Zariadenie a princíp fungovania automatickej prevodovky automobilu

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

V súčasnosti sú autá vybavené rôznymi typmi prevodoviek. A ak predtým väčšinu tvorili mechanici, teraz čoraz viac vodičov uprednostňuje automat. To nie je prekvapujúce, pretože takáto prevodovka je vhodnejšia na použitie, najmä pokiaľ ide o výlety v meste. Donedávna sa takéto boxy vyznačovali nízkou účinnosťou. Staré meniče krútiaceho momentu preraďovali rýchlostné stupne pomaly a s nimi auto minulo oveľa viac paliva. Dnes sa však dizajn, zariadenie a princíp činnosti automatickej prevodovky mierne líšia. Tieto boxy sú spôsoby, ako rýchlo prepínať a s nimi auto spotrebuje menej paliva. Ale najprv to.

Typy

V súčasnosti existuje niekoľko druhov automatických prevodoviek. Ide o klasický automat s meničom krútiaceho momentu, variátorom a robotom DSG. Ten bol vyvinutý špeciálne koncernom "Volkswagen-Audi". Zariadenie a princíp fungovania automatických prevodoviek týchto typov sa výrazne líšia. Čo ich ale spája, je prepínanie rýchlostí v automatickom režime. Pozrime sa bližšie na funkcie každého z týchto prenosov.

Bežný guľomet

Je to hydromechanická prevodovka. Napriek tomu, že sa dizajn objavil pred viac ako polstoročím, je stále veľmi aktuálny. Samozrejme, jeho zariadenie bolo dodnes výrazne vylepšené. Teraz majú tieto boxy šesť prevodových stupňov. Ak hovoríme o autách z 80. a 90. rokov, mali štvorstupňovú automatickú prevodovku.

Táto prevodovka obsahuje:

• Manuálna prevodovka.
• Menič krútiaceho momentu alebo šiška.
• Riadiaci systém.

Ak je automobil s predným náhonom vybavený takouto prevodovkou, potom je zahrnutý aj hlavný prevod a diferenciál. Jednou z najzákladnejších častí automatickej prevodovky je menič krútiaceho momentu. Skladá sa z niekoľkých častí. Ide o čerpacie, turbínové a reaktorové kolesá. Vďaka nim prebieha plynulý prenos krútiaceho momentu zo spaľovacieho motora na manuálnu prevodovku.

Ďalšie zariadenie automatickej prevodovky obsahuje spojku (voľnobežka a blokovanie). Tieto prvky sú spolu s turbínovými kolesami uzavreté v okrúhlom kovovom puzdre v tvare šišky. Vo vnútri meniča krútiaceho momentu je pracovná kvapalina ATP. Koleso čerpadla je spojené s kľukovým hriadeľom. A zo strany kontrolného bodu je turbína. Medzi týmito dvoma prvkami je tiež umiestnené koleso reaktora.

Ako to funguje?

Aký je princíp fungovania tohto typu automatickej prevodovky? Funguje klasický uzavretý stroj. Ako sme už povedali, vo vnútri je ATPkvapalina. Je to druh prevodového oleja. Na rozdiel od mechanickej prevodovky však plní nielen funkciu mazania, ale aj prenáša krútiaci moment. Aký je princíp činnosti kvapalinovej spojky automatickej prevodovky? Pod tlakom táto kvapalina vstupuje do kolesa turbíny (z kolesa čerpadla) a potom vstupuje do kolesa reaktora. Pretože má lopatky špeciálneho tvaru, rýchlosť prúdenia tekutiny sa začína postupne zvyšovať počas otáčania prvku. Olej ATP teda poháňa turbínové koleso.

Špičkový krútiaci moment v prevodovke vzniká pri rozbehu auta. So zvyšujúcou sa rýchlosťou stroja sa aktivuje blokovacia spojka. Ten slúži na tvrdé zablokovanie „šišky“automatickej prevodovky v určitých prevádzkových režimoch spaľovacieho motora. Zvyčajne sa to stane, keď je rýchlosť otáčania hriadeľov rovnaká. Krútiaci moment sa teda prenáša priamo do skrinky bez „lapovania“a zmeny prevodového pomeru. Mimochodom, na moderných automatických prevodovkách sa používa šmyková spojka. Je schopný eliminovať úplné zablokovanie meniča krútiaceho momentu v určitých režimoch. To prispieva k plynulej akcelerácii a spotrebe paliva.

Manuálna prevodovka v automatickej prevodovke

V tejto prevodovke teda nie je všetkým motoristom známa mechanika. Úlohu mechanickej prevodovky plní planétová prevodovka. Môže byť navrhnutý pre rôzny počet krokov - od štyroch do ôsmich. Najbežnejšou možnosťou sú však šesťstupňové automatické prevodovky. V ojedinelých prípadoch môžete nájsť deväťstupňový automat (napríklad na Range Rover Evog).

Ako funguje automatická prevodovka? Tento uzol v prevodovke je súbor niekoľkých sekvenčných rýchlostí. Všetky sú spojené v súprave planétových prevodov. Planétová prevodovka obsahuje nasledujúce komponenty:

• Slnko a ozubené koleso.
• Dopravca.
• Satelity.

Ak sa podrobne ponoríte do zariadenia a princípu činnosti meniča krútiaceho momentu automatickej prevodovky, všimnete si, že zmena krútiaceho momentu sa vykonáva precízne pomocou unášača, ako aj ozubeného kolesa a centrálneho kolesa. Keď je druhý mechanizmus zablokovaný, prevodový pomer sa zvyšuje. Samotné blokovanie sa vykonáva činnosťou trecích spojok. Súčiastky planétovej prevodovky držia pripojením k skriňovému telesu. Konštrukcia využíva v závislosti od značky auta viackotúčovú alebo pásovú treciu brzdu. Oba typy systémov sú ovládané hydraulickými valcami. Signál do spojok prichádza z distribučného modulu. A aby sa zabránilo otáčaniu unášača v opačnom smere, zariadenie automatickej prevodovky má jednosmernú spojku.

Riadiaci systém

Teraz si už nemožno predstaviť automatickú prevodovku, ktorej princíp by nezávisel od elektroniky. Tento systém teda obsahuje rôzne senzory, distribučný modul a riadiacu jednotku. Počas prevádzky automatickej prevodovky systém číta informácie z rôznych prvkov. Ide o snímač teploty kvapaliny ATP, otáčky hriadeľa na výstupe a vstupe, ako aj polohu akcelerátora. Všetky tieto signály sú spracovávané v reálnom čase. Potom riadiaca jednotka generuje riadenieimpulzy, ktoré vstupujú do akčných členov. Upozorňujeme tiež, že princíp činnosti telesa ventilu automatickej prevodovky je založený nielen na čítaní údajov zo snímačov, ale aj na koordinácii signálov, ktoré sú k dispozícii v elektronickej riadiacej jednotke motora.

Rozvodný modul je zodpovedný za riadenie prietoku pracovnej tekutiny a za činnosť trecích spojok, ktoré pozostávajú z:

• Solenoidové ventily (sú mechanicky poháňané).
• Ventily.
• Hliníkové puzdro obsahujúce vyššie uvedené diely.

Vzhľadom na princíp fungovania automatickej prevodovky Toyota je dôležité poznamenať niečo ako solenoidy. Tieto časti sa tiež nazývajú solenoidové ventily. Na čo slúžia solenoidy? Vďaka týmto prvkom je regulovaný tlak tekutiny ATP v boxe. Odkiaľ pochádza tlak oleja? Túto úlohu vykonáva špeciálne zubové čerpadlo automatickej prevodovky. Princíp jeho fungovania je jednoduchý. Tento prvok funguje z rozbočovača „donut“. Točím sa s určitou frekvenciou, zachytí to určité množstvo oleja s obežnými kolesami a pumpuje ho. A aby sa pracovná kvapalina neprehriala a nedošlo k porušeniu princípu činnosti automatickej prevodovky automobilu, v dizajne niektorých boxov je radiátor. Dá sa umiestniť samostatne vpredu (schovaný pod nárazníkom) alebo napojiť na hlavný chladič chladenia. Posledná uvedená schéma sa často používa na autách Mercedes.

Selector

Princíp činnosti voliča automatickej prevodovky je mimoriadne jednoduchý. Tento mechanizmus je konštrukčne spojený s cievkou, ktorá vykonáva určitý režimpráca s automatickou prevodovkou. Je ich niekoľko:

• Parkovanie.
• Reverse.
• Neutrálne.
• Drive.

To však nie je všetko. Ak vezmeme do úvahy princíp fungovania automatickej prevodovky Honda, všimnete si, že na voliči je športový režim. Pre zapnutie stačí posunúť rukoväť do vhodnej polohy. Vzhľadom na princíp fungovania automatickej prevodovky Nissan stojí za to povedať, že na niektorých modeloch je možnosť manuálneho radenia.

DSG Robot

Tento typ automatickej prevodovky sa objavil relatívne nedávno. Prvé modely sa začali používať až v polovici roku 2000. Spočiatku boli takéto boxy inštalované na autách Škoda. Ale možno ich nájsť aj na Volkswagenoch a Audi.

Z vlastností stojí za zmienku úplne odlišný princíp fungovania automatickej prevodovky. Menič krútiaceho momentu ako taký tu v princípe absentuje. Namiesto toho využíva dvojlamelovú spojku a dvojhmotový zotrvačník. Tento dizajn vám umožňuje výrazne skrátiť časový interval medzi zmenami prevodových stupňov.

Pokiaľ ide o zariadenie, toto pole obsahuje:

• Manuálna prevodovka s dvoma radmi prevodov.
• Elektronický riadiaci systém.
• Rozdiel.
• Konečná výbava.
• Dvojitá spojka.

Všetky vyššie uvedené prvky sú uzavreté v jedinom kovovom obale. Prečo dizajn používa dvojitú spojku a dva rady prevodov? Ak vezmeme do úvahy princíp fungovania automatickej prevodovky automobilu s DSG, potrebujetevšimnite si, že kým je jeden prevodový stupeň v prevádzke, druhý sa už pripravuje na ďalšie zaradenie. Stáva sa to pri zrýchľovaní a pri spomaľovaní. V takejto prevodovke sú prítomné aj trecie spojky. Sú prepojené cez hlavný uzol s ozubenými kolesami v prevodovke.

Existuje niekoľko typov DSG boxov:

• Šesťstupňová.
• Sedemrýchlostný.

Princíp činnosti prvého typu automatickej prevodovky je založený na pôsobení „mokrej“spojky. Takže v krabici je špeciálny olej, ktorý zabezpečuje nielen mazanie, ale aj chladenie spojok. Kvapalina pod tlakom cirkuluje v systéme a prenáša krútiaci moment.

Pokiaľ ide o druhý typ DSG, tu už bola použitá suchá spojka. Princíp činnosti je podobný ako pri manuálnej prevodovke - kotúč je pritlačený k zotrvačníku a prostredníctvom trenia prenáša krútiaci moment. Podľa odborníkov je takáto schéma dizajnu menej spoľahlivá. Zdroj disku je asi 50 000 kilometrov a náklady na výmenu dosahujú 700 USD vrátane spotrebného materiálu.

Rozsahy prevodových stupňov zahŕňajú spiatočku, párne a nepárne rýchlosti. Každý rad je sada hriadeľov (pozostávajúca z primárneho a sekundárneho), ako aj určitá sada ozubených kolies. Na vykonanie pohybu späť používa konštrukcia medzihriadeľ so spätným prevodom.

Ako v klasickom stroji je tu elektronika, ktorá riadi zmenu rýchlosti. To zahŕňa riadiacu jednotku, snímače a akčné členy. Takže najprv snímače načítajú údaje o rýchlosti hriadeľov apolohu radiacej vidlice a potom jednotka tieto informácie analyzuje a aplikuje špecifický riadiaci algoritmus.

hydraulický okruh DSG pozostáva z:

• Valivé ventily, ktoré sa ovládajú z voliča.
• Solenoidové ventily (rovnaké solenoidy). Slúžia na radenie prevodových stupňov v automatickom režime.
• Tlakové regulačné ventily, ktoré prispievajú k hladkému chodu trecej spojky.

Ako funguje DSG?

Princíp činnosti hydraulického systému automatickej prevodovky robota spočíva v postupnom prepínaní niekoľkých prevodových stupňov. Keď sa auto začne pohybovať z miesta, systém zahrnie prvú rýchlosť. V tomto prípade je už druhý zasnúbený. Akonáhle auto naberie vyššiu rýchlosť (asi 20 kilometrov za hodinu), elektronika prepne rýchlosť na zvýšenú. Tretí prevodový stupeň je už zaradený. Toto pokračuje až po najvyššie. Ak auto spomalí, elektronika zaradí už aj tak nízky prevodový stupeň. Radenie je okamžité, pretože konštrukcia zahŕňa dva rady prevodov.

Aplikácia

Za zmienku stojí, že takáto prevodovka sa nepoužíva na každom aute. Ako sme už povedali, väčšinu tvoria autá koncernu VAG. Ale úžitkové vozidlá (napríklad Volkswagen Crafter) nimi vybavené nie sú. A to všetko preto, že box je navrhnutý pre určitý prah krútiaceho momentu. Nesmie presiahnuť 350 Nm.

Týka sa to šesťstupňových prevodoviek. DSGpri siedmich rýchlostiach a viac ako 250 Nm vôbec nevydržia. Preto sa s takouto krabicou môžete stretnúť maximálne na Tuaregu a slabších autách ako Passat či Octavia.

Variator

Táto prevodovka funguje aj v automatickom režime. Objavil sa pred polstoročím, ale aktívne sa používa iba posledných 10-15 rokov. Čo je variátor? Ide o bezstupňovú automatickú prevodovku, ktorá plynule mení prevodový pomer pomocou remeňového alebo reťazového pohonu. Prevodové pomery sa menia, keď vozidlo naberá rýchlosť. V súčasnosti je takýto box široko používaný nasledujúcimi výrobcami automobilov:

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

Aké sú výhody tohto boxu? Vďaka plynulej zmene prevodového pomeru auto naberá rýchlosť rýchlo a bez trhania. Vodič a pasažieri nepociťujú otrasy pri akcelerácii, nech je pedál plynu akokoľvek stlačený. Sú tu však úskalia. Takáto skriňa má tiež limity krútiaceho momentu, ako napríklad DSG. Preto sa používa hlavne v osobných automobiloch.

Rôzne variátory

Existuje niekoľko typov prenosových údajov:

• Toroid.
• Variátor s klinovým remeňom.

Zároveň majú oba typy boxov takmer rovnaké zariadenie a princíp fungovania. Konštrukcia variátora obsahuje:

• Systémovládacie prvky.
• Remenica, ktorá zabezpečuje prenos krútiaceho momentu.
• Reťazový alebo remeňový pohon.
• Uvoľňovací mechanizmus skrinky (používa sa na zaradenie spiatočky).

Aby prevodovka vnímala krútiaci moment, je do konštrukcie zapojená spojka. Môže byť niekoľkých typov:

• Odstredivé automatické.
• Elektronické.
• Multidisc.

Sú aj také variátory, kde sa ako spojka používa menič krútiaceho momentu (ako na klasických automatoch). Zvyčajne sa takáto schéma praktizuje na boxoch Honda Multimatic. Odborníci sa domnievajú, že tento typ spojky je najspoľahlivejší a najvynaliezavejší.

Drive

Ako sme už povedali, vo variátore je možné použiť iný pohon - reťaz, dibo remeň. To druhé je populárnejšie. Remeň ide na dvoch kladkách, ktoré tvoria kónické kotúče. Tieto kladky sa môžu pohybovať a posúvať od seba v závislosti od potreby. Aby sa disky priblížili k sebe, v dizajne sú k dispozícii špeciálne pružiny. Samotné kladky majú mierny uhol sklonu. Jeho hodnota je približne 20 stupňov. Deje sa tak tak, aby sa pás pri prevádzke boxu pohyboval s minimálnym odporom.

Teraz o reťazovom pohone. Reťaz na automatickej variabilnej prevodovke je niekoľko kovových dosiek, ktoré sú spojené nápravami. Podľa odborníkov je takýto pohon a dizajn flexibilnejší. Reťaz je schopná ohýbať sa v uhle až 25 stupňov bez straty zdrojov. Ale na rozdiel od remeňového pohonu tento pohon máodlišný princíp fungovania. Automatická prevodovka prenáša krútiaci moment prostredníctvom bodového kontaktu s kladkami. V určitých oblastiach sa vytvára vysoké napätie (trecia sila). Tým sa dosiahne vysoká účinnosť. A aby sa kladky takýmto namáhaním neopotrebovali, sú vyrobené z vysokopevnostnej ložiskovej ocele.

Spätný chod v CVT

Vzhľadom na to, že pohon variátora sa môže otáčať iba jedným smerom, museli inžinieri vyvinúť samostatnú planétovú prevodovku na implementáciu spätného chodu. Je navrhnutý a funguje podobne ako prevodovka v klasickom stroji.

Riadiaci systém

Podobne ako predchádzajúce automatické prevodovky, CVT používa elektronický riadiaci systém. Jeho princíp fungovania je však trochu odlišný. Systém teda poskytuje nastavenie priemeru kotúčov variátora.

Pri zmene rýchlosti sa priemer jednej remenice zväčšuje a druhý zmenšuje. Režimy sa ovládajú cez volič vďaka snímaču automatickej prevodovky. Princípom činnosti variátora s reťazovým pohonom a remeňom je zmena priemeru kladiek.

O problémoch

Vzhľadom na zložitý dizajn a nízku rozšírenosť mnohé služby odmietajú s takýmito prenosmi pracovať. Preto sa CVT u nás príliš neudomácnili. Ako ukázali prevádzkové skúsenosti, zdroj tohto boxu, dokonca aj pri správnej údržbe, nie je väčší ako 150 000 kilometrov. Vzhľadom na to je rozumné kupovať takéto autá len v stave nových, ktoré sú v záruke. Je nebezpečné vziať auto na variátor z rúk - môžete nastúpiťdrahé opravy, ktoré nie každý servis vykoná.

Zhrnutie

Zistili sme teda zariadenie a princíp fungovania hydromechanickej automatickej prevodovky, robotickej a variátora. Ako vidíte, všetky tieto boxy sú usporiadané inak a majú svoj vlastný algoritmus činnosti. Ktorú prevodovku je lepšie zvoliť? Odborníci tvrdia, že najrozumnejšou voľbou by bol klasický automat. Ako ukázali prevádzkové skúsenosti, majitelia áut s DSG a CVT sa často obracali na servis a údržba týchto boxov je drahá. Klasický automat je na trhu už veľmi dlho a jeho dizajn sa neustále zdokonaľuje a zdokonaľuje. Preto sa takéto boxy vyznačujú vysokým zdrojom, nenáročným v prevádzke a dajú sa opraviť v akejkoľvek službe. Prax ukázala, že zdroj automatickej prevodovky v aute je od 300 do 400 tisíc kilometrov. Toto je vážne obdobie, vzhľadom na to, že niektoré moderné motory idú len na 250. Ale aby takáto prevodovka dlho vydržala, oplatí sa v nej pravidelne meniť ATP kvapalinu, a to každých 60 tisíc kilometrov.