Устройство акпп: Страница не найдена — Techautoport.ru

Устройство АКПП — ZFMaster

Не секрет, что наши автолюбители относятся к автомобилям с автоматическими коробками передач с предубеждением. Неужели мы так любим делать все сами, а не перекладывать свою работу на чужие плечи? Вот об американцах, которые, собственно, и придумали коробки-автоматы, этого не скажешь. Где – где, но за океаном утруждать себя ручным переключением передач не принято. Там подобное “удовольствие” позволяют себе не более 5% автовладельцев. В Европе также из года в год увеличивается число автомобилей с автоматическими трансмиссиями. Прибивает такие машины и к нашему “берегу”, но правильно обращаться с ними умеют далеко не все автомобилисты. Как утверждают автомеханики, сталкивающиеся с неисправностями АКПП, большинство проблем бывает вызвано нарушением правил эксплуатации и несвоевременным техническим обслуживанием. Впрочем, перед тем как вплотную заняться этими вопросами, нам придется совершить небольшой…

Экскурс в конструкцию

Классический “автомат” включает в себя несколько агрегатов, главными из которых являются гидротрансформатор и механическая планетарная коробка передач.

Гидротрансформатор выполняет не только функции сцепления, но и автоматически изменяет крутящий момент в зависимости от нагрузки и частоты вращения колес автомобиля. Гидротрансформатор состоит из двух лопастных машин — центробежного насоса, центростремительной турбины и расположенного между ними направляющего аппарата-реактора. Насос и турбина предельно сближены, а их колесам придана форма, обеспечивающая непрерывный круг циркуляции рабочей жидкости. В результате гидротрансформатор получил минимальные габаритные размеры и одновременно снижены потери энергии на перетекание жидкости от насоса к турбине. Насосное колесо связано с коленчатым валом двигателя, а турбина — с валом коробки передач. Тем самым в гидротрансформаторе отсутствует жесткая связь между ведущими и ведомыми элементами, а передача энергии от двигателя к трансмиссии осуществляется потоками рабочей жидкости, которая отбрасывается с лопаток насоса на лопасти турбины. Собственно, по такой схеме работает гидромуфта, которая просто передает крутящий момент, не трансформируя его величину.

Чтобы изменять момент, в конструкцию гидротрансформатора введен реактор. Это также колесо с лопатками, однако, оно жестко прикреплено к корпусу и не вращается (заметим: до определенного времени). Реактор расположен на пути, по которому масло возвращается из турбины в насос. Лопатки реактора имеют особый профиль, а межлопаточные каналы постепенно сужаются. По этой причине скорость, с которой рабочая жидкость течет по каналам направляющего аппарата, постепенно увеличивается, а сама жидкость выбрасывается из реактора в сторону вращения насосного колеса, как бы подталкивая и подгоняя его.

Отсюда сразу два следствия. Первое — благодаря увеличению скорости циркуляции масла внутри гидротрансформатора при неизменном режиме работы насоса (читай: двигателя, поскольку насосное колесо, как говорилось выше, жестко связано с коленвалом) крутящий момент на выходном валу гидротрансформатора увеличивается. Второе — при неизменном режиме работы насоса режим работы турбины изменяется автоматически и бесступенчато в зависимости от приложенного к валу турбины (читай: колесам автомобиля) сопротивления.

Поясним эти аксиомы на конкретных примерах. Допустим, автомобилю, который двигался по равнинному участку дороги, предстоит подъем в гору. Забудем на время про педаль акселератора и посмотрим, как отреагирует на изменение условий движения гидротрансформатор. Нагрузка на ведущие колеса увеличивается, а автомобиль начинает терять скорость. Это приводит к уменьшению частоты вращения турбины. В свою очередь уменьшается противодействие движению рабочей жидкости по кругу циркуляции внутри гидротрансформатора. В результате скорость циркуляции возрастает, что автоматически приводит к увеличению крутящего момента на валу турбинного колеса (аналогично переходу на низшую передачу в механических КПП) до тех пор, пока не наступит равновесие между ним и моментом сопротивления движению.

Смотрите также: ремонт АКПП BMW в кузове F10.

По аналогичной схеме работает автоматическая трансмиссия и при старте с места. Только теперь самое время вспомнить про педаль газа, нажатие на которую увеличивает обороты коленчатого вала, а значит, и насосного колеса, и про то, что сначала автомобиль, а следовательно, и турбина находились в неподвижном состоянии, но внутреннее проскальзывание в гидротрансформаторе не мешало двигателю работать на холостом ходу (эффект выжатой педали сцепления).

В этом случае крутящий момент трансформируется в максимально возможное число раз. Зато когда достигнута необходимая скорость, надобность в преобразовании крутящего момента отпадает. Гидротрансформатор посредством автоматически действующей блокировки превращается в звено, жестко связывающее его ведущий и ведомый валы. Такая блокировка исключает внутренние потери, увеличивает значение КПД передачи, уменьшает расход топлива в установившемся режиме движения, а при замедлении повышает эффективность торможения двигателем. Кстати, одновременно с целью снижения все тех же потерь реактор освобождается и начинает вращаться вместе с насосным и турбинным колесом.

Зачем же к гидротрансформатору присоединяют КПП, если он сам способен изменять величину крутящего момента в зависимости от нагрузки на ведущие колеса? Увы, гидротрансформатор может изменять крутящий момент с коэффициентом, не превышающим 2-3,5. Как ни крути, а такого диапазона изменения передаточного числа недостаточно для эффективной работы трансмиссии.

К тому же, нет-нет, да и возникает надобность во включении заднего хода или полном разъединении двигателя от ведущих колес. Коробки автоматических трансмиссий имеют зубчатые зацепления, но существенно отличаются от обычных механических КПП хотя бы потому, что передачи в них переключаются без разрыва потока мощности с помощью приводимых гидравликой многодисковых фрикционных муфт или ленточных тормозов. Необходимая передача выбирается автоматически с учетом скорости автомобиля и степени нажатия на педаль газа, которая определяет желаемую интенсивность разгона. За выбор передачи отвечает гидравлический и электронный блоки управления АКПП. Водитель, кроме нажатия на акселератор, может влиять на процесс смены передач, выбрав зимний или спортивный алгоритм переключения или установив, например, при движении в сложных условиях селектор КПП в специальное положение, которое не позволяет автоматике переключаться выше определенной разгонной передачи.

Кроме гидротрансформатора и планетарного механизма в состав КПП-автоматов входит масляный насос, снабжающий гидротрансформатор и гидравлический блок управления рабочей жидкостью и обеспечивающий смазку коробки, а также радиатор охлаждения рабочей жидкости, которая из-за интенсивного “перелопачивания” имеет свойство сильно нагреваться.

Улучшение эксплуатационных качеств современного автомобиля привело к значительному усложнению его конструкции. А оснащение автомобилей автоматической трансмиссией позволило резко снизить объем нагрузки, возлагаемой на водителя во время движения, что также благоприятно отразилось на ходовой части, двигателе и скоростных качествах автомобиля. Надежность и простота эксплуатации определили дальнейшее широкое использование этого изобретения. В настоящее время автоматические трансмиссии применяются и на легковых, и на полноприводных автомобилях, и даже на грузовом транспорте. При использовании транспортного средства с ручным управлением, для поддержания необходимой скорости, водителю необходимо часто пользоваться рычагом переключения передач.

По этой причине он обязан постоянно следить за нагрузкой двигателя и скоростью автомобиля. Применение автоматической трансмиссии исключает необходимость постоянного пользования переключающим рычагом. Изменение скорости выполняется автоматически, в зависимости от нагрузки двигателя, скорости перемещения транспортного средства и желаний водителя. Поэтому, по сравнению с ручной коробкой передач, автоматическая трансмиссия имеет следующие неоспоримые преимущества:

• увеличивает комфортность вождения автомобиля за счет освобождения водителя от контрольных функций;
• автоматически и плавно производит переключения, согласовывая нагрузку двигателя, скорость его движения, степень нажатия на педаль газа;
• предохраняет двигатель и ходовую часть автомобиля от перегрузок;
• допускает и ручное, и автоматическое переключение скоростей.

Все разнообразие автоматических трансмиссий, применяемых сегодня, условно можно разделить на два типа. Основное различие этих типов заключается в системах управления и контроля, за использованием трансмиссии. Для первого типа характерно то, что функции управления и контроля выполняются специальным гидравлическим устройством. А во втором типе функции управления и контроля выполняет электронное устройство. Составные части же и узлы автоматических трансмиссий обоих типов практически одинаковы. Существуют некоторые различия в компоновке и устройстве автоматической трансмиссии переднеприводного и заднеприводного автомобиля. Автоматическая трансмиссия для переднеприводных автомобилей более компактна и имеет внутри своего корпуса отделение главной передачи — дифференциал. Несмотря на эти отличия, основные функции и принцип действия всех автоматов одинаковы. Для того чтобы обеспечить движение, а также для выполнения других своих функций, автоматическая трансмиссия должна быть оснащена следующими узлами: механизмом выбора режима движения, гидротрансформатором, коробкой передач, узлом управления и контроля.

Упрощённая кинематическая схема АКПП

АКПП состоит из:

1. Гидротрансформатор (ГТ) – соответствует сцеплению в механической трансмиссии, но не требует непосредственного управления со стороны водителя.
2. Планетарный ряд – соответствует блоку шестерен в механической коробке передач и служит для изменения передаточного отношения в автоматической трансмиссии при переключении передач.
3. Тормозная лента, передний фрикцион, задний фрикцион – компоненты, посредством которых осуществляется переключение передач.
4. Устройство управления. Этот узел состоит из маслосборника (поддон коробки передач), шестеренчатого насоса и клапанной коробки. Клапанная коробка представляет собой систему каналов с расположенными в них клапанами и плунжерами, которые выполняют функции контроля и управления. Это устройство преобразует скорость движения автомобиля, нагрузку двигателя и степень нажатия на педаль газа в гидравлические сигналы. На основе этих сигналов, за счет последовательного включения и выхода из рабочего состояния фрикционных блоков, автоматически изменяются передаточные

Гидротрансформатор

Гидротрансформатор (или torque converter в зарубежных источниках) служит для передачи крутящего момента непосредственно от двигателя к элементам автоматической коробки передач. Он установлен в промежуточном кожухе, между двигателем и коробкой передач и выполняет функции обычного сцепления. В процессе работы этот узел, наполненный трансмиссионной жидкостью, несет довольно высокие нагрузки и вращается с достаточно большой скоростью. Он не только передает крутящий момент, поглощает и сглаживает вибрации двигателя, но и приводит в действие масляный насос, находящийся в корпусе коробки передач. Масляный насос наполняет трансмиссионной жидкостью гидротрансформатор и создает рабочее давление в системе управления и контроля. Поэтому является неверным мнение о том, что автомобиль, оснащенный автоматической трансмиссией, можно завести принудительно, не используя стартер, а разогнав его до высокой скорости. Шестеренчатый насос получает энергию только от двигателя, и если двигатель не работает, то давление в системе управления и контроля не создается, в каком бы положении не находился рычаг выбора режима движения. Следовательно, принудительное вращение карданного вала не обязывает коробку передач работать, а двигатель – вращаться.

Планетарный ряд

В отличие от простой механической трансмиссии, в которой используются параллельные валы и сцепляющиеся между собой шестерни, в автоматических трансмиссиях в подавляющем большинстве используются планетарные передачи.

 

Составные части фрикциона

Поршень (piston) приводится в действие давлением масла. Двигаясь под давлением масла вправо (по рисунку), поршень посредством конического диска (dished plate) плотно прижимает ведущие диски пакета к ведомым, заставляя их вращаться как единое целое и осуществляя передачу крутящего момента от барабана к втулке. В корпусе самой коробки передач расположены несколько планетарных механизмов, они и обеспечивают необходимые передаточные отношения. А передача крутящего момента от двигателя через планетарные механизмы к колесам происходит с помощью фрикционных дисков, дифференциала и других сервисных устройств. Управление всеми этими устройствами осуществляется благодаря трансмиссионной жидкости через систему управления и контроля.

Тормозная лента

Устройство, используемое для блокировки элементов планетарного ряда.

Устройство и принцип работы автоматической коробки передач

 

В 21 веке. люди стремятся не напрягаться лишний раз. Поэтому все больше водителей переходят на коробки-автомат и выбирают машины, которые требуют от них минимум участия. Да и производители авто медленно, но уверенно роботизируют автомобили, так что, чистая механика скоро будет только для ценителей.

Несмотря на все прелести, у АКПП есть один большой недостаток (собственно, как и у “механики”) — они сложно устроены. Мало кто из автолюбителей отважится самостоятельно перебирать коробку. Еще меньше тех, кто решится самостоятельно ремонтировать коробку-автомат.

Из чего же, из чего же сделаны коробки-автомат

Итак, классическая АКПП состоит из:

• гидротрансформатора. Состоит из насосного и турбинного колес, реактора;
• масляного насоса;
• планетарного редуктора. В конструкции шестерни, наборы муфт и фрикционы;
• электронной системы управления — датчики, гидроблок (соленоиды + золотники-распределители), рычаг селектора.

Устройство АКПП

Это основные элементы и они всегда одинаковые.

Гидротрансформатор — в АКПП выполняет функцию сцепления: передает и увеличивает крутящий момент от двигателя к планетарному редуктору и кратковременно отсоединяет трансмиссию от двигателя, чтобы переключилась передача.

Гидротрансформатор, схема

Насосное колесо соединено с коленвалом двигателя, а турбинное колесо — с планетарным редуктором через вал. Между колесами расположен реактор. Колеса и реактор оснащены лопастями определенной формы  Все элементы гидротрансформатора собраны в одном корпусе, который заполнен жидкостью ATF.

 

Гидротрансформатор

Планетарный редуктор. Состоит из нескольких планетарных передач.

Каждая планетарная передача состоит из солнечной шестерни, водила с шестернями-сателлитами и коронной шестерни.

Планетарная передача

Любой элемент планетарной передачи может вращаться или блокироваться (как мы писали выше, вращение передается от гидротрансформатора).

Схема работы планетарной передачи

Чтобы переключить определенную передачу (первую, вторую, заднюю и т.д.), нужно заблокировать один или несколько элементов планетарки. Для этого используются фрикционные муфты и тормоза. Подвижность муфт и тормозов регулируется через поршни давлением рабочей жидкости ATF.

 

Фрикционные диски (муфта)

Расположение фрикционов в АКПП

Электронная система управления. Точнее, электрогидравлическая, т.к. для непосредственного переключения передач (включения/выключения муфт и тормозных лент) и блокировки ГДТ используется гидравлика, а для регулировки потоков рабочей жидкости — электроника.

Система состоит из:

• гидроблока. Представляет собой металлическую плиту с множеством каналов, в которых установлены электромагнитные клапаны (соленоиды) и датчики. По сути, гидроблок управляет работой АКПП на основании данных, полученных от ЭБУ. Пропускает жидкость по каналам к механическим элементам коробки — муфтам и тормозам;

 

Гидроблок

• датчиков — частоты вращения на входе и выходе коробки, температуры жидкости, положения рычага селектора, положения педали газа. Также блок управления АКПП использует данные с блока управления двигателем;
• рычага селектора;
• ЭБУ — считывает данные датчиков и определяет логику переключения передач в соответствии с программой.

Принцип работы АКПП

Когда водитель заводит авто, вращается коленвал двигателя. От коленвала приводится масляный насос, который создает и поддерживает давление масла в гидравлической системе коробки. Насос подает жидкость на насосное колесо гидротрансформатора, оно начинает вращаться.

Лопасти насосного колеса перебрасывают жидкость на турбинное колесо, тоже заставляя его вращаться. Чтобы масло не попадала обратно, между колесами установлен неподвижный реактор с лопастями особой конфигурации — он корректирует направление и плотность потока масла, синхронизируя оба колеса. Когда скорости вращения турбинного и насосного колес выравниваются, реактор начинает вращаться вместе с ними. Этот момент называется точкой сцепления.

 

Как работает ГДТ

Дальше в работу включается ЭБУ, гидроблок и планетарный редуктор.

Водитель переводит рычаг селектора в определенное положение. Информацию считывает соответствующий датчик, передает в ЭБУ и она запускает программу, соответствующую выбранному режиму. В этот момент определенные элементы планетарного редуктора вращаются, а другие зафиксированы. За фиксацию элементов планетарного редуктора отвечает гидроблок: ATF под давлением подается по определенным каналам и прижимает поршни фрикционов.

 

Как работает поршень фрикционов

Как же АКПП переключает скорости?

Как мы уже писали выше, для включения/выключения муфт и тормозных лент в АКПП используется гидравлика.

Электронная система управления определяет момент переключения передач по скорости и нагрузке на двигатель.

Каждому диапазону скорости (уровню давления масла) в гидроблоке соответствует определенный канал.

Когда водитель давит на газ, датчики считывают скорость и нагрузку на двигатель и передают данные в ЭБУ. На основании полученных данных ЭБУ запускает программу, которая соответствует выбранному режиму: определяет положение шестерен и направление их вращения, рассчитывает давление жидкости, отдает сигнал на определенный соленоид (клапан) и в гидроблоке открывается канал, соответствующий скорости.

По каналу жидкость поступает к поршням муфт и тормозных лент, которые блокируют шестерни планетарного редуктора в нужной конфигурации. Так включается/выключается нужная передача.

 

Как работает АКПП

Переключение передач зависит и от характера набора скорости: при плавном ускорении передачи повышаются последовательно, при резком разгоне сначала включится пониженная передача. Это также связано с давлением: при плавном нажатии на педаль газа давление растет постепенно и клапан открывается постепенно. При резком же разгоне давление повышается резко, сильно давит на клапан и не дает ему открыться сразу.

Электроника существенно расширила возможности автоматических коробок. К классическим преимуществам гидромеханических АКПП добавились новые:  разнообразие режимов, способность самодиагностики, адаптивность под стиль вождения, возможность выбирать режим вручную, экономия топлива.

Устройство автомобиля: Автоматическая трансмиссия: История, устройство, применение

Пришедшая к нам из середины прошлого столетия автоматическая трансмиссия значительно потеснила на рынке  легковых автомобилей механическую коробку переключения передач и продолжает уверенно конкурировать с вариаторными и роботизированными трансмиссиями.

При этом высокую стоимость самого агрегата, сложность его обслуживания и повышенный расход топлива по сравнению с механическими КПП сбрасывать со счетов нельзя.  Действительно ли АКПП так хороши, или их успех – лишь следствие стремления водителей к комфорту и недоверия к собственной способности водить на «механике»?

Зачем нужна АКПП

Изначально простейшая АКПП была применена на автомобиле как устройство, освобождавшее автомобилиста от необходимости переключения передач вручную.  Механические коробки переключения передач в 50х годах зачастую не имели синхронизаторов, что требовало двойного выжима сцепления при переключении  —  на этом фоне даже первые двухступенчатые автоматы выглядели очень выгодно.

В данный момент трансмиссии с автоматическим переключением передач уже имеют более четко сформулированные преимущества:

• Гидротрансформаторная АКПП может переключать передачи, не разрывая потока мощности, что важно, например, на бездорожье
• Долговечность двигателя и агрегатов трансмиссии повышается за счет способности гидротрансформатора частично поглощать динамические нагрузки, а самой АКПП – снизить вероятность пользовательской ошибки.
• АКПП легче в освоении начинающим водителем, трансмиссия такого типа позволяет новичку не отвлекаться на переключение передач и сфокусироваться на дорожной ситуации
• АКПП облегчает трогание в сложных условиях – например, в горку

Но, возможно, главным преимуществом автоматической коробки передач перед механической как было, так и осталось отсутствие необходимости постоянно вмешиваться в работу трансмиссии.

История АКПП

Первым запатентовал прототип современной автоматической коробки передач канадский инженер Альфред  Мунро в 1921 году. Впрочем, так как работал Мунро с паровыми машинами, то и система его была использовала в качестве рабочего тела воздух и обладала крайне низким КПД.

Реально первыми разработчиками частично автоматизированной гидравлической КПП были бразильцы Хосе Арарипе и Фернандо Лемос.  Их патент, зарегистрированный в 1932 году, в скором времени был продан компании General Motors и в доработанном виде вышел на рынок как система Hydra-Matic, устанавливавшаяся в автомобили Oldsmobile с  1939 года. Именно в этой системе впервые были объединены все составляющие современной АКПП: гидротрансформатор, планетарный редуктор и гидравлический клапанный механизм управления.

Что примечательно, эта АКПП от General Motors ставилась на участвовавшие во второй мировой войне танки M24 Chaffee и  M5 Stuart, что позволило впоследствии не только доработать трансмиссии с учетом полученного опыта, но и рекламировать их как «проверенные в бою».

Принцип работы АКПП

Автоматическая трансмиссия по сути своей выстроена вокруг главного узла – планетарной передачи. Свойство планетарной передачи изменять передаточное число в зависимости от подтормаживания одного или нескольких её элементов позволяет, в отличие от традиционной МКПП, для всех ступеней «автомата» использовать один и тот же набор шестерней. Типичный планетарный редуктор состоит из следующих элементов:

• Солнечная шестерня – шестерня, установленная ровно в центре редуктора
• Эпицикл, или коронная шестерня – шестерня, зубцами направленная внутрь редуктора, располагается на периферии редуктора, часто с жестким закреплением на внутренней окружности корпуса редуктора.
• Сателлиты – шестерни (как правило – три), расположенные между эпициклом и солнечной шестерней. Закреплены сателлиты на водиле, на осях которого свободно вращаются.

К одному из этих элементов редуктора подводится крутящий момент, а ещё один элемент – подтормаживается. В зависимости от выбранной комбинации меняется и передаточное число редуктора. Если затормозить любые два элемента редуктора, то передача станет прямой (то есть передаточное число станет равно единице).
За остановку вращения каждого из указанных элементов отвечает набор тормозных лент с гидроприводами. 

Устройство АКПП

Хотя основным элементом автоматической коробки передач является именно планетарный редуктор, для использования в качестве трансмиссии он требует большого количества дополнительных систем, одной из которых является гидротрансформатор.

Гидротрансформатор в АКПП используется для передачи крутящего момента с двигателя на приводные валы с обеспечением возможности плавной синхронизации вращения валов, например, при трогании автомобиля с места. 

Для минимизации потерь в гидротрансформаторе с  1980х годов применяется автоматическая его блокировка на высоких скоростях вращения валов – то есть фактически передача крутящего момента от двигателя к элементам АКПП идёт не с помощью гидравлики, а напрямую через жесткую механическую сцепку внутри гидротрансформатора.

Кроме того, гидротрансформатор зачастую используется как  замена  сцеплению и на МКПП – так, на автобусах семейства ЛИАЗ-677 с обычной механической коробкой передач был спарен именно гидротрансформатор, что облегчало работу водителя, но увеличивало расход топлива и снижало крутящий момент на колесах за счет потерь на гидросистеме.  Аналогичную схему применяли автобусах с 1930х годов британцы из компании Self-Changing Gears Уолтера Уилсона и Джона Сидделея.

В данный момент такую частичную автоматизацию работы водителя можно наблюдать на многих видах строительной техники.

В некоторых устройствах, не требующих изменения крутящего момента в широком диапазоне – например, на вилочных погрузчиках и самоходных газонокосилках – гидротрансформатор используется как самостоятельная трансмиссия.

Через гидротрансформатор крутящий момент попадает на валы планетарных редукторов, принцип действия которых мы описали ранее. Сменой используемых входных и выходных валов редукторов (выбором планетарного ряда), а также подтормаживанием отдельных элементов редукторов  занимается система фрикционных муфт и тормозных лент.

Приводит в действие эти механизмы гидравлическая система, управляемая либо электронным способом, либо механической системой, получающей данные из центробежного датчика скорости вращения выходного вала АКПП и датчика нажатия на педаль газа.

Клапанный блок содержит сеть каналов сложной формы для тока трансмиссионной жидкости к золотникам клапанов. Циркуляция жидкости в коробке с целью обеспечения работы поршней гидравлической системы, смазки и охлаждения всей трансмиссии обеспечивается гидравлическим насосом АКПП.

Собственно, сама трансмиссионная жидкость для автоматических коробок передач является единственным расходником, применяемым в системе АКПП. Требования к ней радикально отличаются от требований к смазочной жидкости для традиционных коробок. В разное время для обеспечения необходимых физических свойств приходилось использовать в её производстве даже такие экзотические компоненты, как китовый жир, сейчас же производители перешли на полностью синтетические составы для всех АКПП.

Как пользоваться АКПП

На каждом селекторе (рычаге выбора режима работы АКПП) есть определенный набор символов, обозначающих режимы работы АКПП. Причем порядок положений селектора коробки-автомата не случаен: он строго регламентирован американским законодательством — а именно американцы являются законодателями мод в сфере автоматических коробок.

Типичный порядок режимов работы АКПП таков:

• Park («P») –режим «парковка». В этом положении выходной вал КПП блокируется специальной шпилькой для блокировки вращения ведущих колёс. Кстати, именно поэтому не рекомендуется оставлять автомобиль на стоянке, полагаясь только на эту блокировку и не задействовав ручной тормоз – повышенный износ шпильки и даже возможность её «закусывания» валом – вполне вероятна.
  Для задействования режима P автомобиль должен быть полностью остановлен.  Завести автомобиль (а часто и наоборот – извлечь ключ из замка зажигания), снабженный АКПП, можно только из этого или нейтрального положений АКПП.
  В ряде новых автомобилей вывести селектор из положения Р можно только нажав педаль ножного тормоза.
• Reverse («R») – «Реверс», «Задний ход». Положение селектора обеспечивает возможность движения задним ходом, также автоматически включает сигнальные огни заднего хода. Ни в коем случае нельзя включать задний ход в АКПП до полной остановки автомобиля – повреждения АКПП могут быть катастрофическими. Для исключения возможности такого включения на многих современных коробках установлены механические блокировки, и даже на тех рычагах АКПП, где из положения R на N или D можно переключиться без отжатия стопора рычага,  обратное действие будет невозможно до полной остановки и нажатия стопорной кнопки.
• Нейтраль («N») – нейтральная передача. Фактически, полностью разобщает коробку и двигатель, но буксировать автомобиль в этом положении или двигаться накатом всё же не рекомендуется – напомним, что гидравлический насос АКПП, осуществляющий функции циркуляции в том числе охлаждающей и смазочной жидкости внутри АКПП, работает от приводного вала от двигателя – а именно он и перестаёт вращаться в этом положении. При этом часть механизмов КПП вращается при буксировке, так как приводится в действие от колёс, что при отсутствии охлаждения с смазки приводит к перегреву и отказу.
• Drive («D») – Основное положение селектора, предназначенное для движения вперед. 
• Овердрайв («OD», или  «[D]» в квадратных скобках) —  положение, в котором обеспечивается автоматический переход на пониженную передачу при необходимости, например, ускорения при обгоне.
• Третья («3», «D3») – режим, в котором коробка передач ограничивается первыми тремя передачами из всего ассортимента имеющихся в наличии. Используется, например, для динамичной езды в городе или для торможения двигателем при спуске с горы. Иногда имеется в виду жесткое использование исключительно третьей передачи, а не диапазона из первых трех передач – тут следует всё же уточнить это в руководстве по эксплуатации к автомобилю. В современных авто при достижении опасных для двигателя высоких оборотов переключение на старшие передачи всё же происходит во избежание повреждений.
• Вторая передача («2», «D2» или «S») – то, же, что и прошлый режим, но для второй передачи. На некоторых моделях Форд, Киа и Хонда имеется в виду именно вторая передача. В таком случае данное положение селектора используется для трогания на льду и снегу.
• Первая («1», «D1» , «L» или «[Low]») – используется как пониженная передача для перемещения по нетвердым грунтам, буксировки и торможения двигателем при спуске с горы.

Помимо указанных режимов работы коробки-автомат используются иногда и предлагаемые производителями дополнительные режимы работы, призванные повысить удобство эксплуатации автомобиля в различных условиях.

• «D5» – используется в автомобилях Хонда и Акура для движения по автомагистралям с использованием первых пяти передач в шестиступенчатых коробках передач.
• «D4» – на тех же Хондах и Акурах используется для городского трафика в режиме.
• «S», «Sport» или «Power» — режим, в котором переключения на более высокие передачи происходит несколько позднее, чем в режиме «D», в результате чего машина приобретает более «спортивное» поведение при разгонах. Также этот режим эффективнее при торможении двигателем.
• «+/ −» или «M» – аналогично подрулевым переключателям позволяет вручную выбирать передачу в секвентальном режиме.
• Зима («W») или «Snow» – На ряде автомобилей Вольво, Мерседес-Бенц и Дженерал Моторз позволяет стартовать со второй передачи, снижая риск пробуксовки.
• Торможение («B») – на автомобилях Тойота используется для торможения двигателем. В гибридных автомобилях того же производителя приводит к  переводу штатного электродвигателя автомобиля в режим генератора. На практике это приводит к тому же эффекту, что и торможение двигателем.

На многих автомобилях помимо положений селектора есть и дополнительные органы управления – чаще всего это кнопки включения экономичного режима работы системы управления коробкой и двигателем. Иногда сам рычаг селектора выполняют в виде джойстика или вовсе – набора кнопок.

Преимущества и недостатки АКПП

К недостаткам АКПП традиционно относят стоимость, повышенный расход топлива и низкую – по сравнению с традиционной «ручной» коробкой передач – скорость разгона автомобиля.

Также ремонт автоматический КПП – дело затратное и требующее привлечения специалистов.

При использовании АКПП водитель фактически лишается возможности использования ряда приёмов управления автомобилем – будь то «раскачка» при увязании авто или управляемые заносы.

Нельзя и завести автомобиль с АКПП «с толкача», да и вообще — буксировать его не рекомендуется.

С другой стороны – гидротрансформаторная коробка  позволяет с меньшими нагрузками на двигатель самому кого-то буксировать.  Увлекаться, правда, не стоит – перегрев системы всё же возможен.

Но главный довод в пользу АКПП – это всё же сложность работы с «механикой» в городских пробках. «Автоматы» в двухэтажных британских автобусах появились именно как ответ на необходимость ежеминутных остановок, что уж говорить о современной дорожной ситуации, где в пробках сцеплением приходится работать едва ли не каждый метр.

Повышение количества ступеней в АКПП, усложнение управляющих программ  всё больше и больше приближает «автоматы» к традиционным механическим коробкам в области динамики разгона и расхода топлива. 

Неисправности АКПП и их невысокая ремонтопригодность в условиях гаражей – не проблема на фоне роста количества сертифицированных точек обслуживания, расширенных гарантийных условий и всё повышающейся надёжности агрегатов.

Да и гидротрансформатор, берегущий двигатель от динамических нагрузок, только увеличивает ресурс автомобиля в целом.

Налицо – только плюсы коробки-автомат для обычного потребителя. Более того, с появления в 1939 году первых коммерчески успешных АКПП мы наблюдаем вытеснение механической КПП на легковых автомобилях в область нишевых продуктов, интересных ограниченному кругу лиц.

На данный момент сложно однозначно говорить о том, победила ли автоматическая коробка переключения передач традиционную «механику» или нет. В США есть однозначный ответ на этот вопрос – по разным исследованиям только 3,8%  проданных там в 2012 году новых автомобилей имели МКПП.

В Европе и России отношение автомобилистов к автоматической коробке передач также начало меняться: даже с учетом традиций автомобильной культуры и более высокой стоимости автоматических коробок передач, продажи «механики» уже в 2012 году упали ниже психологического рубежа в 50%, а многие производители и вовсе перестали предлагать свои автомобили в комплекте с механической коробкой передач.

Так что можно бесконечно рассуждать о плюсах или минусах трансмиссий автоматического типа, но факт есть факт: не за горами то время, когда и к нам придут американские реалии, где «ручка» по факту стала отличным противоугонным средством.

Автор

Дмитрий Лонь, корреспондент MotorPage.ru

Издание

MotorPage.Ru

Описание устройства АКПП | Ремонт коробок-автомат

Автоматическая коробка передач — это особый вид трансмиссии автомобиля. В среде специалистов «автоматической» называется гидромеханическая планетарная КПП действующая совместно с гидротрансформатором.

На современных автомобилях можно встретить автоматические КП как четырех, так и семискоростные. Это сложные агрегаты и специалисты нашего центра имеют достаточную подготовку и знания для того чтобы грамотно обслужить их, а при необходимости сделать качественный ремонт.

Масляный радиатор

Автоматическая коробка — это сложный агрегат состоящий из большого количества вращающихся и трущихся деталей. Их работоспособность и долговечность обеспечивает масло, циркулирующее во внутренностях АКПП. При этом масло нагревается и требуется специальное устройство для того, чтобы снижать его температуру.

Для этого в системе есть радиатор охлаждения масла АКПП. В зависимости от модели автомобиля и конструкции коробки радиатор может быть трубчатым, имеющим четыре, шесть или восемь рядов трубок, по которым циркулирует масло. Также бывают пластинчатые масляные радиаторы разных размеров.

О неполадках с этим агрегатом можно судить по перегреву коробки-автомат. Это происходит, если рвется трубка, соединяющая АКПП и радиатор охлаждения, или забиваются трубки по которым циркулирует масло.

Еще одной серьезной неисправностью считается попадание во внутренности АКПП через масляный радиатор коробки антифриза из системы охлаждения двигателя. Радиатор охлаждения масла АКПП чаще всего встраивают в общую систему охлаждения автомобиля.

Селектор

Управление АКПП из кабины осуществляется водителем с помощью рукоятки и нескольких кнопок, которые на современных машинах имеют напольное расположение. В специальной литературе этот элемент автоматической коробки называется селектором выбора режимов работы АКПП.

В середине шестидесятых годов XX века была официально утверждена действующая ныне схема переключения коробки-автомат — P-R-N-D-L.

1. Режим «P» — это «паркинг», когда блокируются ведущие колеса. Запуск и выключение двигателя производится на этом режиме.
2. «R» — «реверс», в этом положении селектора автомобиль двигается назад. Этот режим можно включать только когда машина стоит на месте.
3. «N» — «нейтраль». В этом положении колеса разблокированы и не связаны с ДВС.
4. «D» — «драйв» или по-русски «движение». Это основной рабочий режим, при включении которого осуществляется движение автомобиля.
5. «L» — фактически это первая передача, этот режим нужен, когда необходимо выехать из грязи или рыхлого снега. Включают его также на крутых спусках или подъемах. В процессе движения переключаться на этот режим нельзя. Если нужен этот режим, надо остановиться, включить его и начать движение.

На современных моделях машин рычаг селектора передвигается ступеньками, для того чтобы не допустить самопроизвольного перемещения управляющего рычага. Для этого же на многих моделях на рычаге размещают кнопку, без нажатия на которую переместить его будет невозможно.

Селектор — это сложный механизм, поэтому не стоит пытаться его ремонтировать своими руками. Специалисты нашего центра сделают это на высоком профессиональном уровне.

Гидротрансформатор

Основным элементом трансмиссии с АКПП является гидротрансформатор. Именно он осуществляет сцепление между двигателем и рабочими элементами коробки-автомата посредством создания давления масла.

Две турбины, из которых он состоит, взаимодействуя, формируют и передают крутящий момент от ведущего вала ведомому.

Крутящий момент меняется автоматически в зависимости от нагрузки и частоты вращения колес. На определенной скорости, порядка 60-70 км/час, выравнивается частота вращения ведущего и ведомого вала, в результате срабатывает механическая блокировка гидротрансформатора.

Вращение лопастей турбин прекращается и давление масла падает. Далее с помощью фрикционной накладки происходит полное сцепление двигателя с трансмиссией.

Гидроблок

В герметично закрытом вакуумном корпусе размещаются специальные пластины, насаженные на вал, которые самым оптимальным образом передают крутящий момент на планетарный редуктор АКПП.

По сути, он выполняет роль ноги водителя, нажимающей на педаль сцепления и роль его руки, перемещающей рычаг механической КПП.

Кроме того, он фактически является таким рычагом, а также «мозгами», передающими команды другим органам коробки. Технология отработана настолько, что разрыв мощности при разгоне во время переключения передач составляет не больше 0,2 секунды. То есть, водитель по сути ничего не замечает.

Электронный блок

Автоматическая коробка на современных автомобилях управляется высокотехнологичными электронными системами. Конструктивно ЭБ на коробке автомат состоит из блоков памяти. На них записана логика действий всех взаимосвязанных частей АКПП на разных режимах работы двигателя и скоростях движения машины.

Помимо этого, ЭБ запоминает ошибки, производит диагностику доступных агрегатов и регулировку их работы.

В зависимости от модели АКПП этот блок может находиться внутри общей конструкции или вне корпуса коробки. Ввиду сложности этого устройства нужен постоянный контроль за его работоспособностью, который могут обеспечить только специальные центры, имеющие соответствующее оборудование.

Блок соленоидов

В специальных каналах, которые имеются в гидроблоке, располагаются краны-регуляторы, управляемые электрическими импульсами. Именно они и называются соленоидами.

Управляет блоком соленоидов электронный блок АКПП. Соленоиды фактически контролируют режимы работы коробки-автомата и обеспечивают правильность работы системы охлаждения коробки.

Слабым местом этого блока является электронный шлейф, по которому проходят управляющие электрические сигналы. Поэтому при появлении проблем в работе соленоидов надо в первую очередь проверять этот шлейф.

Фрикционы

Механизм, с помощью которого подвижные элементы в планетарной части агрегата АКПП блокируются между собой, называется фрикционом. Эти механизмы способны выдерживать большие нагрузки. Регулировать пакет фрикционов не требуется.

Фрикционы обеспечивают надежное сцепление ведущих и ведомых дисков в пакете на больших скоростях вращения частей планетарного механизма.

Включение фрикционов осуществляется поршнем под давлением масла и как только это давление ослабевает возвратная пружина перемещает поршень, а ведущий и ведомые диски размыкаются.

Масляный насос

Основным элементом гидравлической системы управления автоматической коробки является масляный насос. Когда автомобиль начинает движение, этот агрегат создает такое давление, при котором крутящий момент на планетарном редукторе оказывается минимальным и соответствует первой передаче.

По мере разгона машины, за счет повышенной производительности насоса, давление масла увеличивается и меняется режим работы планетарного ряда, вплоть до прямой передачи.

Масляный насос находится внутри корпуса АКПП, в передней ее части, напрямую соединяясь с фланцами гидротрансформатора. Масло в него поступает из поддона через фильтр по специальной трубке.

При возникновении проблем с работоспособностью масляного насоса требуется демонтировать всю коробку передач.

Клапана

В гидравлической системе управления АКПП формирование параметров движения машины осуществляется с помощью клапанов, которые имеют разное предназначение:

• клапаны, регулирующие давление внутри коробки;
• клапаны, управляющие переключением;
• синхронизирующие клапаны, которые обеспечивают точность выполнения команд при переключениях передач;
• клапаны, обеспечивающие плавное регулирование давления с целью улучшения работоспособности автоматической коробки.

В зависимости от типа коробки и модели автомобиля блок клапанов размещается или в передней верхней части корпуса АКПП или в районе поддона.

Устройство АКПП (автоматической коробки передач)

Автоматическая  коробка переключения передач или, как ее сокращенно величают, АКПП, это знакомое всем устройство, являющееся частью некоторых автомобилей, читайте мою статью что лучше автомат или механика. Главная задача автоматической коробки переключения передач состоит в том, чтобы менять передаточное число от двигателя к колесам автомобиля без непосредственного участия водителя. Переключение происходит исходя из нагрузки на двигатель и скорости.

Многие из вас, наверняка, собственноручно испробовали этот чудный образец инженерной мысли, а многим он знаком лишь в теории. Часть водителей из последнего числа и вовсе принципиально отказываются от использования данного рода механизма, объясняя это тем, что он является ненадежным, дорогим в обслуживании, поглощающим лишнее топливо механизмом. Ну что ж, такое мнение с одной стороны частично оправдано, однако кое с чем можно и поспорить, например, та же надежность в наше время находится на уровне механических коробок передач.

Устройство и работа АКПП.

Сама АКПП весьма сложный технический узел, который состоит из трех основных частей это:

• гидротрансформатор,
• связки планетарных редукторов и гидравлической системы управления.

Рассмотрим функции каждого элемента по отдельности. 

Гидротрансформатор.

 

Принцип работы гидротрансформатора.

Его главная задача состоит в передаче крутящего момента от двигателя к планетарному редуктору. Принцип его работы лежит на основе усовершенствованной гидромуфты, которая помимо бесконтактной плавной передачи крутящего момента еще способна в определенный момент усиливать крутящий момент благодаря введённому в механизм реактору. Вкратце поясню, что представляет собой такая передача крутящего момента.

В гидротрансформаторе имеется гидравлический насос, приводимый в действие коленчатым валом двигателя, а также турбина, приводящая в действие планетарный редуктор. Две эти части расположены друг напротив друга, а пространство между ними заполнено гидравлической жидкостью. При вращении насоса поток жидкости направляется на колесо турбины, тем самым приводит ее во вращение. Это, по сути, и есть классическая гидромуфта, передающая вращение без механического сцепления. Такой вид передачи крутящего момента позволяет ускоряться плавно, без рывков и механического удара по деталям трансмиссии. Однако классическая гидромуфта в данном механизме не используется, здесь в ее конструкцию добавлен реактор, который, оставаясь неподвижным до определенного времени, перенаправляет отраженную от лопастей турбины жидкость обратно на крыльчатку насоса, тем самым увеличивая крутящий момент. Это позволяет насосу быстрее раскрутить турбину до определенной скорости, после чего реактор благодаря обгонной муфте, перестает быть подвижным и вращается совместно с конструкцией.

Теоритически можно было бы использовать только гидротрансформатор, как узел, передающий крутящий момент на колеса, но его было бы недостаточно, и к тому же иногда требуется двигаться в обратном направлении, а ведь непосредственно двигатель  обратную сторону крутиться неспособен.

Минусы гидротрансформатора.

И еще, кстати, по поводу гидротрансформатора. Его главным минусом является то, что именно из-за него теряется часть энергии, ведь как не совершенствуй конструкцию, без жесткой сцепки будет присутствовать проскальзывание, что приводит к нагреву и потере энергии.  Следствием этого является повышенный расход топлива при использовании АКПП. В современных коробках передач при помощи специальных узлов, при выравнивании скорости система блокируется и вращается как единое целое без проскальзывания, при этом на больших скоростях расход топлива будет аналогичен, как при использовании обычной механической коробки. Чаще всего жесткая сцепка в таких коробках наступает при скоростях выше 70 км/ч. 

Планетарный редуктор.

 

С гидротрансформатором разобрались, перейдем к следующей части АКПП — планетарному редуктору. Не буду сильно вдаваться в технические подробности, скажу лишь, что в основе лежит использование планетарного редуктора, в котором при помощи муфт и ленточного тормоза производится блокировка его различных частей, что позволяет варьировать скорость вращения и соответственно крутящий момент.

Гидравлическая система управления.

 

Все выше перечисленное было лишь механизмами реализации передачи, но как же происходит переключение непосредственно передач, наверняка, спросите вы. Все становится понятно из предыдущего абзаца, где я вскользь упомянул о ленточном тормозе и муфтах. Все эти механизмы в классической автоматической коробке переключения передач управляются гидравликой, а точнее третьим узлом АКПП — гидравлической системой управления. В его основе лежит масляный насос, создающий необходимое давление в системе, и система клапанов,  перемещение которых зависит от ситуации, в которой находится автомобиль, хотя правильнее будет сказать, от скорости его движения, и нагрузки на двигатель. Нагрузка на двигатель определяется при оценке разряжения во впускном коллекторе. Увеличиваясь, разряжение передвигает управляющий клапан системы гидравлического управления, где в зависимости положения остальных клапанов системы происходит включение определенных муфт либо ленточного тормоза. Вторым управляющим механизмом является клапан, который перемещается в зависимости от скорости автомобиля, а точнее его колес. Положение данных механизмов в определенный момент времени и регулирует ступенчатое переключение передач. Ну и, конечно, вся эта система увязана с рычагом переключения передач внутри салона, где вы можете передвигая рычаг, тем самым обеспечивая полный цикл переключения передач: включить выбор пониженных передач, задать движение задним ходом, полностью заблокировать коробку во время стоянки и так далее.

Вот вы обобщенно и узнали устройство АКПП, хочу сказать, что в современных  автоматических коробках переключения передач, многие механизмы усовершенствованы либо заменены на управляемые электроникой. И с каждым новым поколением данный механизм становится все более технологичным, также вместе с этим увеличивается его надежность, экономия топлива, и комфортность управления автомобилем.

Так что не стоит бояться автоматических коробок передач, позвольте им контролировать ситуацию за вас, ведь иногда непоколебимый молниеносное принятие решения о необходимых действиях, принятое электронным мозгом, может спасти вам жизнь, на что не всегда в критической ситуации способен человеческий разум.

  Видео об устройстве автоматической коробки передач

Рекомендую прочитать:

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.

Устройство автоматической коробки передач (АКПП) —

АКПП — автоматическая коробка переключения передач — это один из видов коробок передач в которой переключение скоростей происходит автоматически — в зависимости от режима работы двигателя, дорожных условий и многих других факторов. В настоящий момент автоматические коробки передач довольно сильно распространены. Так, например, уже более 70% автомобилей Японского производства, продающихся в России поставляются с автоматическими коробками передач. Надежность современных АКПП не только уступает механическим коробкам передач, но зачастую их превосходит.

Что такое АКПП, коробка автомат?

АКПП — автоматическая коробка переключения передач — это один из видов коробок передач в которой переключение скоростей происходит автоматически — в зависимости от режима работы двигателя, дорожных условий и многих других факторов. В настоящий момент автоматические коробки передач довольно сильно распространены. Так, например, уже более 70% автомобилей Японского производства, продающихся в России поставляются с автоматическими коробками передач. Надежность современных АКПП не только не уступает механическим коробкам передач, но зачастую их превосходит.

{datsopic:18}

АКПП автомобиля LEXUS в разрезе

Из чего состоит АКПП?

Автоматическая коробка передач отличается от механической коробки передач не только тем, что переключения скоростей происходят автоматически, но и тем, что ее конструкция и принцип действия несколько иной — в ней используются планетарные механизмы и гидромеханический привод, которых вы не найдете в механической трансмиссии.

Классическая АКПП состоит из следующих основных узлов:

Гидротрансформатор

Гидротрансформатор служит для передачи крутящего момента с проскальзыванием от двигателя к редуктору коробки передач. Средой передачи является специальная жидкость-масло ATF (Automatic Transmission Fluid). Гидротрансформатор состоит из входной и выходной турбин и статора. Проскальзывание в гидротрансформаторе обычно устраняется блокировкой, когда обороты двигателя станут достаточно высокими (обычно на 3-4 передаче). Блокировка включается для повышения КПД гидротрансформатора и уменьшения расхода топлива.

{datsopic:14}

{datsopic:16}

Фрикционные муфты («пакеты»)

Служат для передачи вращающего момента посредством трения фрикционов.  Они используются для включения или отключения передач или отсоединения одних частей АКПП от других (тоже связанными с переключением передач). Фрикционные муфты состоят из барабана и хаба. Барабан имеет крупные прямоугольные шлицы внутри, а хаб состоит из крупных прямоугольных зубьев снаружи. Между хабом и барабаном расположен, так называемый, пакет фрикционных дисков. Часть дисков состоит из металла, часть из пластмассы. Металлические диски имеют выступы снаружи и входят в шлицы барабана. Пластмассовые — имеют выступы внутри, куда входят зубья хаба. Передача момента через фрикционную муфту осуществляется после сжатия пакета фрикционов с помощью кольцеобразного поршня. Поршень установлен в барабане. Смазка подается к дискам через канавки в барабане, валах, корпуса АКПП.

{datsopic:15}

Обгонные муфты

Это специальная муфта, которая проскальзывает в одном направлении и заклинивает при передачи момента в другом направлении. Она работает в паре с фрикционной муфтой для снижения ударов при переключении передач (препятствует и для отключения торможения в АКПП.

{datsopic:12}

Планетарный редуктор

Планетарный редуктор передает вращательный момент на выходной вал АКПП.

{datsopic:11}

Тормозные ленты

Служит для торможения одной или нескольких вращающихся частей АКПП о корпус.

{datsopic:17}

ATF (Automatic Transmission Fluid)

Вместо масла в АКПП используется специальная жидкость ATF — она обладает некоторыми противоизносными качествами и обеспечивает работу гидравлики. ATF обычно окрашена в красный или зеленые цвета, для того, чтобы ее не путали с моторным маслом. Существуют много спецификаций, наиболее известные из них это DEXTRON и MERCON. Кстати, первая спецификация ATF содержала в своем составе китовый жир (whale oil) как модификатор трения. Конечно, современна наука не стоит на месте, в качестве модификаторов трения в ATF включаются более современные составы. Дополнительно для улучшения противоизносных свойств ATF (которые достаточно низки) используются специальные добавки к маслу такие как — Универсальная добавка INDIGO. После применения добавки, противоизносные, противозадирные свойства ATF улучшаются в разы. Это позволяет увеличить ресурс АКПП в несколько раз, а также устранить небольшие проявления износа коробки, такие как — толчки, рывки, пробуксовка.

 

Три типа трансмиссии: ручная, автоматическая и вариатор

Если вы что-нибудь знаете о трансмиссиях, вы, вероятно, знаете, что существуют разные типы трансмиссии. Вы почти наверняка слышали о механических и автоматических коробках передач. Однако вы, возможно, не слышали о трансмиссиях CVT. При покупке или аренде нового или подержанного автомобиля вы обязательно должны учитывать трансмиссию. Но почему тип трансмиссии лучше для вас? В чем разница между механической и автоматической коробкой передач? И в чем дело с этим загадочным третьим типом передачи?

Механическая коробка передач

Трансмиссия — это часть вашего автомобиля, которая передает мощность, вырабатываемую вашим двигателем, на оси, которые вращают колеса, что заставляет ваш автомобиль двигаться.Как видите, это очень важно. Но не все передачи одинаковы. Есть три основных типа трансмиссии. Оригинальный тип трансмиссии — механическая трансмиссия.

Механическая трансмиссия, также известная как «стандартная трансмиссия» или «рычаг переключения передач», представляет собой тип трансмиссии, в которой используется управляемая водителем муфта для регулирования передачи крутящего момента от двигателя к трансмиссии. Сцепление обычно включается или выключается ножной педалью или ручным рычагом.Поскольку с механической точки зрения они являются простейшими из трех типов трансмиссии, они также часто имеют самый долгий срок службы, потому что меньше ошибок. Они также часто предлагают лучшую экономию топлива, а автомобили с механической коробкой передач обычно немного дешевле. Некоторым водителям даже больше нравится водить их.

Автоматическая коробка передач

Механические коробки передач механически проще, но их сложнее использовать. Многие водители либо не умеют управлять механической коробкой передач, либо не любят лишнюю работу.Для таких водителей лучший вид трансмиссии — автоматическая трансмиссия. Этот тип трансмиссии может автоматически изменять передаточное число по мере движения автомобиля, что означает, что водителю не нужно переключать передачи вручную.

Управлять транспортным средством на низких скоростях обычно легче с автоматической коробкой передач, чем с механической коробкой передач, из-за побочного эффекта конструкции гидравлической муфты без сцепления, называемого «проскальзывание», которое заставляет автомобиль двигаться с включенной ведущей передачей, даже на холостом ходу. Интересный факт: автоматическая коробка передач была изобретена Альфредом Хорнером Манро из Регины, Саскачеван, в 1921 году.

CVT — бесступенчатая трансмиссия

Бесступенчатая трансмиссия (CVT), также известная как бесступенчатая трансмиссия, представляет собой вариант автоматической трансмиссии, которая может плавно переключаться в непрерывном диапазоне эффективных передаточных чисел в отличие от фиксированного числа передаточных чисел. Конструкция вариатора с ременным приводом обеспечивает КПД примерно 88%, что ниже, чем у механической коробки передач, но это может быть компенсировано более низкими производственными затратами и тем, что двигатель может работать на наиболее эффективных оборотах в диапазоне выходных скоростей.

Свяжитесь с нами

Если вы хотите узнать больше о трех типах трансмиссии и о том, что входит в обслуживание, техническое обслуживание и ремонт трансмиссии вашего типа, свяжитесь с нами, и мы расскажем вам все, что вам нужно.

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, включают:

• Планетарные зубчатые передачи, представляющие собой механические системы, обеспечивающие различные передаточные числа переднего и заднего хода.
• Гидравлическая система, которая использует специальную трансмиссионную жидкость, направляемую под давлением масляным насосом через корпус клапана для управления сцеплениями и лентами, чтобы управлять 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 при работающем двигателе.
• Регулятор и модулятор или трос дроссельной заслонки 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 передачи

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 так, чтобы она не могла двигаться. В этом сценарии, когда мы поворачиваем коронную шестерню, планеты будут «ходить» вдоль солнечной шестерни (которая удерживается неподвижно), 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 использования планетарной шестерни — 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 передач, 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 в пяти-, шести- и даже семиступенчатой ​​автоматике, достаточно сложны, чтобы заставить технически проницательного непрофессионала вскружить голову, пытаясь понять поток мощности через трансмиссию при переключении 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 канавки 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, а 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 то, как если бы вентилятор был подключен к стене, и выдувал воздух в другой вентилятор, который отключен от сети.Если вы возьмете 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 коробкой передач.

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 выбирает 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 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 отслеживает 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 из преобразователя в трансмиссию, но не дает жидкости вытекать.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 движущуюся часть, например 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

Автоматическая коробка передач: какие детали?

Ленты 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 нужный момент гидравлическое масло под давлением подается в сервопривод, чтобы натянуть ленту вокруг барабана, чтобы предотвратить вращение барабана. Вернуться к началу

Пакеты сцепления Пакет сцепления состоит из чередующихся дисков, которые помещаются внутри барабана сцепления. Половина дисков стальная и имеет шлицы, которые входят в канавки 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. Вернуться к началу

Электронный блок управления Электронный блок управления, также называемый ЭБУ или компьютером, вычисляет все параметры управления двигателем на основе всех данных сигналов, полученных от различных датчиков, используемых в автомобиле производитель. Устройство реагирует на измеряемые переменные и все входные сигналы датчиков, выполняя расчет в зависимости от заданных параметров для управления и регулировки систем двигателя. Наиболее распространенным ЭБУ в автомобиле является ЭБУ двигателя, но более поздние модели автомобилей могут также иметь ЭБУ управления трансмиссией, торможение с АБС, подушки безопасности, срабатывание ремня безопасности и противобуксовочную систему. Вернуться к началу

Датчик частоты вращения двигателя Подключение к стороне низкого напряжения системы зажигания выдает импульсы, которые используются в качестве сигнала частоты вращения двигателя. Вернуться к началу

Шестерни Шестерни представляют собой круглые колеса с зубьями, обработанными по внешнему диаметру.Обычно они используются для передачи вращающего усилия с одного вала на другой. В основном, шестерня одного размера используется для поворота шестерни другого размера для изменения выходной скорости и крутящего момента (крутящего момента). В автоматических трансмиссиях обычно используются шестерни двух типов: прямозубые и косозубые. Зубья цилиндрической шестерни нарезаны параллельно центральной линии вала шестерни. Их иногда называют прямозубыми шестернями. Цилиндрические шестерни несколько шумят и больше не используются в качестве шестерен главного привода в трансмиссии.Однако их можно использовать для включения задней передачи. Зубья косозубой шестерни обработаны под углом к ​​оси вращения шестерни. В современных трансмиссиях в качестве главных приводных шестерен обычно используются косозубые шестерни. Цилиндрические шестерни работают тише и прочнее, чем прямозубые. Люфт шестерни — это небольшой зазор между зубьями зацепляющейся шестерни. Зазор позволяет смазочному маслу попадать в зону высокого трения между зубьями шестерни. Это снижает трение и износ. Люфт также позволяет шестерням нагреваться и расширяться во время работы без заедания и повреждений. Передаточное число — это число оборотов ведущей шестерни, прежде чем ведомая шестерня сделает один полный оборот. Передаточное число рассчитывается путем деления количества зубьев ведомой шестерни на количество зубьев ведущей шестерни. Например. Если ведущая шестерня имеет 12 зубьев, а ведомая шестерня — 24 зуба (24, разделенные на 12), передаточное число будет два к одному, то есть 2: 1. В этом примере ведущая шестерня должна повернуться два раза, чтобы один раз повернуть другую шестерню.В результате скорость большей ведомой шестерни будет вдвое медленнее ведущей. Однако крутящий момент на валу большей шестерни будет вдвое больше, чем на первичном валу. Передаточные числа коробки передач зависят от производителя. Однако приблизительные передаточные числа в среднем составляют 3: 1 для первой передачи, 2: 1 для второй передачи, 1: 1 для третьей или высокой передачи и 3: 1 для задней передачи. На первой или низкой передаче будет высокое передаточное число. Маленькая шестерня будет приводить в движение большую шестерню. Это снизит выходную скорость, но увеличит выходной крутящий момент.Автомобиль легко разгоняется даже при низких оборотах двигателя и в условиях малой мощности. На высокой передаче трансмиссия часто имеет передаточное число 1: 1. Выходной вал трансмиссии вращается с той же скоростью, что и коленчатый вал двигателя. Умножения (увеличения) крутящего момента не было бы, но машина ехала бы быстрее. Для движения автомобиля с постоянной скоростью по ровной поверхности требуется очень небольшой крутящий момент. Вернуться к началу

Регулятор Регулятор основан на центробежной силе, создаваемой его скоростью вращения.В трансмиссиях с задним приводом регулятор установлен на выходном валу и вращается вместе с валом. В автомобилях с передним приводом регулятор часто имеет собственный вал и обычно приводится в действие шестерней на выходном валу. В обоих случаях регулятор вращается только во время движения автомобиля, чтобы обеспечить давление регулятора, которое напрямую связано со скоростью движения. На изображении изображен регулятор легковесного типа, который используется в одной коробке передач с главной передачей в сборе. Он состоит из вала с шестерней, двух контрольных шариков, первичного грузика и пружины, а также вторичного грузика и пружины. Грузы поворачиваются вверху вала и удерживаются пружинами наружу. Это за счет действия рычага удерживает контрольные шарики на своих местах. Когда транспортное средство движется, центробежная сила, действующая на грузики, создает дополнительную силу для удержания мячей на своих сиденьях. Давление регулятора определяется количеством жидкости, проходящей через шарики. При низких скоростях движения центробежная сила на грузилах не будет очень большой, и давление жидкости будет поднимать шары с посадочных мест.Жидкость будет вытекать из контура регулятора, поэтому будет обеспечено низкое давление регулятора. На более высоких скоростях центробежная сила будет намного больше, и шары будут сильнее прижиматься к своим седлам. Будет истощено меньше жидкости, и давление регулятора повысится. Таким образом, давление регулятора будет увеличиваться с увеличением скорости движения. Только что описанный регулятор является двухступенчатым регулятором; первичный груз тяжелее второстепенного, поэтому первичный груз более чувствителен на низких скоростях. Вернуться к началу

Входной вал Входной вал передает крутящий момент от гидротрансформатора на автоматическую коробку передач. Входной вал автоматической коробки передач или вал турбины соединяет гидротрансформатор с ведущими элементами трансмиссии. Каждый конец входного вала имеет шлицы с наружной резьбой. Эти шлицы входят в шлицы турбины гидротрансформатора и ведущего узла трансмиссии.Входной вал едет на втулках. Трансмиссионная жидкость смазывает вал и втулки. Вернуться к началу

Изолирующий выключатель Выключатель (или блокирующий) на трансмиссии приводится в действие рычагом переключения. Он предотвращает запуск двигателя в любом положении, кроме N или P. При электронном управлении он также сообщает блоку управления положение селектора. Эта информация нужна блоку управления, чтобы знать, требуется ли переключение передач. Вернуться к началу

Обгонная муфта Обгонная муфта (также известная как «обжимная муфта») — 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 переключатель 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, а в Low используется пакет сцепления или лента. Вернуться к началу

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 с фланцем на корпусе 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 направляется к регулятору давления, корпусу клапана и остальным компонентам по мере необходимости. Вернуться к началу

Выходной вал Выходной вал соединяет ведущие компоненты трансмиссии с ведущим валом. Этот вал проходит по той же центральной линии, что и входной вал.Его передний конец почти касается первичного вала. Вернуться к началу

Комплекты планетарных шестерен Базовый комплект планетарных шестерен 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 так, чтобы она не могла двигаться.В этом сценарии, когда мы поворачиваем коронную шестерню, планеты будут «ходить» по солнечной шестерне (которая удерживается в неподвижном состоянии), 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 заблокируем 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 использования планетарной шестерни — 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. Вернуться к началу

Генераторы импульсов Генераторы импульсов, расположенные на трансмиссии, вырабатывают серию слабых электрических сигналов (импульсов), которые связаны со скоростью движения. Они используются для синхронизации переключения на повышенную и пониженную передачу. Существуют разные типы генераторов импульсов, но все они используются для генерации очень небольшого электрического импульса, который может транслироваться и использоваться ЭБУ. На изображении показаны два генератора импульсов, которые расположены в разных местах на передаче. Генератор импульсов A активируется отверстиями во вращающемся тормозном барабане, а генератор импульсов B активируется зубьями шестерни. Каждый раз, когда отверстие или зуб проходит через полюс генератора импульсов, магнитное поле генератора импульсов нарушается, и это индуцирует импульс низкого напряжения в катушке.Импульсы передаются по кабелю в ЭБУ. Вернуться к началу

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 из преобразователя в трансмиссию, но не дает жидкости вытекать.Заднее уплотнение предотвращает утечку жидкости через выходной вал. Уплотнение обычно изготавливается из резины (аналогично резине в щетке стеклоочистителя) и используется для предотвращения утечки масла через движущиеся части, такие как вращающийся вал. В некоторых случаях резинке помогает пружина, которая удерживает резину 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. Вернуться к началу

Соленоиды Соленоиды расположены на корпусе клапана. Это двухпозиционные клапаны, которые либо закрываются для удержания давления, либо открываются, чтобы пропустить поток и сбросить давление. Некоторые соленоиды, например те, которые управляют клапанами переключения передач, срабатывают или включают или выключают. Другие соленоиды используются для регулирования давления и имеют рабочий цикл. Эти импульсы включаются и выключаются, поэтому они могут изменять давление. Количество используемых соленоидов и способ их применения различаются в зависимости от трансмиссии. Вернуться к началу

Датчик температуры Это устройство используется в двигателе и подает сигнал обратно в ЭБУ, чтобы указать температуру двигателя. Устройство имеет внутренний резистор (известный как NTC). По мере увеличения температуры двигателя сопротивление блока уменьшается и постоянно посылает сигнал в ЭБУ. Этот сигнал используется в качестве дополнительного корректирующего значения для подачи топливной форсунки и в некоторых случаях синхронизации (опережения). Вернуться к началу

Дроссельный клапан Это регулирующий клапан, управляемый водителем с помощью педали акселератора. Между рычажным механизмом карбюратора и трансмиссией часто используется кабель, но также используется контроль вакуума. Дроссельная заслонка обеспечивает давление дроссельной заслонки, которое увеличивается с открытием дроссельной заслонки. Давление дроссельной заслонки направлено на клапаны переключения передач, но на противоположный конец давлению регулятора. Давление дроссельной заслонки противодействует давлению регулятора и пытается удерживать передачи в состоянии пониженной передачи. Давление дроссельной заслонки, противодействуя давлению регулятора, вызывает переключение передач (как повышенную, так и понижающую передачу) с разными скоростями. Например, при небольшом открытии дроссельной заслонки, когда давление дроссельной заслонки низкое, переключение на более высокую передачу произойдет раньше; при более широком открытии дроссельной заслонки переключение на более высокую передачу будет отложено. Давление дроссельной заслонки также направляется на первичный регулирующий клапан. это используется для увеличения линейного давления для более широких дроссельных заслонок. Более высокое давление в линии предотвращает проскальзывание ленты и муфты в условиях высокого крутящего момента. Вернуться к началу

Датчик положения дроссельной заслонки Этот блок обычно устанавливается на корпусе дроссельной заслонки и приводится в действие валом дроссельной заслонки. Он контролирует положение холостого хода и полной нагрузки и передает электронный сигнал на электронный блок управления (ЭБУ) в зависимости от того, в каком положении он находится. Он имеет один набор контактов для положения холостого хода и дополнительный набор для полной нагрузки. Этот блок играет важную роль в управлении автоматической коробкой передач, использующей электронное управление. Датчик является одним из основных входов трансмиссии для переключения передачи. Вернуться к началу

Гидротрансформатор В автоматических коробках передач гидротрансформатор заменяет сцепление на автомобилях со стандартным переключением передач. Он нужен для того, чтобы двигатель продолжал работать, когда автомобиль останавливается. Принцип работы гидротрансформатора похож на использование вентилятора, который подключен к стене, и продувки воздуха в другой вентилятор, который отключен от сети.Если вы возьмете 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 — это большое устройство в форме пончика (диаметром от 10 до 15 дюймов), которое 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, прикреплен 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 вращать. 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 догоняет скорость 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. Вернуться к началу

Корпус гидротрансформатора Корпус гидротрансформатора прикручивается болтами к задней части двигателя и закрывает преобразователь крутящего момента.Он может быть изготовлен из алюминия, магния или чугуна. Болты крепления АКПП к задней части корпуса гидротрансформатора. Вернуться к началу

Трансмиссионная жидкость 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.Даже несколько минут работы при отсутствии давления могут быть вредными или даже фатальными для коробки передач. Чтобы поддерживать нормальную рабочую температуру коробки передач, часть жидкости направляется по одной из двух стальных трубок в масляный радиатор автоматической коробки передач, который погружен в антифриз в радиаторе. Жидкость, проходящая через этот охладитель, охлаждается, а затем возвращается в трансмиссию через другую стальную трубку. Типичная трансмиссия имеет в среднем десять литров жидкости между трансмиссией, преобразователем крутящего момента и охлаждающим баком.Фактически, большинство компонентов трансмиссии постоянно находятся в жидкости, включая пакеты и ленты сцепления. Поверхности трения этих деталей предназначены для правильной работы только в том случае, если они погружены в масло. Вернуться к началу

Вакуумный модулятор 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 картера коробки передач и имеет вал, который проходит через картер и прикрепляется к дроссельной заслонке в корпусе клапана. Когда двигатель работает с небольшой нагрузкой или без нагрузки, высокий вакуум воздействует 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. Вернуться к началу

Корпус клапана Корпус клапана является центром управления автоматической трансмиссии. Он 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 ручкой переключения передач и закрывает и открывает различные каналы в зависимости от того, в каком положении находится переключатель передач. Когда вы переводите переключение передач, например, в режим Drive, ручной клапан направляет жидкость к сцеплению. пакет (ы), который активирует 1-ю передачу.он также настраивается для отслеживания скорости автомобиля и положения дроссельной заслонки, чтобы определить оптимальное время и силу для 1-2 переключений. В трансмиссиях с компьютерным управлением у вас также будут электрические соленоиды, которые установлены в корпусе клапана для направления жидкости в соответствующие пакеты или ленты сцепления под управлением компьютера для более точного управления точками переключения передач. Вернуться к началу

Датчик скорости автомобиля Некоторые трансмиссии имеют датчик скорости автомобиля на задней стороне спидометра, а не на коробке передач. Датчик состоит из геркона и вращающегося постоянного магнита. Вращение магнита приводит в действие красный переключатель, который генерирует импульсы, связанные со скоростью движения.

Устройство контроля безопасности для автоматической коробки передач (Патент)

Тацуми Т. Устройство контроля безопасности АКПП . США: Н. П., 1987. Интернет.

Тацуми, Т. Устройство контроля безопасности автоматической коробки передач . Соединенные Штаты.

Тацуми, Т. Вт. «Устройство контроля безопасности автоматической трансмиссии». Соединенные Штаты.

@article {osti_6949964,
title = {Устройство контроля безопасности автоматической коробки передач},
author = {Tatsumi, T},
abstractNote = {Описано устройство управления для автоматической трансмиссии автомобиля, содержащее: средство для создания сигнала скорости, представляющего скорость транспортного средства; средство для создания сигнала нагрузки, представляющего нагрузку транспортного средства; средство для формирования сигнала, представляющего передачу, которая должна быть включена трансмиссией, в ответ на сигнал скорости и сигнал нагрузки; и средство для обнаружения наличия состояния отказа в сигнале скорости и сигнала нагрузки и выработки в ответ на это сигнала, представляющего состояние отказа.Он также содержит средство для определения скорости изменения сигнала скорости и сигнала нагрузки для создания сигнала, представляющего чрезмерную скорость изменения; средство для управления передачей, включенной трансмиссией, в ответ на сигнал, подаваемый на ее вход; и средство указания переключения передачи, принимающее сигнал, представляющий состояние неисправности, сигнал, представляющий чрезмерную скорость переключения, и сигнал, представляющий передачу, которую должна включить трансмиссия. Средство инструктирования переключения передачи содержит средство для подачи сигнала, представляющего передачу, которая должна быть включена трансмиссией, непосредственно на вход средства управления передачей, включенной трансмиссией, когда сигнал, представляющий состояние неисправности, находится в неактивном состоянии.Он включает в себя средство для подачи на вход средства управления шестерней, включенной трансмиссией, первого значения сигнала, представляющего шестерню, включенную трансмиссией, обнаруженную при инициировании активного состояния сигнала, представляющего чрезмерную скорость переключения, когда сигнал, представляющий состояние неисправности, находится в активном состоянии. Это запрещает переключение передачи, включенной трансмиссией, в течение заданного периода времени после появления активного состояния сигнала, представляющего чрезмерную скорость переключения.},
doi = {},
url = {https://www.osti.gov/biblio/6949964}, journal = {},
number =,
объем =,
place = {United States},
год = {1987},
месяц = ​​{1}
}

Система управления блокировкой автоматической коробки передач (Патент)

Хигаши, Х., Яшики, С., Ваки, К., и Кикучи, Т. Блок управления автоматической коробкой передач . США: Н. П., 1987. Интернет.

Хигаши, Х, Яшики, С, Ваки, К, и Кикучи, Т. Система управления блокировкой автоматической коробки передач . Соединенные Штаты.

Хигаши, Х., Яшики, С., Ваки, К., и Кикучи, Т.Вт. «Система блокировки автоматической коробки передач». Соединенные Штаты.

@article {osti_6812406,
title = {Система блокировки автоматической коробки передач},
author = {Хигаши, Х. и Яшики, С. и Ваки, К. и Кикучи, Т.},
abstractNote = {Система управления блокировкой описана для автоматической трансмиссии, включая преобразователь крутящего момента, соединенный с выходной частью двигателя, и механизм передачи мощности, соединенный с выходной частью преобразователя крутящего момента и управляемый для изменения передающей передачи передаточного числа в нем с помощью средства управления передаточным числом в соответствии с командой переключения вверх или вниз, подаваемой последнему.Предусмотрена блокирующая муфта для блокировки выходной части гидротрансформатора с выходной частью двигателя. Система управления блокировкой содержит: средство управления операцией блокировки для выборочного управления муфтой блокировки, чтобы она находилась в рабочем состоянии и в нерабочем состоянии, и для приведения муфты блокировки в нерабочее состояние, когда средство управления передаточным числом выполняет управление с помощью команды переключения вверх или вниз, и средство команды блокировки для предотвращения того, чтобы средство управления операцией блокировки приводило к переходу муфты блокировки в нерабочее состояние, пока не произойдет заданное изменение редукции. в скорости выходной части преобразователя крутящего момента возникает после того, как команда переключения на более высокую передачу поступает в средство управления передаточным числом в состоянии, в котором муфта блокировки работает, чтобы удерживать состояние блокировки.},
doi = {},
url = {https://www.osti.gov/biblio/6812406}, journal = {},
number =,
объем =,
place = {United States},
год = {1987},
месяц = ​​{2}
}

Понимание того, как работает автоматическая коробка передач

Когда речь заходит о внутренней механике наших автомобилей, очень часто используется термин «автомат».Но даже в этом случае немногие водители знают, что на самом деле означает это слово. Большинство современных автомобилей имеют такие функции, как автоматическое торможение и автоматическое обнаружение слепых зон. Однако чаще всего, когда кто-то называет машину автоматической, они говорят о трансмиссии. Это основы этой теперь стандартной функции и то, что вам нужно знать, чтобы понять, как работает автоматическая коробка передач.

ЧТО ТАКОЕ АВТОМАТИЧЕСКАЯ ТРАНСМИССИЯ?

Прежде всего, трансмиссия транспортного средства отвечает за передачу энергии от двигателя к другим жизненно важным частям машины.Колеса, скорость, расход топлива и обороты — это лишь некоторые из функций, которыми управляет трансмиссия. В автомобилях с механической коробкой передач водитель должен активно переключать передачи трансмиссии, чтобы регулировать, сколько энергии отводится на эти различные секции. Однако автоматическая коробка передач выполнит эту задачу самостоятельно, когда вы ускоряетесь или замедляете движение. Это снижает долговременную нагрузку на шестерни и упрощает управление автомобилем в целом.

КОМПОНЕНТЫ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИИ

Но чтобы полностью понять, как работает автоматическая коробка передач, вам нужно больше знать о ее различных компонентах.Поскольку автоматика не требует от водителя каких-либо действий, у нее, естественно, есть несколько дополнительных деталей для получения информации во время вождения. Вот некоторые из устройств, составляющих автоматическую коробку передач, и то, какую работу они выполняют:

ШЕСТЕРНЯ

Как и в механических коробках передач, у автоматики есть шестерни, которые помогают отводить мощность в нужные области. Однако, в отличие от руководств, в этих устройствах используется только одна зубчатая передача, которая немного регулируется для направления энергии. Это делает трансмиссию более компактной и в целом более простой для управления компьютером автомобиля.

ДАТЧИКИ И ГИДРАВЛИКА

Автоматика также оснащена датчиками и гидравлической системой для регулировки шестерен. Датчики определяют, насколько быстро движется транспортное средство, и присоединенная гидравлическая система соответствующим образом регулирует передачи.

ШЕСТЕРЕННЫЙ НАСОС

Когда шестерни находятся в нужном месте, шестеренчатый насос начинает проталкивать трансмиссионную жидкость через них. Это вещество действует как смазка, облегчающая движение шестерен, и как охлаждающая жидкость, предотвращающая перегрев компонентов трансмиссии.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МОМЕНТА

В трансмиссии этого типа также используется преобразователь крутящего момента, чтобы сделать передачу мощности немного более эффективной и защитить двигатель от остановки в случае внезапной остановки автомобиля. Трансмиссионная жидкость также будет проходить через это устройство и действовать как среда, обеспечивающая двигателю дополнительное скольжение. Таким образом, если вам придется резко затормозить или сбросить скорость, это не вызовет такой резкой реакции на двигатель.

Чтобы узнать больше об автомобилях или приобрести новый комплект шин, обратитесь в RNR Tire Express.Наши специалисты любят поговорить о магазине и готовы предоставить вам все необходимое, чтобы лучше понять свой автомобиль. Мы также специализируемся на продаже высококачественных шин в Рок-Хилл, Южная Каролина, и можем гарантировать, что вы всегда найдете то, что вам нужно, среди нашего ассортимента.

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.е. есть первая передача, вторая передача и т. д. Однако в автоматической коробке передач все передаточные числа создаются изобретательным устройством, называемым 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 с помощью длинного карданного вала.В приводе на передние колеса трансмиссия объединена с главной передачей, образуя нечто, называемое «трансмиссией», которое 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 определить, когда переключать — используйте вход 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

Hydraulic System и Pump — обеспечить 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 происходит на третьей передаче.

3. А как насчет передачи заднего хода? Сначала зафиксируйте водило планетарной передачи. 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, коронная шестерня используется в качестве 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 можно использовать 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 солнечной шестерней, 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 второе зубчатое колесо.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 картере 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 при парковке 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, так как 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, то есть 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 губернатора .

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 эти 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 включают 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, когда вы медленно ускоряетесь.

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 с впрессованными 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 питать цепи 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 трансмиссии также играет решающую роль в обеспечении снабжения всех деталей необходимой жидкостью под давлением.