Automatyczna skrzynia biegów samochodu i zasada działania. Typy automatycznej skrzyni biegów

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-02-19 18:17

W ostatnim czasie automatyczne skrzynie biegów zyskują coraz większą popularność. I są ku temu powody. Taka skrzynia jest łatwiejsza w obsłudze i nie wymaga ciągłej „bawy” ze sprzęgłem w korkach. W dużych miastach taki punkt kontrolny nie jest rzadkością. Ale automatyczna skrzynia biegów znacznie różni się od klasycznej mechaniki. Wielu kierowców boi się zabierać samochody z takim pudełkiem. Jednak ich obawy nie są uzasadnione. Przy prawidłowym działaniu automatyczna skrzynia biegów wytrzyma nie mniej niż mechanika. Ale aby lepiej to zrozumieć, powinieneś szczegółowo przestudiować urządzenie automatycznej skrzyni biegów samochodu. Porozmawiamy o tym w naszym dzisiejszym artykule.

Odmiany

Istnieje kilka rodzajów tych pudełek. Rozróżniają więc:

• Hydromechaniczna automatyczna skrzynia biegów.
• Robotyka (DSG).
• Wariant.

Jakie są cechy każdego z nich? Rozważ poniżej.

KlasycznyAutomatyczna skrzynia biegów

Przekładnia hydromechaniczna jest najczęstszym typem przekładni automatycznej. Urządzenie takiego pudełka zakłada obecność przemiennika momentu obrotowego, ręcznej skrzyni biegów i układu sterowania. Ale ten projekt jest praktykowany w pojazdach z napędem na tylne koła. Jeśli jest to samochód z napędem na przednie koła, mechanizm różnicowy jest również zawarty w automatycznej skrzyni biegów i głównym biegu.

Zmiennik momentu obrotowego (potocznie zwany „pączkiem”) jest główną jednostką w tej skrzyni biegów. Służy do zmiany i przeniesienia momentu obrotowego z koła zamachowego silnika na ręczną skrzynię biegów. Pączek służy również do tłumienia drgań i drgań powstających podczas przenoszenia sił obrotowych z silnika spalinowego.

Zmiennik momentu obrotowego składa się z kilku kół. To jest:

• Turbina.
• Reaktor.
• Kółko pompy.

Konstrukcja obejmuje również dwa sprzęgła - blokujące i wolnobiegowe. Wszystkie te detale zamknięte są w osobnym toroidalnym etui, które wygląda jak pączek (stąd konkretna nazwa).

Kółko pompy jest połączone z wałem korbowym silnika. Turbina współpracuje z manualną skrzynią biegów. Pomiędzy tymi dwoma elementami znajduje się koło reaktora. W przeciwieństwie do wszystkich innych jest nieruchoma. Każde koło transformatora hydraulicznego automatycznej skrzyni biegów ma łopatki, pomiędzy którymi przepływa roboczy płyn ATP.

Sprzęgło blokujące automatycznej skrzyni biegów jest przeznaczone do blokowania GTF (donut) w określonych trybach pracy silnika spalinowego. Sprzęgło wolne(określane również jako wybieg) obraca koło reaktora w przeciwnym kierunku.

Praca GTF

Przeprowadza się to w cyklu zamkniętym. Tak więc ciecz ATP zaczyna płynąć z pompy do turbiny, a następnie do koła reaktora, dzięki specjalnemu kształtowi łopatek, natężenie przepływu oleju zaczyna stale rosnąć. Płyn ATP powoduje szybsze obracanie się koła pompy. Zwiększa to siłę momentu obrotowego. Nawiasem mówiąc, jego maksymalny parametr osiąga się przy minimalnych prędkościach. Jest to konieczne, aby samochód ruszał płynnie nawet pod obciążeniem. Gdy samochód zaczyna nabierać prędkości, sprzęgło włącza się, a przemiennik momentu obrotowego blokuje się. W tej sytuacji następuje bezpośrednie przeniesienie momentu obrotowego. Warto dodać, że sprzęgło blokujące załącza się w automatycznej skrzyni biegów na wszystkich biegach, w tym na biegu wstecznym.

W nowoczesnych samochodach stosowane jest sprzęgło antypoślizgowe. Ten tryb zapobiega całkowitemu zablokowaniu mechanizmu, co ma pozytywny wpływ na zużycie paliwa i płynną jazdę.

Przekładnia planetarna

Ten zespół działa jak ręczna skrzynia biegów. Skrzynia biegów może być zaprojektowana dla czterech, sześciu, siedmiu lub ośmiu biegów. W rzadkich przypadkach używana jest dziewięciobiegowa automatyczna skrzynia biegów (na przykład w samochodach Land Rover).

Kontynuujemy badania nad urządzeniem do automatycznej skrzyni biegów. Przekładnia planetarna składa się z kilku kolejnych kół zębatych. Tworzą zestaw przekładni planetarnych. Każda z prędkości zawiera kilkapozycje:

• Kółko koronowe.
• Satelity.
• Koła słoneczne.
• Przewoźnik.

Jak dokonywana jest zmiana momentu obrotowego? Studiując urządzenie przekładni hydrokinetycznej automatycznej skrzyni biegów, należy zauważyć, że operacja ta jest wykonywana przy użyciu kilku elementów przekładni planetarnej. Był to nośnik, a także dwa koła zębate (słońce i korona). Zablokowanie tego ostatniego pozwala na zwiększenie przełożenia. Przeciwnie, koło słoneczne zmniejsza ten stosunek. A nośnik zmienia kierunek obrotu elementów.

Blokowanie odbywa się za pomocą sprzęgieł. Jest to rodzaj hamulca, który utrzymuje pewne części gearboxa, łącząc je z obudową gearboxa. W zależności od marki samochodu („Mazda” to ten lub „Ford”), automatyczna skrzynia biegów zakłada obecność hamulca taśmowego lub wielotarczowego. Zamyka się siłownikami hydraulicznymi. Te ostatnie sterowane są z modułu dystrybucji. Sprzęgło jednokierunkowe zapobiega obracaniu się nośnika w przeciwnym kierunku.

System elektroniczny

Urządzenie i działanie automatycznej skrzyni biegów w nowoczesnym samochodzie jest niemożliwe bez elektronicznego systemu sterowania. Zawiera:

• Jednostka sterująca.
• Czujniki wejściowe.
• Selektor automatycznej skrzyni biegów (jego urządzenie rozważymy później).
• Moduł dystrybucji.

Zauważ, że lista elementów wejściowych jest dość obszerna. Obejmuje to więc czujniki:

• Pozycje pedału gazu.
• Temperatury cieczy ATP.
• Prędkości wału wlotowego i wylotowego.
• Automatyczne pozycje zmiany biegów.

Jednostka sterująca automatycznej skrzyni biegów w sposób ciągły przetwarza sygnały pochodzące z tych elementów i generuje impulsy sterujące dla siłowników. Ta jednostka komunikuje się z ECU silnika.

Moduł dystrybucji aktywuje sprzęgła cierne i kontroluje przepływ płynu ATP w przekładni. Moduł ten składa się z suwaków sterujących i sterowanych mechanicznie zaworów elektromagnetycznych. Części te są zamknięte w oddzielnej aluminiowej obudowie i są połączone kanałami.

Ważnym elementem automatycznej skrzyni biegów Hondy są elektrozawory. Nazywane są również zaworami elektromagnetycznymi. Są potrzebne do regulacji ciśnienia oleju przekładniowego. A szpule wykonują tryb pracy pudełka. Elementy uruchamiane są z dźwigni automatycznej skrzyni biegów.

Ponieważ olej ATP jest głównym płynem roboczym, w urządzeniu każdej automatycznej skrzyni biegów znajduje się pompa zębata. Działa z piasty sprzęgła hydrokinetycznego i stanowi podstawę układu hydraulicznego skrzyni biegów. Aby schłodzić olej w automatycznej skrzyni biegów Mercedesa, przewidziany jest specjalny wymiennik ciepła. To mały grzejnik, który znajduje się z przodu samochodu. W niektórych modelach jest dołączony do głównej chłodnicy płynu chłodzącego silnika.

Selektor automatycznej skrzyni biegów

To ta część bezpośrednio steruje automatyczną skrzynią biegów. Istnieje kilka trybów automatycznej skrzyni biegów:

• Parking.
• Odwróć.
• Neutralnie.
• Jedź (idź do przodu).

W niektórych samochodach Nissana automatyczna skrzynia biegówzakłada obecność trybu sportowego. Aby go włączyć, należy przestawić selektor skrzyni biegów w położenie S. Tryb różni się tym, że zmiana biegów odbywa się przy wyższych obrotach silnika. Skutkuje to większym momentem obrotowym i prędkością pojazdu. Jeśli weźmiemy pod uwagę Nissana Qashqai, automatyczna skrzynia biegów zakłada również obecność ręcznego trybu zmiany biegów. Takie pudełko nazywa się „Tiptronic”.

Zautomatyzowana transmisja DSG

Jest to rozwój koncernu Volkswagen-Audi. Ten punkt kontrolny pojawił się w połowie 2000 roku i jest instalowany w większości samochodów Skoda i Audi, a także w Volkswagenach (w tym w Tuaregach).

Kluczową cechą automatycznej DSG jest szybka zmiana biegów bez przerw w przepływie mocy. Pozwala to na zwiększenie wydajności i efektywności skrzyni biegów. Samochody z DSG mają dobrą dynamikę przyspieszenia. Jednocześnie charakteryzują się mniejszym zużyciem paliwa w porównaniu do klasycznych zmienników momentu obrotowego.

Konstrukcja i działanie tego typu automatycznej skrzyni biegów różni się znacznie od poprzedniej skrzyni biegów. Tak więc nie ma zwykłego „pączka”. Przenoszenie momentu obrotowego odbywa się za pomocą dwóch sprzęgieł. Dodatkowo na tego typu automatycznej skrzyni biegów można zainstalować urządzenie zabezpieczające przed kradzieżą.

Transmisja DSG

Zawiera:

• Dwumasowe koło zamachowe.
• Dwa rzędy kół zębatych.
• Napęd końcowy i mechanizm różnicowy.
• Elektroniczny system sterowania.
• Podwójnysprzęgło.

Wszystko jest zamknięte w metalowym pudełku. Jeśli mówimy o podwójnym sprzęgle, zapewnia to, że moc jest przekazywana jednocześnie do drugiego i pierwszego rzędu biegów. Jeśli jest to sześciobiegowa DSG, skrzynia ma tarczę napędową (jest połączona z dwumasowym kołem zamachowym przez piastę wejściową) i sprzęgła cierne. Te ostatnie są połączone z przekładniami za pośrednictwem głównej piasty.

Nawiasem mówiąc, typ sprzęgła może się różnić w skrzyni DSG. Jeśli jest to sześciobiegowa, konstrukcja wykorzystuje mokre sprzęgło. Olej zapewnia nie tylko smarowanie, ale także chłodzenie tarcz ciernych. To znacznie zwiększa zasoby kruszyw.

Jeśli mówimy o siedmiobiegowej skrzyni biegów, stosuje się tutaj suchy schemat. To znacznie zmniejsza ilość zużytego oleju. Jeśli w pierwszym przypadku działanie DSG wymagało co najmniej sześciu i pół litra, to w drugim - nie więcej niż dwa. Pompa, która pompuje smar, jest elektryczna. Według ekspertów ten projekt jest mniej niezawodny i nie ma dużego zasobu.

Jeśli chodzi o biegi, to pierwszy odpowiada za działanie biegu wstecznego i nieparzystych. Drugi służy do kontrolowania biegów parzystych. Każdy z rzędów to wał wtórny i główny z określonym zestawem kół zębatych. Główny element jest kompletny i współosiowy, a koła zębate są sztywno połączone z wałem. Jednocześnie koła zębate wtórne obracają się swobodnie. Również w projekcie znajdują się synchronizatory. Ułatwiają włączenie określonej prędkości do punktu kontrolnego. Dosamochód mógł jechać do tyłu, w skrzyni DSG znajduje się wałek pośredni, wyposażony w bieg wsteczny.

Zmiana biegów jest kontrolowana przez elektronikę. Zawiera różne czujniki, jednostkę sterującą i jednostkę elektrohydrauliczną z masą siłowników. Moduł sterujący znajduje się w skrzyni korbowej automatycznej zrobotyzowanej skrzyni biegów. Podczas pracy skrzyni biegów czujniki analizują prędkość wałów na wyjściu i wejściu, ciśnienie oleju, położenie widełek zmiany biegów, a także temperaturę smaru. W oparciu o te sygnały, ECU implementuje jeden lub inny algorytm sterowania.

Dzięki blokowi sterowany jest obwód hydrauliczny skrzyni biegów. Ten system obejmuje:

• Szpule dystrybutora. Uruchamia się je za pomocą dźwigni zmiany biegów.
• Zawory elektromagnetyczne. Te elementy służą do przełączania prędkości.
• Zawory regulacji ciśnienia. Dzięki nim działa sprzęgło cierne.

Ostatnie dwa elementy odnoszą się do elementów sterujących siłownika zrobotyzowanej skrzyni biegów.

Ponadto konstrukcja tego pudełka zapewnia multiplekser. Umożliwia sterowanie siłownikami hydraulicznymi za pomocą zaworów elektromagnetycznych. Co ciekawe, liczba tych pierwszych jest dwa razy większa niż tych drugich. W ten sposób w początkowej pozycji elementu uruchamiane są niektóre siłowniki hydrauliczne, a w pozycji roboczej inne.

Algorytm zrobotyzowanej skrzyni biegów polega na sekwencyjnym przełączaniu kilku biegów. Tak więc, gdy samochód rusza na pierwszym, drugimjuż zaangażowany z drugim dyskiem. Po wykonaniu określonych obrotów następuje natychmiastowe przełączenie. Przecież system nie musi wybierać jednego lub drugiego wału - koła zębate już zaczęły działać.

Gdzie jest używana ta skrzynia biegów? Zasadniczo DSG jest używany w samochodach klasy B, C i D. Pod wieloma względami wszystko zależy od parametrów technicznych samego silnika. Tak więc sześciobiegowa skrzynia jest w stanie wytrzymać moment obrotowy 350 Nm. A siedmiopasmowa DSG to tylko 250. Dlatego takie pudełko nie jest instalowane w potężnych samochodach.

Wariant

To stosunkowo nowy typ automatycznej skrzyni biegów, chociaż pierwsze egzemplarze zaczęły być używane już w 59 roku. Tak więc pierwszym samochodem ze zmienną skrzynią biegów był Daf. Co więcej, ten schemat zaczął być praktykowany przez takich producentów jak Ford i Fiat. Jednak to pudełko było szeroko stosowane dopiero 10 lat temu. Teraz ta skrzynia biegów jest używana w samochodach:

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

Kluczową cechą jest to, że nie ma żadnych kół zębatych jako takich. Wariator to przekładnia bezstopniowa, która zapewnia płynną zmianę przełożeń w miarę przyspieszania pojazdu. Główną zaletą takiej skrzyni biegów jest optymalna koordynacja obciążenia samochodu z prędkością wału korbowego. Skutkuje to wysoką efektywnością paliwową i wydajnością. Wyraźnie poprawiła się również płynność jazdy, ponieważ wykluczone są tu szarpnięcia podczas dynamicznego przyspieszania.

Samochód nabiera prędkości szybko, bez szarpnięć, tak płynnie, jak to możliwe. Ale ze względu na pewne ograniczenia dotyczące momentu obrotowego i mocy, zmienne automatyczne skrzynie biegów są używane tylko w samochodach i niektórych crossoverach. Również koszt samochodu na wariatorze zauważalnie wzrasta, ponieważ ta skrzynia biegów jest dość zaawansowana technologicznie.

Urządzenia i typy

Istnieją tylko dwa rodzaje tych transmisji. Jest to wariator toroidalny i paskowy. Ten ostatni jest najczęściej używany. Ale niezależnie od typu mają to samo urządzenie (automatyczna skrzynia biegów Toyota nie jest wyjątkiem). Tak więc projekt obejmuje:

• Transmisja CVT.
• Mechanizm przenoszący moment obrotowy.
• System sterowania.
• Mechanizm odłączania skrzyni biegów i włączania biegu wstecznego.

Aby skrzynka odbierała i przekazywała moment obrotowy, uruchamiane są następujące mechanizmy sprzęgła:

• Automatyczna wirówka. Używany w przekładniach CVT Transmatic.
• Wielotarczowy na mokro. To są wariatory Multimatic.
• Elektroniczne (pudełka "Hyper" używane w niektórych japońskich samochodach).
• Konwerter momentu obrotowego. Przykłady obejmują przekładnie Extroid, Multidrive i Multimatic.

Ostatni typ połączenia jest najbardziej popularny i zaradny. Zwróć uwagę, że sam napęd zmiennej skrzyni biegów może być paskiem lub łańcuchem.

Pierwszy typ składa się z jednego lub dwóch napędów pasowych. także wAutomatyczna skrzynia biegów Toyota zawiera dwa koła pasowe. Te ostatnie tworzą pewnego rodzaju stożkowe dyski, które mogą się od siebie oddalać i oddalać. W ten sposób zmienia się średnica koła pasowego. Aby zbliżyć stożki do siebie, w automatycznej skrzyni biegów Mazdy zastosowano specjalne sprężyny (czasami wykorzystywana jest siła odśrodkowa). Stożkowy dysk ma 20-stopniowy kąt nachylenia. Pozwala to na poruszanie się paska napędowego z minimalnym oporem.

W przekładniach CVT Multitronic używany jest metalowy łańcuch. Składa się z kilku płyt połączonych osiami. Ten projekt ma dobrą elastyczność. Promień gięcia wynosi do 25 milimetrów. W przeciwieństwie do wariatora pasowego, wariator łańcuchowy zapewnia przenoszenie momentu obrotowego poprzez punktowy kontakt płytek z tarczami. W tych obszarach występują wysokie napięcia. Dzięki takiemu schematowi zapewnione są minimalne straty w przenoszeniu momentu obrotowego i najlepsza sprawność. Tarcze stożkowe wykonane są ze stali łożyskowej o wysokiej wytrzymałości.

Ze względu na cechy konstrukcyjne i rozmieszczenie, korpus zaworu automatycznej skrzyni biegów nie jest w stanie zapewnić ruchu wstecznego. Dlatego w wariatorze zastosowano mechanizmy pomocnicze do włączania biegu wstecznego. To jest przekładnia planetarna. Posiada takie samo urządzenie i zasadę działania jak w klasycznych automatycznych skrzyniach biegów z przekładnią hydrokinetyczną.

Również w projekcie takiego punktu kontrolnego znajduje się elektroniczny system sterowania. Zapewnia synchroniczną regulację średnicy koła pasowego wariatora w zależności od aktualnej prędkości obrotowej silnika. Ten systemzapewnia i włączenie transmisji zwrotnej. Wariatorem steruje się za pomocą selektora, który znajduje się w kabinie. Tryby sterowania są takie same jak w konwencjonalnej automatycznej skrzyni biegów. Urządzenie i naprawa tych pudełek są również podobne. Zauważamy jednak, że wiele służb boi się zabierać te auta do pracy, bo zwyczajnie nie mają odpowiedniego doświadczenia. Takie pudełko pojawiło się w Rosji całkiem niedawno i wokół niego krąży wiele mitów na temat poprawności konserwacji i napraw. Eksperci twierdzą, że w przypadku takiej skrzyni wystarczy wymienić olej na czas i nie przegrzewać samego mechanizmu.

Wniosek

Więc dowiedzieliśmy się, jakie są rodzaje automatycznej skrzyni biegów, jak działa i jak działa. Co wybrać dla zwykłego pasjonata samochodów? Z doświadczenia eksploatacyjnego wynika, że najlepszą opcją byłby zakup samochodu z klasyczną automatyczną skrzynią biegów z przekładnią hydrokinetyczną. Takie pudełko jest znane wielu - można je naprawić i serwisować w dowolnym serwisie. Ponadto nowoczesne maszyny tego typu wyróżniają się dobrym zasobem 300-400 tysięcy kilometrów. Jeśli chodzi o robota DSG i bezstopniowy wariator, takie pudła karmią na naszych drogach nie więcej niż 150 tysięcy. Wtedy zaczynają się problemy i poważne inwestycje. Dlatego powinieneś powstrzymać się od ich kupowania.