho momentu (hovorovo známy ako „šiška“) je hlavnou jednotkou tejto prevodovky. Slúži na zmenu a prenos krútiaceho momentu zo zotrvačníka motora na manuálnu prevodovku. Šiška tiež slúži na tlmenie kmitov a vibrácií, ktoré vznikajú pri prenose rotačných síl zo spaľovacieho motora.

Menič krútiaceho momentu pozostáva z niekoľkých kolies. Toto je:

• Turbína.
• Reaktor.
• Pumpové koleso.

Konštrukcia obsahuje aj dve spojky – blokovaciu a voľnobežnú. Všetky tieto detaily sú uzavreté v samostatnom toroidnom obale, ktorý vyzerá ako šiška (odtiaľ ten špecifický názov).

Koleso čerpadla je pripojené ku kľukovému hriadeľu motora. Turbína spolupracuje s manuálnou prevodovkou. Medzi týmito dvoma prvkami je koleso reaktora. Na rozdiel od všetkých ostatných je nehybná. Každé koleso hydraulického transformátora automatickej prevodovky má lopatky, medzi ktorými prechádza pracovná kvapalina ATP.

Uzatváracia spojka automatickej prevodovky je navrhnutá tak, aby blokovala GTF (šišku) v špecifických prevádzkových režimoch spaľovacieho motora. Spojka voľná(tiež označované ako pretáčanie) otáča koleso reaktora v opačnom smere.

GTF práca

Prebieha v uzavretom cykle. Kvapalina ATP teda začne prúdiť z čerpadla do turbíny a potom do kolesa reaktora v dôsledku špeciálneho tvaru lopatiek, prietok oleja začne neustále rásť. Kvapalina ATP spôsobuje rýchlejšie otáčanie kolesa čerpadla. Tým sa zvyšuje krútiaci moment. Mimochodom, jeho maximálny parameter sa dosahuje pri minimálnych rýchlostiach. Je to potrebné na to, aby sa auto rozbehlo plynulo aj pri zaťažení. Keď auto začne naberať rýchlosť, spojka sa zapne a menič krútiaceho momentu sa zablokuje. V tejto situácii sa vykonáva priamy prenos krútiaceho momentu. Za zmienku stojí, že blokovacia spojka je v automatickej prevodovke aktivovaná pri všetkých rýchlostných stupňoch vrátane spiatočky.

Moderné autá používajú klznú spojku. Tento režim zabraňuje úplnému zablokovaniu mechanizmu, čo má pozitívny vplyv na spotrebu paliva a plynulú jazdu.

Planetárna výbava

Táto zostava funguje ako manuálna prevodovka. Prevodovka môže byť navrhnutá pre štyri, šesť, sedem alebo osem rýchlostí. V ojedinelých prípadoch sa používa deväťstupňová automatická prevodovka (napríklad na autách Land Rover).

Pokračujeme v štúdiu zariadenia na automatickú prevodovku. Planétový prevod pozostáva z niekoľkých sekvenčných prevodov. Tvoria súpravu planétového súkolesia. Každá z rýchlostí obsahuje niekoľkopoložky:

• Ozubnicový prevod.
• Satelity.
• Slnečná výbava.
• Dopravca.

Ako sa vykonáva zmena krútiaceho momentu? Pri štúdiu zariadenia meniča krútiaceho momentu automatickej prevodovky je potrebné poznamenať, že táto operácia sa vykonáva pomocou niekoľkých prvkov planétového súkolesia. Toto bol nosič, rovnako ako dva prevody (slnko a korunka). Blokovanie posledného umožňuje zvýšiť prevodový pomer. Slnečné koleso naopak tento pomer znižuje. Nosič zmení smer otáčania prvkov.

Uzamykanie sa vykonáva pomocou spojok. Je to druh brzdy, ktorá drží určité časti prevodovky ich pripojením k skrini prevodovky. V závislosti od značky automobilu („Mazda“je toto alebo „Ford“) zariadenie automatickej prevodovky predpokladá prítomnosť pásovej alebo viackotúčovej brzdy. Uzatvára sa pomocou hydraulických valcov. Tie sú ovládané z distribučného modulu. Presuvná spojka sa používa na zabránenie otáčania nosiča v opačnom smere.

Elektronický systém

Zariadenie a ovládanie automatickej prevodovky moderného automobilu nie je možné bez elektronického riadiaceho systému. Obsahuje:

• Riadiaca jednotka.
• Vstupné senzory.
• Volič automatickej prevodovky (jeho zariadenie zvážime neskôr).
• Distribučný modul.

Všimnite si, že zoznam vstupných prvkov je pomerne rozsiahly. Takže to zahŕňa senzory:

• Polohy plynového pedálu.
• Teploty kvapaliny ATP.
• Rýchlosti vstupného a výstupného hriadeľa.
• Polohy automatického voliča prevodových stupňov.

Riadiaca jednotka automatickej prevodovky nepretržite spracováva signály, ktoré prichádzajú z týchto prvkov a generuje riadiace impulzy pre pohony. Táto jednotka komunikuje s ECU motora.

Rozvodný modul aktivuje trecie spojky a riadi tok kvapaliny ATP v prevodovke. Tento modul pozostáva z riadiacich cievok a mechanicky ovládaných solenoidových ventilov. Tieto časti sú uzavreté v samostatnom hliníkovom puzdre a sú vzájomne prepojené kanálmi.

Dôležitým prvkom automatickej prevodovky Honda sú solenoidy. Nazývajú sa tiež solenoidové ventily. Sú potrebné na reguláciu tlaku prevodového oleja. A cievky vykonávajú prevádzkový režim krabice. Prvky sa ovládajú z páky automatickej prevodovky.

Keďže olej ATP je hlavnou pracovnou kvapalinou, v zariadení každej automatickej prevodovky je zubové čerpadlo. Funguje z náboja meniča krútiaceho momentu a je základom hydraulického systému prevodovky. Na chladenie oleja v automatickej prevodovke Mercedes je k dispozícii špeciálny výmenník tepla. Ide o malý chladič, ktorý sa nachádza pred autom. Na niektorých modeloch je uzavretý s hlavným chladičom chladiacej kvapaliny motora.

Volič automatickej prevodovky

Práve táto časť priamo ovláda automatickú prevodovku. Existuje niekoľko režimov automatickej prevodovky:

• Parkovanie.
• Reverse.
• Neutrálne.
• Jazdiť (posun vpred).

Na niektorých autách Nissan zariadenie s automatickou prevodovkoupredpokladá prítomnosť športového režimu. Pre jeho zapnutie je potrebné posunúť volič prevodovky do polohy S. Režim sa líši v tom, že radenie prevodových stupňov prebieha pri vyšších otáčkach motora. Výsledkom je vyšší krútiaci moment a rýchlosť vozidla. Ak vezmeme do úvahy Qashqai Nissan, zariadenie automatickej prevodovky tiež predpokladá prítomnosť režimu manuálneho radenia. Takáto skrinka sa nazýva „Tiptronic“.

DSG robotická prevodovka

Toto je vývoj koncernu Volkswagen-Audi. Tento kontrolný bod sa objavil v polovici roku 2000 a je nainštalovaný na väčšine automobilov Škoda a Audi, ako aj na Volkswagenoch (vrátane Tuaregu).

Kľúčovou vlastnosťou automatickej prevodovky DSG je rýchle radenie prevodových stupňov bez prerušenia toku energie. To vám umožní zvýšiť výkon a účinnosť prevodovky. Autá s DSG majú dobrú dynamiku zrýchlenia. Zároveň majú nižšiu spotrebu paliva v porovnaní s klasickými meničmi krútiaceho momentu.

Konštrukcia a činnosť tohto typu automatickej prevodovky sa výrazne líši od predchádzajúcej prevodovky. Neexistuje teda žiadna obyčajná „šiška“. Prenos krútiaceho momentu sa vykonáva pomocou dvoch spojok. Okrem toho je možné na tento typ automatickej prevodovky nainštalovať zariadenie proti krádeži.

Prenos DSG

Zahŕňa:

• Dvojhmotový zotrvačník.
• Dva rady ozubených kolies.
• Konečný pohon a diferenciál.
• Elektronický riadiaci systém.
• Dvojitéspojka.

Všetko je to zabalené v kovovej krabici. Ak hovoríme o dvojspojke, tá zabezpečuje prenos výkonu súčasne na druhý a prvý rad prevodových stupňov. Ak ide o šesťstupňové DSG, skriňa má hnací tanier (je spojený s dvojhmotovým zotrvačníkom cez vstupný náboj) a trecie spojky. Posledné menované sú spojené s ozubenými súkolesiami cez hlavný uzol.

Mimochodom, typ spojky sa môže na skrini DSG líšiť. Ak ide o šesťstupňový, konštrukcia využíva mokrú spojku. Olej zabezpečuje nielen mazanie, ale aj chladenie trecích kotúčov. To výrazne zvyšuje zdroje agregátov.

Ak hovoríme o sedemstupňovej prevodovke, platí tu suchá schéma. To výrazne znižuje množstvo použitého oleja. Ak v prvom prípade prevádzka DSG vyžadovala najmenej šesť a pol litra, potom v druhom - nie viac ako dva. Čerpadlo, ktoré čerpá mazivo, je elektrické. Tento dizajn je podľa odborníkov menej spoľahlivý a nemá vysoký zdroj.

Čo sa týka prevodových stupňov, prvý je zodpovedný za chod spiatočky a nepárnych rýchlostí. Druhý slúži na ovládanie párnych prevodov. Každý z radov je sekundárny a primárny hriadeľ so špecifickou sadou ozubených kolies. Primárny prvok je kompletný a koaxiálny a ozubené kolesá sú pevne spojené s hriadeľom. Súčasne sa sekundárne prevody voľne otáčajú. V dizajne sú tiež synchronizátory. Uľahčujú zahrnutie konkrétnej rýchlosti do kontrolného bodu. Komuauto by sa mohlo pohnúť dozadu, v skrini DSG sa nachádza medzihriadeľ, je vybavený spiatočkou.

Radenie prevodových stupňov riadi elektronika. Zahŕňa rôzne snímače, riadiacu jednotku a elektrohydraulickú jednotku s množstvom akčných členov. Riadiaci modul je umiestnený v kľukovej skrini automatickej robotickej prevodovky. Počas prevádzky prevodovky snímače analyzujú otáčky hriadeľov na výstupe a vstupe, tlak oleja, polohu vidlíc radenia, ako aj teplotu maziva. Na základe týchto signálov ECU implementuje jeden alebo druhý riadiaci algoritmus.

Vďaka bloku sa ovláda hydraulický okruh prevodovky. Tento systém zahŕňa:

• Cievky distribútorov. Ovládajú sa z radiacej páky.
• Solenoidové ventily. Tieto prvky sa používajú na prepínanie rýchlostí.
• Tlakové regulačné ventily. Vďaka nim funguje trecia spojka.

Posledné dva komponenty sa vzťahujú na ovládacie prvky robotickej prevodovky.

Konštrukcia tohto boxu tiež poskytuje multiplexer. Umožňuje ovládať hydraulické valce solenoidovými ventilmi. Je pozoruhodné, že počet prvých je dvojnásobný oproti druhým. V počiatočnej polohe prvku sa teda aktivujú niektoré hydraulické valce a v pracovnej polohe iné.

Algoritmus robotickej prevodovky spočíva v postupnom radení niekoľkých prevodových stupňov. Takže, keď sa auto začne pohybovať na prvom, druhomuž zapojený s druhým diskom. Po súbore určitých otáčok dôjde k okamžitému prepnutiu. Koniec koncov, systém nepotrebuje vybrať jeden alebo druhý hriadeľ - prevody už začali fungovať.

Kde sa táto prevodovka používa? DSG sa v zásade používa na autách triedy B, C a D. V mnohých ohľadoch všetko závisí od technických vlastností samotného motora. Šesťstupňová skriňa je teda schopná vydržať krútiaci moment 350 Nm. A sedempásmové DSG je len 250. Preto sa takýto box nemontuje na výkonné autá.

Variator

Ide o relatívne nový typ automatickej prevodovky, hoci prvé exempláre sa začali používať už v 59. roku. Takže prvým autom s variabilnou prevodovkou bol Daf. Ďalej túto schému začali praktizovať takí výrobcovia ako Ford a Fiat. Tento box bol však široko používaný len pred 10 rokmi. Teraz sa táto prevodovka používa na autách:

• Mercedes.
• Subaru.
• Toyota.
• Nissan.
• Audi.
• Ford.
• Honda.

Kľúčovou vlastnosťou je, že nemá žiadne prevody ako také. Variátor je plynule meniteľná prevodovka, ktorá zabezpečuje plynulú zmenu prevodových pomerov pri zrýchľovaní vozidla. Hlavnou výhodou takejto prevodovky je optimálna koordinácia zaťaženia automobilu s otáčkami kľukového hriadeľa. Výsledkom je vysoká palivová účinnosť a produktivita. Znateľne sa zlepšila aj plynulosť jazdy, pretože trhanie pri dynamickej akcelerácii je tu vylúčené.

Auto naberá rýchlosť rýchlo, bez trhania, čo najhladšie. Ale kvôli určitým obmedzeniam krútiaceho momentu a výkonu sa variabilné automatické prevodovky používajú iba na autách a niektorých crossoveroch. Tiež náklady na auto na variátore sa výrazne zvyšujú, pretože táto prevodovka je pomerne vyspelá.

Zariadenia a typy

Existujú iba dva typy týchto prenosov. Jedná sa o toroidný variátor s klinovým remeňom. Ten posledný je najpoužívanejší. Ale bez ohľadu na typ majú rovnaké zariadenie (automatická prevodovka Toyota nie je výnimkou). Takže dizajn obsahuje:

• prevodovka CVT.
• Mechanizmus, ktorý prenáša krútiaci moment.
• Riadiaci systém.
• Mechanizmus na vyradenie prevodovky a zaradenie spiatočky.

Aby skrinka vnímala a prenášala krútiaci moment, aktivujú sa nasledujúce spojkové mechanizmy:

• Automatické odstredivé. Používa sa na prevodovkách Transmatic CVT.
• Viacdiskové mokré. Toto sú variátory Multimatic.
• Elektronické ("Hyper" boxy používané na niektorých japonských autách).
• Menič krútiaceho momentu. Príklady zahŕňajú prevodovky Extroid, Multidrive a Multimatic.

Posledný typ pripojenia je najobľúbenejší a najvynaliezavejší. Upozorňujeme, že samotný pohon variabilnej prevodovky môže byť remeňový alebo reťazový.

Prvý typ pozostáva z jedného alebo dvoch remeňových pohonov. aj vZariadenie automatickej prevodovky Toyota obsahuje dve remenice. Posledne menované tvoria nejaký druh kužeľových diskov, ktoré sú schopné sa od seba vzdialiť a oddialiť. Tým sa zmení priemer kladky. Na priblíženie kužeľov k sebe sú v automatickej prevodovke Mazda k dispozícii špeciálne pružiny (niekedy sa používa odstredivá sila). Kónický kotúč má 20-stupňový uhol sklonu. To umožňuje, aby sa hnací remeň pohyboval s minimálnym odporom.

Na prevodovkách Multitronic CVT sa používa kovová reťaz. Skladá sa z niekoľkých dosiek, ktoré sú spojené osami. Tento dizajn má dobrú flexibilitu. Polomer ohybu je až 25 milimetrov. Na rozdiel od remeňového variátora, reťazový variátor zabezpečuje prenos krútiaceho momentu s bodovým kontaktom dosiek s kotúčmi. V týchto oblastiach sa vyskytuje vysoké napätie. Vďaka tejto schéme je zabezpečená minimálna strata pri prenose krútiaceho momentu a najlepšia účinnosť. Kužeľové kotúče sú vyrobené z vysoko pevnej ložiskovej ocele.

V dôsledku konštrukčných prvkov a usporiadania nie je teleso ventilu automatickej prevodovky schopné zabezpečiť spätný pohyb. Preto sa vo variátore používajú pomocné mechanizmy na zaradenie spiatočky. Toto je planétový prevod. Má rovnaké zariadenie a princíp činnosti ako v klasických automatických prevodovkách s meničom krútiaceho momentu.

V návrhu takéhoto kontrolného bodu je tiež elektronický riadiaci systém. Zabezpečuje synchrónne nastavenie priemeru remenice variátora v závislosti od aktuálnych otáčok motora. Tento systémposkytuje a zahrnutie spätného prevodu. Variátor sa ovláda cez volič, ktorý je umiestnený v kabíne. Režimy ovládania sú rovnaké ako pri bežnej automatickej prevodovke. Zariadenie a oprava týchto boxov sú tiež podobné. Poznamenávame však, že mnohé služby sa obávajú vziať tieto autá do práce, pretože jednoducho nemajú príslušné skúsenosti. Takáto krabica sa objavila v Rusku pomerne nedávno a okolo nej existuje veľa mýtov o správnosti údržby a opráv. Odborníci tvrdia, že pri takejto prevodovke stačí včas vymeniť olej a neprehrievať samotný mechanizmus.

Záver

Takže sme zistili, aké typy automatickej prevodovky sú, ako funguje a ako funguje. Čo vybrať pre bežného automobilového nadšenca? Prevádzkové skúsenosti ukazujú, že najlepšou možnosťou by bolo kúpiť auto s klasickou automatickou prevodovkou s meničom krútiaceho momentu. Takýto box je mnohým známy - dá sa opraviť a opraviť v akejkoľvek službe. Okrem toho sa moderné stroje tohto typu vyznačujú dobrým zdrojom 300 - 400 tisíc kilometrov. Čo sa týka robota DSG a bezstupňového variátora, takýchto boxov na našich cestách dojčí najviac 150 tisíc. Potom začnú problémy a vážne investície. Preto by ste sa mali zdržať ich nákupu.