Коробка автомат из чего состоит: Устройство и принцип работы автоматической коробки передач

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.

Диагностика и ремонт МКПП и АКПП

Записаться на СТО

Устройство автоматической коробки передач автомобиля

Расскажем простыми словами про устройство автоматической коробки передач (АКПП) для автомобиля. Как работает и из чего состоит коробка-автомат (детали трансмиссии).

Какие преимущества

Применение автоматической трансмиссии исключает необходимость постоянного пользования переключающим рычагом. Изменение скорости выполняется автоматически, в зависимости от нагрузки двигателя, скорости перемещения авто и желаний водителя. По сравнению с ручной коробкой передач, автоматическая трансмиссия имеет следующие преимущества:

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

Два типа коробки-автомат

Различие заключается в системах управления и контроля за использованием трансмиссии. Для первого типа характерно, что функции управления и контроля выполняются специальным гидравлическим устройством, а во втором типе — электронным устройством. Составные части автоматических трансмиссий обоих типов практически одинаковы.

автоматическая коробка передач переднеприводного автомобиля	автоматическая коробка передач заднеприводного автомобиля

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.

Принцип действия всех автоматов одинаков. Чтобы обеспечить движение и выполнения своих функций, автоматическая трансмиссия должна оснащаться следующими узлами: механизмом выбора режима движения, гидротрансформатором, узлом управления и контроля.

Из чего состоит АКПП

• Гидротрансформатор (1) – соответствует сцеплению в механической коробке, но не требует непосредственного управления со стороны водителя.
• Планетарный ряд (2) — соответствует блоку шестерен в механической коробке передач и служит для изменения передаточного отношения в автоматической трансмиссии при переключении передач.
• Тормозная лента, передний фрикцион, задний фрикцион (3) – компоненты, посредством которых осуществляется переключение передач.
• Устройство управления (4). Этот узел состоит из маслосборника (поддон коробки передач), шестеренчатого насоса и клапанной коробки.

Гидротрансформатор

Служит для передачи крутящего момента от двигателя авто к элементам АКПП. Он установлен в промежуточном кожухе, между двигателем и коробкой передач и выполняет функции обычного сцепления. В процессе работы этот узел, наполненный трансмиссионной жидкостью, несет высокие нагрузки и вращается с 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 неверно мнение, что автомобиль с коробкой «автомат» можно завести принудительно, не используя стартер, а разогнав его. Насос АКПП получает энергию только от двигателя, и если он 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 механической трансмиссии авто, в которой используются параллельные валы и сцепляющиеся между собой шестерни, в автоматических трансмиссиях в подавляющем большинстве используются планетарные передачи.

В корпусе 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 устройств. Управление всеми этими устройствами осуществляется благодаря трансмиссионной жидкости через систему управления и контроля.

Тормозная лента

Устройство, используемое для блокировки элементов планетарного ряда.

Клапанная коробка представляет систему каналов с расположенными 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 отношения в коробке передач.

Как работает автоматическая коробка передач | Искусство мужественности

С возвращением в Gearhead 101 — серию статей об основах работы автомобилей для начинающих автомобилистов.

Если вы следили за Gearhead 101, вы знаете, как работает автомобильный двигатель, как двигатель передает мощность, которую он вырабатывает, через трансмиссию, и как механическая коробка передач функционирует как своего рода распределительный щит между двигателем и трансмиссией. .

Но большинство людей в наши дни (по крайней мере, если вы живете в Соединенных Штатах) водят автомобили с АКПП КПП. Вы когда-нибудь задумывались, как ваш автомобиль может переключаться на соответствующую передачу без каких-либо действий, кроме нажатия на педаль газа или тормоз?

Ну, держись за задницы. Мы собираемся познакомить вас с одним из самых удивительных образцов механической (и гидродинамической) инженерии в истории человечества: автоматической коробкой передач.

(Серьезно, я не преувеличиваю: как только вы поймете, как работают автоматические коробки передач, вы будете поражены тем, что люди смогли придумать эту штуку без компьютеров.)

Время обзора: назначение трансмиссии

Прежде чем мы углубимся во все тонкости работы автоматической трансмиссии, давайте в первую очередь кратко рассмотрим, зачем транспортным средствам нужна трансмиссия — любого типа.

Как обсуждалось в нашем учебнике по работе автомобильного двигателя, двигатель вашего автомобиля создает мощность вращения. Чтобы двигать машину, нам нужно передать эту вращающую силу на колеса. Это то, что делает трансмиссия автомобиля, частью которой является трансмиссия.

Но вот проблема: двигатель может вращаться только с определенной скоростью, чтобы работать эффективно. Если он вращается слишком низко, вы не сможете заставить машину тронуться с места; если он вращается слишком быстро, двигатель может самоуничтожиться.

Нам нужен какой-то способ увеличить мощность, вырабатываемую двигателем, когда это необходимо (начало движения с места, подъем в гору и т. д.), а также уменьшить мощность, передаваемую двигателем, когда это не требуется. необходимо (спуск с горы, очень быстрая скорость, резкое торможение).

Включить передачу.

Коробка передач обеспечивает оптимальную скорость вращения двигателя (ни слишком медленную, ни слишком быструю), одновременно обеспечивая колеса необходимой мощностью, необходимой для движения и остановки автомобиля, независимо от ситуации, в которой вы оказались. Он находится между двигателем и остальной частью трансмиссии и действует как распределительный щит автомобиля.

Ранее мы подробно рассказывали о том, как механические коробки передач достигают этого с помощью передаточных чисел. Соединив шестерни разного размера друг с другом, вы можете увеличить мощность, передаваемую остальной части автомобиля, без существенного изменения скорости вращения двигателя. Если вы еще не поняли идею передаточных чисел, я рекомендую вам посмотреть видео, которое мы включили в прошлый раз, прежде чем двигаться дальше; ничто другое не будет иметь смысла, если вы не поймете эту концепцию.

С механической коробкой передач вы управляете включенными передачами, нажимая сцепление и переключая передачи на место.

В автоматической коробке передач блестящая инженерия определяет, какая передача включена, и вам не нужно делать ни черта, кроме как нажимать на педали газа или тормоза. Это автомобильная магия.

Детали автоматической коробки передач

Итак, к настоящему моменту у вас должно быть общее представление о назначении коробки передач: она обеспечивает оптимальную скорость вращения двигателя (ни слишком медленную, ни слишком быструю), одновременно обеспечивая работу колес. с нужным количеством энергии, чтобы двигаться и останавливать автомобиль, независимо от ситуации.

Давайте посмотрим на детали, которые позволяют это сделать в случае с автоматической коробкой передач:

Картер коробки передач

В картере коробки передач находятся все части коробки передач. Он чем-то похож на колокольчик, поэтому его часто называют «кожухом колокола». Корпус трансмиссии обычно изготавливается из алюминия. Помимо защиты всех движущихся шестерен трансмиссии, кожух колокола на современных автомобилях имеет различные датчики, которые отслеживают входную скорость вращения двигателя и выходную скорость вращения остальной части автомобиля.

Гидротрансформатор

Вы никогда не задумывались, почему вы можете включить двигатель вашего автомобиля, но он не движется вперед? Ну, это потому, что поток мощности от двигателя к трансмиссии отключен. Это отключение позволяет двигателю продолжать работу, даже если остальная часть трансмиссии автомобиля не получает мощности. На механической коробке передач вы отключаете питание от двигателя к трансмиссии, выжимая сцепление.

Но как отключить питание двигателя от остальной части трансмиссии на автоматической коробке передач без сцепления?

Конечно, с гидротрансформатором.

Вот тут и начинается черная магия автоматических коробок передач (до планетарных передач еще даже не добрались).

Гидротрансформатор находится между двигателем и коробкой передач. Это нечто похожее на пончик, которое находится внутри большого отверстия колокола трансмиссии. Он выполняет две основные функции по передаче крутящего момента:

1. Передает мощность от двигателя на первичный вал коробки передач
2. Умножает выходной крутящий момент двигателя

Он выполняет эти две функции благодаря гидравлической мощности, обеспечиваемой трансмиссионной жидкостью внутри вашей коробки передач.

Чтобы понять, как это работает, нам нужно знать, как работают различные части гидротрансформатора.

Детали гидротрансформатора

В большинстве современных автомобилей гидротрансформатор состоит из четырех основных частей: 1) насос, 2) статор, 3) турбина и 4) гидротрансформатор. схватить.

1. Насос (он же рабочее колесо). Насос выглядит как вентилятор. Он имеет множество лопастей, исходящих из его центра. Насос крепится непосредственно к корпусу гидротрансформатора, который, в свою очередь, крепится болтами непосредственно к маховику двигателя. Следовательно, насос вращается с той же скоростью, что и коленчатый вал двигателя. (Вам нужно помнить об этом, когда мы рассмотрим, как работает гидротрансформатор.) Насос «качает» трансмиссионную жидкость наружу от центра к . . .

2. Турбина. Турбина находится внутри корпуса гидротрансформатора. Как и насос, он выглядит как вентилятор. Турбина соединяется непосредственно с входным валом коробки передач. Он не подключен к насосу, поэтому может двигаться с другой скоростью, чем насос. Это важный момент. Это то, что позволяет двигателю вращаться с другой скоростью, чем остальная часть трансмиссии.

Турбина может вращаться благодаря трансмиссионной жидкости, подаваемой насосом. Лопасти турбины сконструированы таким образом, что поступающая на них жидкость перемещается к центру турбины и обратно к насосу.

3. Статор (он же Реактор). Статор находится между насосом и турбиной. Это похоже на лопасть вентилятора или пропеллер самолета (вы видите здесь закономерность?). Статор делает две вещи: 1) более эффективно отправляет трансмиссионную жидкость из турбины обратно в насос и 2) увеличивает крутящий момент, поступающий от двигателя, чтобы помочь машине двигаться, но затем передает меньший крутящий момент, когда машина движется с хорошей скоростью. клип.

Это достигается благодаря умной инженерии. Во-первых, лопасти реактора сконструированы таким образом, что когда трансмиссионная жидкость, выходящая из турбины, попадает на лопасти статора, жидкость отклоняется в том же направлении, что и вращение насоса.

Во-вторых, статор соединен с неподвижным валом трансмиссии через обгонную муфту. Это означает, что статор может двигаться только в одном направлении. Это гарантирует, что жидкость из турбины будет направлена ​​в одном направлении. Статор начнет вращаться только тогда, когда скорость жидкости от турбины достигнет определенного уровня.

Эти два конструктивных элемента статора облегчают работу насоса и создают большее давление жидкости. Это, в свою очередь, создает усиленный крутящий момент на турбине, а поскольку турбина соединена с трансмиссией, больший крутящий момент может передаваться на трансмиссию и остальную часть автомобиля. Фух.

4. Муфта гидротрансформатора. Благодаря тому, как работает гидродинамика, мощность теряется, когда трансмиссионная жидкость проходит от насоса к турбине. Это приводит к тому, что турбина вращается с несколько меньшей скоростью, чем насос. Это не проблема, когда автомобиль начинает движение (на самом деле разница в скорости позволяет турбине передавать больший крутящий момент на трансмиссию), но когда он движется, эта разница приводит к некоторой неэффективности использования энергии.

Чтобы свести на нет эту потерю энергии, большинство современных гидротрансформаторов имеют муфту гидротрансформатора, соединенную с турбиной. Когда автомобиль достигает определенной скорости (обычно 45-50 миль в час), муфта гидротрансформатора включается и заставляет турбину вращаться с той же скоростью, что и насос. Компьютер контролирует, когда муфта гидротрансформатора включена.

Итак, это детали гидротрансформатора.

Давайте соберем все вместе и посмотрим, как будет выглядеть действие гидротрансформатора при переходе от полной остановки к крейсерской скорости:

Вы включаете автомобиль, и он работает на холостом ходу. Насос вращается с той же скоростью, что и двигатель, и направляет трансмиссионную жидкость к турбине, но, поскольку двигатель не вращается очень быстро при полной остановке, турбина не вращается так быстро, поэтому она не может подавать. крутящий момент на трансмиссию.

Вы жмете на газ. Это заставляет двигатель вращаться быстрее, что приводит к более быстрому вращению насоса гидротрансформатора. Поскольку насос вращается быстрее, трансмиссионная жидкость движется от насоса достаточно быстро, чтобы турбина начала вращаться быстрее. Лопасти турбины направляют жидкость к статору. Статор еще не вращается, потому что скорость трансмиссионной жидкости недостаточно высока.

Но из-за конструкции лопастей статора, когда жидкость проходит через них, она отводит жидкость обратно к насосу в том же направлении, в котором вращается насос. Это позволяет насосу перекачивать жидкость обратно в турбину с более высокой скоростью и создает большее давление жидкости. Когда жидкость возвращается к турбине, она делает это с большим крутящим моментом, в результате чего турбина передает больший крутящий момент на трансмиссию. Автомобиль начинает двигаться вперед.

Снова и снова этот цикл продолжается по мере того, как ваша машина набирает скорость. Когда вы достигаете крейсерской скорости, трансмиссионная жидкость достигает давления, при котором лопасти реактора начинают вращаться. При вращении реактора крутящий момент уменьшается. В этот момент вам не нужен большой крутящий момент для движения автомобиля, потому что автомобиль движется с хорошей скоростью. Муфта гидротрансформатора включается и заставляет турбину вращаться с той же скоростью, что и насос и двигатель.

Итак, преобразователь крутящего момента — это то, что позволяет или предотвращает передачу мощности от двигателя к трансмиссии и умножает крутящий момент на трансмиссию, чтобы заставить автомобиль трогаться с мертвой точки. Пришло время взглянуть на части трансмиссии, которые позволяют автомобилю переключаться автоматически.

Планетарные передачи

По мере того, как ваш автомобиль достигает более высоких скоростей, ему требуется меньший крутящий момент, чтобы поддерживать движение автомобиля. Трансмиссии могут увеличивать или уменьшать крутящий момент, передаваемый на колеса автомобиля, благодаря передаточному числу. Чем меньше передаточное число, тем больше крутящий момент передается. Чем выше передаточное число, тем меньше крутящий момент.

На механической коробке передач для изменения передаточных чисел необходимо переключить рычаг переключения передач.

В автоматической коробке передач передаточные числа увеличиваются и уменьшаются автоматически. И это возможно благодаря хитроумной конструкции планетарной передачи.

Планетарная передача состоит из трех компонентов:

1. Солнечная шестерня. Расположен в центре планетарного ряда.
2. Планетарные шестерни и их водила. Три или четыре шестерни меньшего размера, окружающие солнечную шестерню и находящиеся в постоянном зацеплении с солнечной шестерней. Планетарные шестерни (или шестерни) установлены и поддерживаются водилом. Каждая из планетарных шестерен вращается на отдельных валах, соединенных с водилой. Планетарные шестерни не только вращаются, но и вращаются вокруг солнечной шестерни.
3. Зубчатый венец. Зубчатый венец является внешним зубчатым колесом и имеет внутренние зубья. Зубчатый венец окружает остальную часть набора шестерен, и его зубья находятся в постоянном зацеплении с планетарными шестернями.

Одинарный планетарный ряд обеспечивает передачу заднего хода и пять уровней передачи вперед. Все зависит от того, какой из трех компонентов зубчатой ​​передачи движется или остается неподвижным.

Давайте посмотрим на это в действии с различными компонентами, действующими как входная шестерня (шестерня, которая генерирует мощность), выходная шестерня (шестерня, которая получает мощность) или неподвижно.

Солнечная шестерня: входная шестерня / Водило планетарной передачи: выходная шестерня / Кольцевая шестерня: удерживается неподвижно

В этом сценарии солнечная шестерня является входной шестерней. Зубчатый венец не двигается. Когда солнечная шестерня движется, а зубчатый венец удерживается на месте, планетарные шестерни будут вращаться на собственных несущих валах и перемещаться внутри зубчатого венца, но в направлении, противоположном направлению солнечной шестерни. Это заставляет водило вращаться в том же направлении, что и солнечная шестерня. Таким образом, водила становится выходной шестерней.

Эта конфигурация создает низкое передаточное число, что означает, что входная шестерня (в данном случае солнечная шестерня) вращается быстрее, чем выходная шестерня (водило планетарной передачи). Но крутящий момент, создаваемый водилом планетарной передачи, намного больше, чем у солнечной шестерни.

Такая конфигурация используется, когда автомобиль только заводится.

Солнечная шестерня: неподвижна / Водило планетарной передачи: выходная шестерня / Кольцевая шестерня: входная шестерня

он передает мощность на систему передач). Поскольку солнечная шестерня удерживается, вращающиеся планетарные шестерни будут ходить вокруг солнечной шестерни и нести с собой водило планетарной передачи.

Водило планетарной передачи движется в том же направлении, что и зубчатый венец, и является выходной шестерней.

Эта конфигурация создает немного более высокое передаточное число, чем первая конфигурация. Но входная шестерня (коронная шестерня) по-прежнему вращается быстрее, чем выходная шестерня (водило планетарной передачи). Это приводит к тому, что планетарная передача передает больший крутящий момент или мощность на остальную часть трансмиссии. Эта конфигурация, вероятно, будет использоваться, когда ваша машина ускоряется после полной остановки или когда вы едете в гору.

Солнечная шестерня: входная шестерня / Водило планетарной передачи: выходная шестерня / Кольцевая шестерня: входная шестерня

В этом сценарии и солнечная шестерня, и коронная шестерня действуют как входные шестерни. То есть оба вращаются с одинаковой скоростью и в одном направлении. Это приводит к тому, что планетарные шестерни не вращаются на своих отдельных валах. Почему? Если зубчатый венец и солнечная шестерня являются входными элементами, внутренние зубья зубчатого венца будут пытаться вращать планетарные шестерни в одном направлении, в то время как внешние зубья солнечной шестерни будут пытаться вращать их в противоположном направлении. Так они фиксируются на месте. Весь узел (солнечная шестерня, водило планетарной передачи, зубчатый венец) движется вместе с одинаковой скоростью и передает одинаковую мощность. Когда вход и выход передают одинаковый крутящий момент, это называется прямым приводом.

Эта схема будет работать, когда вы едете со скоростью около 45-50 миль в час.

Солнечная шестерня: неподвижна / Водило планетарной передачи: входная шестерня / Кольцевая шестерня: выходная шестерня

система передач. Кольцевая шестерня теперь является выходной шестерней.

При вращении водила планетарные шестерни вынуждены ходить вокруг удерживаемой солнечной шестерни, что приводит в движение зубчатый венец быстрее. Один полный оборот водила планетарной передачи приводит к тому, что зубчатый венец совершает более одного полного оборота в одном и том же направлении. Это высокое передаточное число, обеспечивающее большую выходную скорость, но меньший крутящий момент. Эта схема также известна как «овердрайв».

Вы будете в этой конфигурации, когда едете по автостраде со скоростью 60+ миль в час.

Автоматическая коробка передач обычно имеет более одного планетарного ряда. Они работают вместе, чтобы создать несколько передаточных чисел.

Поскольку шестерни в планетарной системе передач находятся в постоянном зацеплении, переключение передач производится без включения и выключения шестерен, как в механической коробке передач.

Но как автоматическая коробка передач определяет, какие части планетарной системы передач должны работать как входная шестерня, как выходная шестерня или оставаться неподвижными, чтобы мы могли получить эти различные передаточные числа?

С помощью тормозных лент и фрикционов внутри трансмиссии.

Тормозные ленты и муфты

Тормозные ленты изготовлены из металла, футерованного органическим фрикционным материалом. Тормозные ленты могут затягиваться, чтобы удерживать кольцо или солнечную шестерню в неподвижном состоянии, или ослабляться, чтобы позволить им вращаться. Натяжение или ослабление тормозной ленты контролируется гидравлической системой.

Ряд муфт также соединяются с различными частями планетарной системы передач. Сцепления трансмиссии в автоматических коробках передач состоят из нескольких металлических и фрикционных дисков (поэтому их иногда называют «многодисковым сцеплением в сборе»). Когда диски прижимаются друг к другу, это приводит к включению сцепления. Муфта может привести к тому, что часть планетарной передачи станет входной шестерней, или она может стать неподвижной. Это просто зависит от того, как он связан с планетарной передачей. Включается сцепление или нет, определяется комбинацией механической, гидравлической и электрической конструкции. И все это происходит автоматически.

Теперь сложно понять, как различные муфты работают вместе, удерживая и приводя в движение различные компоненты. Слишком сложно, чтобы описать это в тексте. Это лучше всего понять визуально. Я настоятельно рекомендую просмотреть это видео, которое проведет вас через это:

Как работает автоматическая коробка передач

Как вы видите, внутри автоматической коробки передач много движущихся частей. В нем используется сочетание механической, гидравлической и электрической инженерии, чтобы обеспечить плавный переход от полной остановки до крейсерской скорости на шоссе.

Итак, давайте рассмотрим общую картину потока мощности в автоматической коробке передач.

Двигатель подает мощность на насос гидротрансформатора .

Насос передает мощность на турбину гидротрансформатора через трансмиссионную жидкость.

Турбина отправляет трансмиссионную жидкость обратно в насос через статор .

Статор умножает мощность трансмиссионной жидкости, позволяя насосу передавать больше мощности обратно на турбину. Внутри гидротрансформатора создается вихревое силовое вращение.

Турбина соединена с центральным валом, который соединяется с коробкой передач. Когда турбина вращается, вал вращается, передавая мощность на первый планетарный ряд трансмиссии.

В зависимости от того, какая многодисковая муфта или тормозная лента задействована в трансмиссии, мощность от гидротрансформатора будет вызывать солнечную шестерню , водило планетарной передачи или зубчатый венец планетарная система передач, чтобы двигаться или оставаться неподвижным.

В зависимости от того, какие части планетарной системы движутся или нет, определяет передаточное число . Независимо от того, какой у вас механизм планетарной передачи (солнечная шестерня действует как вход, водило планетарной передачи действует как выход, зубчатый венец неподвижен — см. выше), будет определять количество мощности, которую трансмиссия передает на остальную часть трансмиссии.

Так, в общих чертах, работает автоматическая коробка передач. Есть датчики и клапаны, которые регулируют и модифицируют вещи, но в этом суть.

Это то, что легче понять визуально. Очень рекомендую посмотреть следующее видео. Предыстория, которую мы прошли, значительно облегчит понимание:

Что я тебе говорил? Автоматическая коробка передач чертовски хороша.

Теперь, когда вы чувствуете, как машина переключает передачи, пока едете по автостраде, у вас будет хорошее представление о том, что происходит под капотом.

Теги: Автомобили

ПредыдущийСледующий

Автоматическая коробка передач, Урок анатомии

Проще говоря, современная автоматическая коробка передач — это чудо инженерной мысли, объединяющее множество дисциплин, включая физику, гидравлику, электронику и теорию механики. Состоит из сотен движущихся и неподвижных частей, множества датчиков и электромагнитных клапанов, насосов, сцеплений, тормозов, шестерен, залитых гидравлической жидкостью, и одного TCM (модуля управления коробкой передач), «чтобы управлять ими всеми». автоматическую коробку передач может быть сложно понять, но только не для техников, которые с ними работают.

Трансмиссия сама по себе является абсолютно необходимым компонентом, потому что транспортному средству необходимо каким-то образом передавать мощность двигателя на колеса, а также уменьшать эту мощность до уровня, который могут использовать колеса. Если бы двигатель был подключен непосредственно к колесам, минимальная скорость могла бы составлять 700 об/мин, что соответствовало бы более чем 50 милям в час. Нажмите на газ, и шины будут вращаться достаточно быстро, чтобы разогнаться почти до 140 миль в час при 3000 об/мин (рассчитано для шины 225/60R16, имеющей 782 оборота на милю). Конечно, колеса просто бы сгорели у машины, если бы сначала не сломался двигатель.

Понижающая передача внутри трансмиссии снижает обороты до приемлемого уровня. Кроме того, несколько передаточных чисел поддерживают двигатель в наиболее эффективном диапазоне на разных скоростях. Наконец, должен быть какой-то способ отсоединения двигателя от трансмиссии, когда автомобиль стоит. Автоматическая коробка передач делает это практически без участия водителя. Для целей этого обсуждения мы будем говорить в основном о том, как работает традиционная переднеприводная автоматическая коробка передач, но мы также коснемся полноприводной, заднеприводной, последовательной передачи, двойного сцепления, автоматизированной коробки передач. ручные и бесступенчатые типы.

Муфты, шестерни, тормоза и муфты, о боже!

Основные части автоматической коробки передач включают преобразователь крутящего момента, гидравлический насос, планетарные передачи, сцепления и тормоза. Преобразователь крутящего момента передает мощность двигателя на гидравлический насос и первичный вал коробки передач. Планетарные шестерни расположены последовательно друг за другом. TCM использует клапаны для управления сцеплениями и тормозами для выбора и переключения между различными передаточными числами.

От двигателя мощность сначала поступает в преобразователь крутящего момента , гидромуфта, которая приводит в действие гидравлический насос и первичный вал коробки передач. Несколько планетарных передач выстроены в линию для достижения различных передаточных чисел. Их активация контролируется TCM. Когда двигатель работает на холостом ходу, селектор коробки передач находится в положении «D» (Движение), а автомобиль неподвижен, крутящий момент практически не передается на трансмиссию. В этот момент TCM, который может быть встроен в ECM (модуль управления двигателем), дает команду сцеплениям и тормозам выбрать первую передачу. Примените акселератор, и гидротрансформатор повысит давление и поток жидкости до такой степени, что она сможет начать движение.0045 первичный вал коробки передач. В зависимости от трансмиссии выходной вал коробки передач идет к переднему дифференциалу , раздаточной коробке или заднему дифференциалу для окончательного понижения передаточного отношения перед передачей мощности на колеса.

Как он узнает, когда переключаться?

Используя данные датчиков по всей трансмиссии, TCM определяет, когда и как переключаться с одного передаточного числа на другое. При ускорении коробка передач включается на первой передаче. В зависимости от требований водителя и загрузки транспортного средства, автомобиль будет разгоняться на первой передаче до заданной скорости. В этот момент TCM плавно отключает первую передачу и включает вторую. Это достигается путем включения и выключения различных муфт и тормозов на планетарных передачах, направляя мощность двигателя по соответствующему пути передачи. По мере того, как автомобиль продолжает разгоняться, TCM автоматически дает команду на включение и выключение определенных передач.

Во время движения или при включении второй или третьей передачи гидротрансформатор блокируется для прямого соединения с коробкой передач, что улучшает экономию топлива и приемистость коробки передач. Для ускорения, например, во время обгонного маневра, вы нажимаете педаль акселератора, что увеличивает скорость двигателя. В этот момент, чтобы получить большее ускорение, TCM может переключиться на более низкое передаточное число. Как только вы вернетесь к крейсерской скорости, TCM выберет более высокое передаточное число.

Когда автомобиль замедляется, TCM выбирает соответствующее передаточное число для скорости автомобиля и может разблокировать гидротрансформатор. Вы можете почувствовать или не почувствовать какой-либо ответ на передачу, поскольку он в основном свободный, пока вы замедляетесь. Как только автомобиль остановится, трансмиссия снова переключится на первую передачу, выбранную TCM, чтобы помочь вам снова ускориться.

Вариации на тему

Большинство автоматических коробок передач имеют «ручной режим», который может включаться рычагом переключения передач, кнопками или «лепестками». В определенной степени это переопределяет TCM, но TCM не позволит вам превысить скорость двигателя, например, при попытке переключиться на первую передачу на скорости 60 миль в час. Коробки передач с двойным сцеплением немного отличаются тем, что в них используются не планетарные передачи, а валовые передачи, как в механической коробке передач.