Автоматическая коробка передач (АКПП) — устройство и принцип работы. Гидротрансформатор, планетарный редуктор

Как ни странно, но в настоящее время АКПП (автоматическая коробка переключения передач) набирает популярность у автолюбителей и будущих автовладельцев. (Ваш покорный слуга относится к противникам данного вида коробок). Но об этом ниже.

Итак, АКПП…

Основное назначение АКПП — такое же, как и у механики – прием, преобразование, передача и изменения направления крутящего момента. Различаются автоматы по количеству передач, по способу переключения, по типу сцепления и по типу применяемых актуаторов.

Работу АКПП лучше рассмотреть на конкретном примере, а именно на классической трехступенчатой коробке передач с гидравлическими актуаторами (приводами) и гидротрансформатором. Надо отметить, что существуют и преселективные АКПП.

 

В устройство АКПП входит:

1. Гидротрансформатор – механизм, обеспечивающий преобразование, передачу крутящего момента, используя рабочую жидкость. Рабочая жидкость для АКПП обычно, готовое трансмиссионное масло для автоматических коробок передач. Но многие автолюбители используют  жидкость для гидравлических приводов большегрузной техники (веретенку), хотя это и неправильно. Веретенка не предназначена для работы в условиях высокой скорости движения шестерен.
2. Планетарный редуктор – узел, состоящий из «солнечной шестерни», сателлитов, и планетарного водила и коронной шестерни. Планетарка является главным узлом автоматической коробки.
3. Система гидравлического управления – комплекс механизмов, предназначенных для управления планетарным редуктором.

Для того чтобы более полно объяснить принцип работы АКПП начнем с гидротрансформатора.

 

Гидротрансформатор

Гидротрансформатор служит одновременно сцеплением и гидромуфтой для передачи крутящего момента к планетарному механизму.

Представьте себе две крыльчатки с лопастями, расположенными друг напротив друга на минимальном расстоянии и заключенных в одном корпусе.

В нашем случае одна крыльчатка называется насосное колесо, которое соединено жестко с маховиком, вторая крыльчатка называется турбинным колесом и соединено посредством вала с планетарным механизмом. Между лопастными крыльчатками находится рабочая жидкость.

 

Принцип работы гидротрансформатора

 

Во время работы двигателя, при вращении маховика вращается и насосное колесо, его лопасти подхватывают рабочую жидкость и направляют ее на лопасти турбинного колеса, под действием центробежной силы. Соответственно лопасти турбинного колеса приходят в движение, но рабочая жидкость после выполнения работы отлетает от поверхности лопастей и направляется обратно на насосное колесо, тем самым тормозя его. Но не тут то было! Для изменения направления отлетающей рабочей жидкости между колесами располагается реактор, у которого так же имеются лопасти и расположены они под определенным углом.

Получается следующее —  жидкость от турбинного колеса возвращаясь через лопасти реактора ударяет вдогонку лопасти насосного колеса, тем самым увеличивая крутящий момент ДВС, потому что сейчас действуют две силы – двигателя и жидкости. Надо отметить, что при начале движения насосного колеса, реактор стоит неподвижно. Так продолжается до тех пор, пока обороты насосного не сравняются с оборотами турбинного колеса и стоящий неподвижно реактор только будет мешать своими лопастям – притормаживать обратное движение рабочей жидкости. Для исключения этого процесса в реакторе находится муфта свободного хода, которая позволяет реактору крутиться со скоростью крыльчаток, этот момент называется точкой сцепления.

Получается, что при достижении номинальных оборотов двигателя, сила от двигателя передается на планетарный механизм через… жидкость. Другими словами гидротрансформатор АКПП превращается в гидромуфту. Значит, крутящий момент уже передался дальше – на планетарный механизм?

Нет! Для того чтобы передать силу от двигателя, необходимо чтобы сработала муфта привода от ведущего вала. Но все по порядку…

 

Планетарный редуктор

Планетарный редуктор состоит из:

1. планетарных элементов
2. муфт сцепления и тормозов
3. ленточных тормозов

Планетарный элемент представляет собой узел из солнечной шестерни, вокруг которой расположены сателлиты, которые в свою очередь крепятся на планетарное водило. Вокруг сателлитов находится коронная шестерня. Вращаясь, планетарный элемент передает крутящий момент на ведомую шестерню.

Муфта сцепления представляет собой набор дисков и пластин, чередующихся друг с другом. Чем-то муфта АКПП представляет собой сцепление мотоцикла. Пластины муфты вращаются одновременно с ведущим валом, а вот диски соединены с элементом планетарного ряда. Для трехступенчатой коробки планетарных рядов два – первой-второй передачи и второй-третьей. Привод в действие муфты обеспечивается сжатием между собой дисков и пластин, этот работу выполняет поршень. Но поршень не может сам двигаться, в действие он приводится гидравлическим давлением.

Ленточный тормоз выполнен в виде обхватывающей пластины одного из элементов планетарного ряда и приводится в действие гидравлическим актуатором.

Для понятия работы всей коробки разберем работу одного планетарного ряда. Представим себе, что затормозилась солнечная шестерня (в центре), значит, в работе остаются коронная и сателлиты на  планетарном водило. В этом случае скорость вращения водило будет меньше, чем скорость коронной шестерни. Если позволить солнечной шестерне вращаться с сателлитами, а затормозить водило, то коронная шестерня изменит направление вращения (задний ход). Если скорости вращения коронной шестерни, водило и солнечной шестерни, будут одинаковые, планетарный ряд будет вращаться как единое целое, то есть, не преобразовывая крутящий момент (прямая передача). После всех преобразований крутящий момент передается на ведомую шестерню и далее на хвостовик коробки. Надо отметить что мы рассматриваем принцип работы автоматической коробки передач у которой ступени расположены на одной оси, такая коробка предназначена для авто с задним приводом и передним расположением двигателя.

Для переднеприводных авто, размеры коробки должны быть уменьшены, поэтому как и МКПП вводятся несколько ведомых валов.

Таким образом, затормаживая и отпуская один или несколько элементов вращения можно добиться изменения скорости вращения и изменения направления. Всем этим процессом управляет гидравлическая система управления.

 

Гидравлическая система управления

Гидравлическая система управления состоит из масляного насоса, центробежного регулятора, системы клапанов, исполняющих устройств и масляных каналов. Весь процесс управления зависит от скорости вращения двигателя и нагрузки на колеса. При движении с места масляный насос создает такое давление, при котором обеспечивается алгоритм фиксации элементов планетарного ряда так, что бы крутящий момент на выходе был минимальным, это и есть первая передача (как говорилось выше – затормаживается солнечная шестерня в двух ступенях). Далее при росте оборотов, давление увеличивается и в работу входит вторая ступень на уменьшенных оборотах, первая ступень работает в режиме прямой передачи.

Увеличиваем еще обороты двигателя – коробка передач начинает работать вся в режиме прямой передачи.

Как только нагрузка на колеса увеличится, то центробежный регулятор начнет понижать давление от масляного насоса и весь процесс переключения повторится с точностью до наоборот.

При включении пониженных передач на рычаге переключения, выбирается такая комбинация клапанов масляного насоса, при которой включение повышенных передач невозможно.

 

Достоинства и недостатки АКПП

Главным достоинством автоматической коробки передач, конечно, служит комфорт при вождении — дамы просто в восторге! И, бесспорно, с автоматом двигатель не работает в режиме повышенных нагрузок.

Недостатки (и они очевидны) – низкий КПД, полное отсутствие «драйва» при трогании с места, большая цена, а главное – авто с автоматом нельзя завести с «толкача»!

Подводя итоги, скажем, что выбор коробки это дело вкуса и… стиля вождения!

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

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 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, 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.

Устройство автоматической коробки передач АКПП автомобиля

Изобретение автоматической коробки передач стало внушающим шагом к совершенствованию трансмиссии автомобиля. Применение АКПП на легковых автомобилях значительно облегчило управление транспортным средством, и водитель перестал уделять внимание переключению скоростей.

В этой статье мы с вами поговорим о преимуществах автоматической коробки передач АКПП и узнаем устройство автоматической коробки передач АКПП.

Какие преимущества использования АКПП

Преимущество АКПП в том, что водителю не требуется постоянно следить за переключением передач. Включение нужной скорости осуществляется автоматически в зависимости от нагрузки двигателя и скорости движения.

Преимущества автоматической коробки передач:

• Повышенный комфорт управления автомобилем за счет освобождения водителя;
• Автоматическое переключение передач в зависимости от нагрузки двигателя, скорости движения;
• Предохранение от перегрузок двигателя и ходовой части автомобиля;
• Возможность выбора между ручным, и автоматическим переключением передач.

Виды автоматических коробок передач АКПП

Автоматические коробки передач делятся на два вида в зависимости от системы управления и контроля трансмиссии.

1. АКПП с гидравлическим устройством;
2. АКПП с электронным устройством управления;

Еще АКПП могут отличаться по конструктивным особенностям в зависимости от привода автомобиля: передний или задний.

Автоматическая трансмиссия переднеприводных автомобилей оснащена отделением главной передачи — дифференциал.

Принцип работы автоматических коробок передач практически одинаковый и для выполнения своих функций АКПП оснащается гидротрансформатором, механизмом выбора режима движения, узлом управления и контроля.

Схема устройство автоматической коробки передач АКПП

1. Гидротрансформатор – представляет собой сцепление в механической коробке передач, но не требует непосредственного управления водителем, и осуществляет все операции автоматически.
2. Планетарный ряд – блок шестерен, который служит для изменения передаточного отношения при переключении передач.
3. Тормозная лента, передний и задний фрикционы – вспомогательные элементы, благодаря которым осуществляется переключение передач.
4. Устройство управления АКПП – узел, отвечающий за управление, и состоит из поддона АКПП, шестеренчатого насоса и клапанной коробки.
   

Гидротрансформатор предназначен для передачи крутящего момента от двигателя к элементам автоматической коробки передач, сглаживания вибрации двигателя, привода масляного насоса. Масляный насос создает рабочее давление трансмиссионной жидкости в гидротрансформаторе и системе управления и контроля.

Устанавливается в кожухе между двигателем и коробкой передач и выполняет функции сцепления. Гидротрансформатор в процессе работы подвергается высоким нагрузкам, поэтому, чтобы его детали не изнашивались, его наполняют трансмиссионной жидкостью.

Планетарный ряд — в автоматических трансмиссиях используются планетарные передачи. В корпусе АКПП расположены несколько планетарных механизмов, которые обеспечивают требуемые передаточные отношения. Осуществление передачи крутящего момента от двигателя к колесам происходит с помощью фрикционных дисков через планетарные механизмы, дифференциал и другие устройства. Управление устройствами обеспечивается системой управления и контроля благодаря использованию трансмиссионной жидкости.

Тормозная лента – устройство, предназначенное для блокировки элементов планетарного ряда.

Клапанная коробка – система каналов с клапанами и плунжерами, функцией, которой является контроль и управление. Главная функция клапанной коробки состоит в восприятии и преобразовании скорости движения, нагрузки двигателя и степени нажатия педали газа в гидравлические сигналы. Благодаря этим сигналам в работу вступают фрикционные блоки последовательно включаясь и выходя из рабочего состояния, тем самым изменяя передаточное число в автоматической коробке передач АКПП.

1. Что надо знать об автоматической коробке передач

2. Ремонт коробки автомат без снятия

3. Возможные проблемы при установке коробки автомат

Автоматическая коробка переключения передач (АКПП)

Назначение

В недалеком прошлом, когда еще не были так широко распространены вариаторы и «роботы», классическая АКПП была единственной автоматизированной альтернативой «механике». И по сей день эта весьма надежная и довольно распространенная  коробка продолжает исправно переключать передачи за водителей, избавляя их от нажатий на педаль сцепления и переключений рычага коробки передач.

Первая в мире полностью автоматическая коробка передач была выпущена компанией General Motors. Эта трансмиссия с условным названием Hydramatic стала предлагаться с 1940 года в качестве опции сначала на моделях Oldsmobile, а затем на Кадиллаках и Понтиаках. В середине 1960-х годов в США окончательно утвердилась (в том числе законодательно) общепринятая теперь схема включения передач АКПП P-R-N-D-L.

Созданию «автомата» предшествовали независимые разработки трех автогигантов – Ford, General Motors и Chrysler. Система из нескольких зубчатых колес, вращающихся вокруг центральной шестерни (она же планетарная передача, неотъемлемая часть классической автоматической коробки) изначально появилась в трансмиссии первого массового автомобиля — Ford T (выпускался с 1908 по 1927 г). Позже, в 30-х годах, General Motors представил полуавтоматическую трансмиссию, в которой работой планетарной передачи управляла гидравлика. Третий шаг на пути к «автомату»  – внедрение в трансмиссию гидромуфты (позже ее заменили гидротрансформатором) — сделала накануне Второй мировой войны фирма Chrysler.

Устройство и принцип работы

В состав классической автоматической коробки передач входят: гидротрансформатор, несколько планетарных редукторов, соединительные валы, обгонные и фрикционные муфты, а также блок управления. Задача гидротрансформатора в «автомате» сродни сцеплению на «механике» — передавать и плавно регулировать подачу крутящего момента от двигателя к коробке передач. Планетарные редукторы (обычно их два) в автоматической коробке соединены последовательно, чтобы обеспечить «автомату» необходимое число ступеней. Непосредственно переключение передач между ними производится муфтами. Они блокируют между собой один или два элемента планетарных редукторов для передачи крутящего момента к трансмиссии. Слаженную работу муфт обеспечивают гидроцилиндры, которыми руководит электронный блок управления с фиксированными заводскими настройками.

Режим работы автоматической коробки передач водитель выбирает рычагом селектора, устанавливая его в одно из следующих положений: P, R, N, D, L или S.

P (Park) – парковочная блокировка, режим парковки, при котором автомобиль неподвижен длительное время. Выходной вал коробки передач при этом заблокирован, а все элементы управления выключены.

R (Reverse) — задний ход. Не включается до полной остановки автомобиля, на многих современных моделях на режим R устанавливается блокировка. Если селектор коробки передач находится в этом положении, завести машину невозможно (в отличие от режимов Park и Neutral).

N (Neutral)  – режим нейтраль, используется при кратковременной стоянке или буксировке на близкие расстояния. В этом режиме все элементы управления выключены, а выходной вал не заблокирован, то есть машина может спокойно перемещаться.

D (Drive) – основной режим для движения вперед, при котором задействуются все ступени «автомата».

1 или L (Low) – низшая передача, при которой коробка не переключается выше первой ступени. Используется в сложных дорожных условиях, когда требуется движение малым ходом, например, при крутых подъемах в гору или затяжных спусках.

S (Sport) – спортивный режим, в котором «автомат» переключает ступени при более высоких оборотах вращения коленвала двигателя, наиболее близких к пику крутящего момента. Это нужно,  чтобы оптимально использовать мощность мотора и быстрее разгоняться.

2, 3 и 4 – встречающиеся на некоторых моделях режимы, при которых коробка передач не переключается выше второй, третьей или четвертой передачи соответственно. Они оптимальны при движении по горным дорогам или холмистой местности, а также при частых остановках.

У классических автоматов есть еще несколько полезных режимов работы, которые включаются отдельно.

O/D (Overdrive) – режим «автомата», в котором коробка передач переключается на более высокие ступени. При этом двигатель работает преимущественно на низких оборотах, экономя топливо. Обычно режим Overdrive активируется отдельной кнопкой прямо на рычаге селектора или возле него.

W (Winter или Snow) – «зимний» режим работы коробки передач. При его включении (обычно кнопкой возле рычага АКПП) автомобиль начинает движение со второй передачи. Переключения происходят более мягко и плавно на пониженных оборотах, чтобы исключить проскальзывание колес на скользкой дороге.

Kickdown – режим работы, при котором коробка передач позволяет быстро ускориться для обгона. Режим активируется автоматически при нажатии педали газа до упора. При этом «автомат» переключается на одну или две ступени вниз.

Плюсы и минусы

В числе главных плюсов «автомата» — комфортность управления автомобилем. Это особенно актуально в пробках и заторах, где часты остановки, активна работа педалью сцепления и переключение рычага передач. Другое достоинство автоматической коробки передач – в обеспечении более мягкого и щадящего режима эксплуатации двигателя и трансмиссии.

Неоспоримый минус «автомата» в меньшем КПД, чем у «механики». Речь идет о существенных потерях мощности в недрах коробки передач, а также более высоком расходе топлива (в среднем, на 15-20%). Также для некоторых водителей  «старой школы» большим минусом «автомата» является невозможность завести машину «с толкача» или вызволить буксующий автомобиль «враскачку». Кроме того, цена автомобиля с АКПП обычно выше, чем с «механикой».

Особенности эксплуатации

Из-за дороговизны ремонта АКПП автовладельцам полезно знать о некоторых нюансах её эксплуатации, чтобы не допускать возможных поломок.

Например, оставляя автомобиль на подъеме или спуске, рекомендуется воспользоваться стояночным тормозом. Благодаря этому механизм блокировки выходного вала коробки передач прослужит дольше. Чтобы избежать серьезных поломок и незапланированного ремонта «автомата», переключать его в режимы P и R можно только после полной остановки машины.

Есть несколько верных «симптомов», которые подскажут даже неопытному водителю о возможной скорой поломке «автомата». К ним относятся резкие рывки и толчки при переключении, запах гари и непривычный шум или гул, доносящийся из недр коробки передач. При наличии любого из этих признаков лучше сразу обратиться в сервис, чтобы избежать последующей непредвиденной поломки.

Если же АКПП сломалась на дороге и машина не едет, следует немедленно отправить машину в сервис. При этом важно помнить, что многие производители не рекомендуют буксировать автомобиль с АКПП на расстояния более 80 км и на скорости свыше 30 км/ч. Из-за отсутствия смазки, которая подается в «автомат» насосом при работающем двигателе, узлы и детали коробки  могут повредиться от перегрева. На длинные расстояния неисправную машину лучше транспортировать на эвакуаторе. В качестве альтернативы приемлемо неспешное буксирование на нейтрали с работающим двигателем.

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.

Кинематические схемы планетарных механизмов АКПП

Кинематические схемы планетарных механизмов АКПП

    Итак, как уже отмечалось, планетарные механизмы появились на автомобилях в начале ХХ-го столетия. И первым серийно выпускаемым автомобилем с планетарной, но не автоматической, коробкой передач был знаменитый ФОРД-Т. Это была коробка, позволяющая реализовать две передачи переднего хода, одна из которых прямая, и одну передачу заднего хода. Она состоит из двух планетарных рядов (характерной особенностью которых было положительное значение внутреннего передаточного отношения при остановленном водиле) двух ленточных тормозов и одной блокировочной муфты (рис.1). Причем водило для этих двух планетарных рядов является общим элементом, и одновременно ведущим звеном 0.

   

    Рис.1.

    При затяжке тормоза звена 2 коробка работает в редукторном режиме, а при включении тормоза звена 1 реализуется передача заднего хода. Включение блокировочной муфты, установленной между ведущим звеном 0 и ведомым Х приводит к полной блокировки планетарного механизма, что соответствует прямой передачи. Конструкция этой коробки была далеко несовершенной, и, кроме того, наличие двух передач было явно не достаточно, но все равно она долгое время использовалась на автомобилях ФОРД-Т.

    Прежде, чем рассмотреть кинематические схемы построения планетарных механизмов современных АКПП, познакомимся с основными элементами планетарных механизмов. Любой планетарный механизм (рис.2) состоит из ведущего звена (О), ведомого звена (Х), звеньев (1,2, 3,…), планетарных рядов (ПР1, ПР2,…) и трех типов элементов управления: тормозов (Т1, Т2,…), блокировочных муфт (М1, М2,…) и муфт свободного хода (А1, А2,…).

    Как правило, современные АКПП состоят из двух или трех планетарных рядов. Причем, используются в основном планетарные ряды второго класса, т.е. планетарные ряды с отрицательным внутренним передаточным отношением.

    Тормоз предназначен для остановки (блокировки с картером) звеньев планетарного механизма. При включении тормоза какого-либо звена его угловая скорость становится равной нулю, так, например, при включении тормоза Т1 (рис.2) угловая скорость первого звена ω1=0. Тормоз может быть ленточным (Т1), дисковым (Т2) или в качестве тормоза может быть использована муфта свободного хода (А1).

    Блокировочная муфта служит для жесткого соединения (блокировки) любых двух звеньев планетарного механизма. При ее включении угловые скорости звеньев, которые она соединяет, становятся равными. Например, включение муфты М1 (рис.2) приведет к тому, что угловая скорость второго звена станет равной угловой скорости ведущего звена 0. В качестве блокировочных муфт в АКПП используются дисковые муфты (М1) или муфты свободного хода (А2).

   

    Рис.2.

    В теории планетарных механизмов планетарные коробки передач принято классифицировать по числу степеней свободы, которыми они обладают в случае полного выключения всех элементов управления. Коробки бывают:

   
· двухстепенными;
· трехстепенными;
· четырехстепенными и т.д.

    Для включения передачи в случае двухстепенной коробки передач, необходимо воздействовать на один элемент управления. Причем, если это будет блокировочная муфта, то коробка полностью заблокируется, что соответствует прямой передаче. Если коробка передач обладает тремя степенями свободы, то для включения передачи необходимо воздействовать на два элемента управления. При этом одновременное включение двух блокировочных муфт приведет к блокировке коробки передач, т.е. ее передаточное отношение будет равно 1. В случае четырехстепенной коробки передач для включения передачи необходимо воздействие на три элемента управления и т.д.

    Определить количество степеней свободы любой планетарной коробки передач достаточно просто. Для этого можно воспользоваться формулой Чебышева:

    W = n — kмех

   
где W- число степеней свободы;
n – число звеньев, включая ведущее и ведомое;
kмех – число планетарных рядов, входящих в состав планетарной коробки передач.

    Так, например, коробка передач автомобиля ФОРД-Т (рис.1) обладает двумя степенями свободы:

    W=4-2=2,

    а коробка передач, кинематическая схема которой представлена на рисунке 2, обладает тремя степенями свободы:

    W=5-2=3.

    В настоящее время в АКПП используются планетарные механизмы с тремя и четырьмя степенями свободы.

    Долгое время легковые автомобили оснащались трехскоростными автоматическими коробками передач. Причем, как правило, они строились по одной из двух кинематических схем:

   
· схеме Симпсона;
· схеме, в которой используется планетарный ряд со сцепленными сателлитами.

    Схема Симпсона — схема, которая состоит из двух последовательно расположенных планетарных рядов (рис.8). Оба ряда относятся ко второму классу планетарных механизмов, т.е. их внутренние передаточные отношения при остановленном водиле имеют отрицательные значения. Для управления используются две блокировочные муфты, два ленточных тормоза и муфта свободного хода. Особенностью является объединенные в одно звено малые центральные колеса (МЦК) этих двух планетарных рядов. Большое центральное колесо (БЦК) первого планетарного ряда и общие МЦК могут через две блокировочные муфты жестко соединяться с ведущим валом (О). Водило второго планетарного ряда оборудовано тормозом. Ведомое звено (Х) входит в оба планетарных ряда – в первый в качестве водила, а во второй в качестве БЦК. Схема Симпсона позволяет реализовать следующие режимы:

   
· нейтраль;
· две понижающие передач;
· прямую передачу;
· задний ход.

   

    Рис.8.

    В схеме со сцепленными сателлитами (рис.9) два планетарных ряда, также относящихся ко второму классу планетарных рядов, имеют общее водило с тремя парами сцепленных сателлитов. Каждая такая пара состоит из одного короткого и одного длинного сателлита. Каждое из двух независимых малых центральных колес имеют зацепление с одним из двух сцепленных сателлитов. Кроме того, имеется одно БЦК, которое входит в зацепление с длинными сателлитами. Для управления используются две блокировочные муфты, два тормоза и одна обгонная муфта. Схема позволяет реализовать следующие режимы:

   
· нейтраль;
· две понижающие передач;
· прямую передачу;
· задний ход.

   

    Рис.9.

    Необходимость повышения топливной экономичности транспортных средств привело к требованию дополнения трехскоростных АКПП четвертой, повышающей, пе­редачей. Здесь разработчики пошли двумя путями:

   
. стали искать новые кинематические схемы с целью получения четвертой передачи;
· дополнили уже существующие трехскоростные схемы дополнительным, так называемым, повышающим планетарным рядом.

    Причем повышающий планетарный ряд устанавливается как перед основной коробкой передач (рис.10), так и после нее (рис.11).

   

    Рис.10

   

    Рис.11.

    В повышающем планетарном ряду ведущим звеном является водило, а ведомым — большое центральное колесо. Этот ряд, как правило, оборудован блокировочной муфтой, муфтой свободного хода, дублирующей блокировочную муфту, и тормозом малого центрального колеса. На первых трех передачах переключения происходят в основной трехступенчатой коробке передач, а повышающий планетарный ряд заблокирован с помощью муфты свободного хода или блокировочной муфты (рис.10, 11). Для получения повышающей передачи в основной коробке включается третья (прямая) передача, а повышающий планетарный ряд разблокируется и в нем включается тормоз малого центрального колеса, что соответствует формированию повышающей передачи.

    Использование повышающего планетарного ряда приводит к тому, что коробка передач становится четырехстепенной:

    W = n — kмех = 7-3 = 4.

    Поэтому для получения жесткой кинематической связи между ведущим и ведомым звеньями необходимо включить три элемента управления.

    В настоящее время, практически, все фирмы, занимающиеся разработкой автоматических коробок передач, выпускают четырехступенчатые коробки, построенные с помощью двух планетарных рядов. Все эти коробки передач обладают тремя степенями свободы, что несколько упрощает их систему управления. Ниже представлены кинематические схемы четырехскоростных коробок передач основных фирм, занимающихся производством автоматических коробок передач.

    По материалам сайта www.tahoe.ru

Управление АКПП Toyota Camry

В данной автоматической коробке передач имеется система блокировки передач для минимизации неправильной работы

Это означает, что можно выполнять переключение только из положения «Р» при нажатой педали тормоза (если замок зажигания находится в положении «ON» и нажата кнопка разблокировки).

Включенная передача показывается также на панели приборов.

Р: Парковка, запуск двигателя и извлечение ключа.

R: Задний ход.

N: Нейтральное положение.

D: Нормальный режим (с включенным выключателем повышающей передачи).

2: Усиленное торможение двигателем.

L: Максимальное торможение двигателем.

Выключатель повышающей передачи (рис. 2).

Нажатием данного выключателя можно переключаться на третью передачу (выключенное положение повышающей передачи) или на четвертую передачу (включенное положение повышающей передачи).

Для выключения повышающей передачи нажмите выключатель. Индикаторная лампа «O/D OFF» должна включиться.

Для повторного включения повышающей передачи нажмите выключатель еще раз. Индикаторная лампа «O/D OFF» должна погаснуть.

Для повышения топливной экономичности и улучшения плавности движения обязательно включайте повышающую передачу.

Если при включенном выключателе повышающей передачи выключить и запустить двигатель снова, то данный выключатель включается автоматически.

Автомобили с круиз-контролем – при использовании круиз-контроля, даже при понижении передачи, нажатием и отпусканием выключателя повышающей передачи, торможение двигателем не включится, так как не выключен круиз-контроль.

Обычный режим движения

1. Запустите двигатель. Рычаг селектора должен быть в положении «Р» или «N».

2. Нажимая на педаль тормоза, переключите рычаг селектора в положение «D». Если рычаг находится в положении «D», то система автоматической коробки передач выбирает оптимальную передачу для данных условий движения, например: обычный режим, подъем в гору, тяжелая буксировка и т.п.

Для повышения топливной экономичности и улучшения плавности движения обязательно включайте выключатель повышающей передачи.

При низкой температуре охлаждающей жидкости двигателя невозможно переключиться на повышающую передачу даже при включенном повышающем выключателе.

3. Отпустите стояночный тормоз и педаль тормоза. Для плавного начала движения медленно нажимайте педаль акселератора.

Использование торможения двигателем.

Для использования торможения двигателем переключение на понижающую передачу выполняется так, как описано ниже.

– Нажмите выключатель повышающей передачи. Загорится индикаторная лампа «O/D OFF» и включится третья передача.

– Переключите в положение «2». При снижении скорости автомобиля до или ниже следующей скорости включится вторая передача и активируется усиленное торможение двигателем.

Двигатель 1AZ-FE…..93 км/ч.

Двигатель 2AZ-FE…..106 км/ч.

Двигатель 1MZ-FE…..111 км/ч.

– Переключите в положение «L». При снижении скорости автомобиля до или ниже следующей скорости включится первая передача и активируется максимальное торможение двигателем.

Двигатель 1AZ-FE…..46 км/ч.

Двигатель 2AZ-FE…..52 км/ч.

Двигатель 1MZ-FE…..50 км/ч.

Автомобили с круиз-контролем – при использовании круиз-контроля, даже при понижении передачи нажатием и отпусканием выключателя повышающей передачи, торможение двигателем не включится, так как не выключен круиз-контроль.

Будьте осторожны при включении понижающей передачи на скользком покрытии. Резкое переключение может привести к буксованию или заносу.

Использование положений «2» и «L»

Положения «2» и «L» используются для усиленного торможения двигателем, как уже было описано ранее.

При переключении рычага селектора в положение «2» или «L» можно начать движение так же, как и при рычаге в положении «D».

При переключении рычага селектора в положение «2» автомобиль начнет движение с первой передачи и автоматически переключится на вторую передачу.

Если рычаг селектора находится в положении «L», то включается первая передача.

Будьте осторожны, чтобы не давать двигателю слишком большие обороты. Следите за тахометром для удержания числа оборотов двигателя от попадания в красную зону.

Для справки ниже приведены примерные значения максимально допустимой скорости для каждого положения.

Двигатель 1AZ-FE

«2»…..103 км/ч

«L»…..57 км/ч

Двигатель 2AZ-FE

«2»…..115 км/ч

«L»…..64 км/ч

Двигатель 1MZ-FE

«2»…..116 км/ч

«L»…..64 км/ч

Не рекомендуется продолжать движение на длительном подъеме или с буксированием большой массы, когда рычаг селектора находится в положении «2» или «L».

Это может привести к серьезному повреждению автоматической коробки передач вследствие перегрева. В подобных случаях используйте положение «D».

Движение задним ходом.

1. Полностью остановите автомобиль.

2. Нажимая на педаль тормоза, переключите рычаг селектора в положение «R». Запрещается переключаться на передачу заднего хода во время движения автомобиля.

Парковка.

1. Полностью остановите автомобиль.

2. Для надежного включения стояночного тормоза вытяните рычаг стояночного тормоза до упора.

3. Нажимая на педаль тормоза, переключите рычаг селектора в положение «Р».

При движении автомобиля ни в коем случае не пытайтесь переместить рычаг селектора в положение «Р». Это может привести к серьезному механическому повреждению и потере управления автомобилем.

Приемы вождения.

– Во время подъема на пологий склон, при частом переключении на повышающую и понижающую передачу между третьей и повышающей передачей, выключите выключатель повышающей передачи.

После окончания подъема обязательно сразу же включите данный выключатель.

– При буксировке прицепа для сохранения эффективности торможения двигателем не включайте повышающую передачу.

Для удержания автомобиля на подъеме обязательно используйте педаль тормоза или стояночный тормоз. Не пытайтесь удержать автомобиль с помощью педали акселератора, так как это может вызвать перегрев коробки передач.

Если не удается переключить рычаг селектора из положения «Р». Если не удается переключить рычаг селектора из положения «Р» даже при нажатой педали тормоза, используйте кнопку блокировки переключения на повышающую передачу.

Как работает автоматическая коробка передач | Искусство мужественности

Добро пожаловать в Gearhead 101 — серию статей об основах работы автомобилей для новичков в автомобилестроении.

Если вы следили за Gearhead 101, вы знаете, как работает автомобильный двигатель, как двигатель передает генерируемую мощность через трансмиссию и как механическая трансмиссия 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 машины с автоматическими коробками передач .Вы когда-нибудь задумывались, как ваша машина может переключаться на соответствующую передачу, не делая ничего, кроме нажатия на педаль газа или тормоза?

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

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

Время проверки: цель передачи

Прежде чем мы углубимся в тонкости работы автоматической коробки передач, давайте сделаем краткий обзор того, зачем вообще автомобилю нужна трансмиссия любого типа.

Как уже говорилось в нашем учебнике о том, как работает автомобильный двигатель, двигатель вашего транспортного средства создает вращательную силу. Чтобы сдвинуть машину с места, нам нужно передать эту крутящую 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 двигаться с места; если он вращается слишком быстро, двигатель может самоуничтожиться.

Нам нужен способ умножить мощность, производимую двигателем, когда это необходимо (запуск с места, подъем в гору и т. Д.), Но также уменьшить количество мощности, передаваемой от двигателя, когда это не так. необходимо (спуск, очень быстрая езда, нажатие на тормоза).

Введите передачу.

Трансмиссия гарантирует, что ваш двигатель вращается с оптимальной скоростью (ни слишком медленно, ни слишком быстро), одновременно обеспечивая ваши колеса необходимой мощностью, необходимой для движения и остановки автомобиля, в какой бы ситуации вы ни оказались. Он находится между двигателем и остальной трансмиссией и действует как распределительный щиток для автомобиля.

Ранее мы подробно рассказывали о том, как механические трансмиссии достигают этого за счет передаточных чисел.Соединяя друг с другом шестерни разного размера, вы можете увеличить мощность, передаваемую на остальную часть автомобиля, без значительного 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.

В механической коробке передач вы контролируете, какие передачи включаются, нажимая на сцепление и переключая передачи на место.

В автоматической коробке передач блестящие инженеры определяют, какая передача включена, без каких-либо дополнительных действий, кроме как нажать на педаль газа или тормоза. Это автомобильная магия.

Детали автоматической коробки передач

Итак, к настоящему моменту вы должны иметь базовое представление о назначении трансмиссии: она гарантирует, что ваш двигатель вращается с оптимальной скоростью (ни слишком медленно, ни слишком быстро), одновременно обеспечивая ваши колеса необходимой мощностью для движения. и остановите машину в любой ситуации.

Давайте посмотрим на детали, которые позволяют этому случиться в случае автоматической коробки передач:

Корпус трансмиссии

В кожухе трансмиссии находятся все части трансмиссии. Он похож на колокол, поэтому вы часто слышите, что его называют «кожухом колокола». Корпус трансмиссии обычно изготавливается из алюминия. Помимо защиты всех движущихся шестерен трансмиссии, кожух раструба на современных автомобилях имеет различные датчики, которые отслеживают входную скорость вращения от двигателя и выходную скорость вращения до остальной части автомобиля.

Гидротрансформатор

Вы когда-нибудь задумывались, почему вы можете включить двигатель автомобиля, но не дать ему двигаться вперед? Это потому, что поток мощности от двигателя к трансмиссии отключен. Это отключение позволяет двигателю продолжать работать, даже если остальная часть трансмиссии автомобиля не получает никакой мощности. На механической коробке передач вы отключаете питание двигателя от трансмиссии, нажимая на сцепление.

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

Конечно, с гидротрансформатором.

Здесь начинается черная магия автоматических трансмиссий (мы еще даже не дошли до планетарных передач).

Гидротрансформатор находится между двигателем и трансмиссией. Это нечто похожее на пончик, которое находится внутри большого отверстия кожуха трансмиссии. Он выполняет две основные функции с точки зрения передачи крутящего момента:

1. Передает мощность от двигателя на входной вал коробки передач
2. Увеличивает выходной крутящий момент двигателя

Он выполняет эти две функции благодаря гидравлической силе, обеспечиваемой трансмиссионной жидкостью внутри вашей трансмиссии.

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) муфта гидротрансформатора.

1. Насос (он же крыльчатка). Насос похож на вентилятор. У него есть пучок лезвий, расходящихся из его центра. Насос устанавливается непосредственно на корпус гидротрансформатора, который, в свою очередь, прикручивается болтами непосредственно к маховику двигателя.Следовательно, насос вращается с той же скоростью, что и коленчатый вал двигателя. (Вам нужно будет помнить об этом, когда мы рассмотрим, как работает гидротрансформатор.) Насос «качает» трансмиссионную жидкость от центра к центру. . .

2. Турбина. Турбина находится внутри корпуса преобразователя. Как и помпа, похожа на вентилятор. Турбина подключается непосредственно к входному валу трансмиссии. Он не подключен к насосу, поэтому может двигаться со скоростью, отличной от скорости насоса.Это важный момент. Это то, что позволяет двигателю вращаться с другой скоростью, чем остальная часть трансмиссии.

Турбина может вращаться благодаря трансмиссионной жидкости, которая подается из насоса. Лопасти турбины сконструированы таким образом, что жидкость, которую она получает, перемещается к центру турбины и обратно к насосу.

3. Статор (он же Реактор). Статор находится между насосом и турбиной. Похоже на лопасть вентилятора или пропеллер самолета (вы видите здесь узор?).Статор выполняет две функции: 1) более эффективно отправляет трансмиссионную жидкость от турбины обратно к насосу и 2) умножает крутящий момент, исходящий от двигателя, чтобы заставить автомобиль двигаться, но затем передает меньший крутящий момент, когда автомобиль едет на хорошей скорости. клип.

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

Во-вторых, статор соединен с неподвижным валом трансмиссии через одностороннюю 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, и поскольку турбина соединена с трансмиссией, больший крутящий момент может быть передан трансмиссии и остальной части автомобиля.Уф.

4. Муфта гидротрансформатора. Из-за того, как работает гидродинамика, мощность теряется при переходе трансмиссионной жидкости от насоса к турбине. Это приводит к тому, что турбина вращается немного медленнее, чем насос. Это не проблема, когда автомобиль трогается с места (фактически, именно разница скоростей позволяет турбине передавать больший крутящий момент на трансмиссию), но когда она движется, эта разница приводит к некоторой неэффективности энергии.

Чтобы свести на нет эту потерю энергии, большинство современных преобразователей крутящего момента имеют муфту преобразователя крутящего момента, которая соединена 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 включение муфты гидротрансформатора.

Итак, это детали гидротрансформатора.

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

Вы включаете машину, а она работает на холостом ходу.Насос вращается с той же скоростью, что и двигатель, и подает 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 к трансмиссии.

Вы нажимаете 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 быстрее начать вращение турбины.Лопатки турбины направляют жидкость в статор. Статор еще не вращается, потому что скорость трансмиссионной жидкости недостаточно высока.

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

Этот цикл повторяется снова и снова по мере того, как ваша машина набирает скорость. Когда вы достигаете крейсерской скорости, трансмиссионная жидкость достигает давления, которое заставляет лопасти реактора окончательно вращаться. При вращении реактора крутящий момент уменьшается. На этом этапе вам не нужен большой крутящий момент для движения автомобиля, потому что автомобиль движется с хорошей скоростью. Муфта гидротрансформатора входит в зацепление и заставляет турбину вращаться с той же скоростью, что и насос и двигатель.

Хорошо, значит, гидротрансформатор — это то, что позволяет или предотвращает передачу мощности от двигателя на трансмиссию и то, что умножает крутящий момент на трансмиссию, чтобы автомобиль тронулся с места.Пора взглянуть на части трансмиссии, которые позволяют автомобилю переключаться автоматически.

Планетарные передачи

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

На механической коробке передач необходимо переместить рычаг переключения передач, чтобы изменить передаточное число.

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

Планетарный редуктор состоит из трех компонентов:

1. Солнечная шестерня. Находится в центре планетарной передачи.
2. Планетарные шестерни / шестерни и их водило. Три или четыре шестерни меньшего размера, которые окружают солнечную шестерню и находятся в постоянном зацеплении с солнечной шестерней. Планетарные шестерни (или шестерни) установлены и поддерживаются водилом.Каждая из планетарных шестерен вращается на своих отдельных валах, которые соединены с водилом. Планетарные шестерни не только вращаются, но и вращаются вокруг солнечной шестерни.
3. Зубчатый венец. Кольцевая шестерня является внешней шестерней и имеет внутренние зубья. Кольцевая шестерня окружает остальную часть зубчатой ​​передачи, а ее зубья находятся в постоянном зацеплении с планетарными шестернями.

Один планетарный ряд может обеспечивать задний ход и пять уровней переднего хода. Все зависит от того, какой из трех компонентов зубчатой ​​передачи движется или удерживается неподвижно.

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

Солнечная шестерня: входная шестерня / планетарная передача: ведомая шестерня / коронная шестерня: неподвижно

В этом сценарии солнечная шестерня является входной шестерней. Кольцевая шестерня не двигается. Когда солнечная шестерня движется, а кольцевая шестерня удерживается на месте, планетарные шестерни будут вращаться на собственных валах водила и ходить вокруг внутренней части коронной шестерни, но в направлении, противоположном солнечной шестерне.Это заставляет водило вращаться в том же направлении, что и солнечная шестерня. Таким образом, водило 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 обеспечивает солнечная шестерня.

Такая конфигурация будет использоваться, когда автомобиль только начинает движение.

Солнечная шестерня: неподвижна / Планетарная передача: ведомая шестерня / Кольцевая шестерня: входная шестерня

В этом сценарии солнечная шестерня остается неподвижной, но коронная шестерня становится входной шестерней (то есть передает мощность в систему шестерен).Поскольку солнечная шестерня удерживается, вращающиеся планетарные шестерни будут ходить вокруг солнечной шестерни и нести водило планетарной передачи с собой.

Водило планетарной передачи движется в том же направлении, что и коронная шестерня, 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 ведомая шестерня (водило планетарной передачи). Это приводит к тому, что планетарный редуктор передает больший крутящий момент или мощность остальной трансмиссии.Эта конфигурация, скорее всего, будет использоваться, когда ваш автомобиль ускоряется с полной остановки или когда вы едете в гору.

Солнечная шестерня: входная шестерня / Планетарная передача: ведомая шестерня / Кольцевая шестерня: входная шестерня

В этом сценарии 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 отдельных валах. Почему? Если коронная шестерня и солнечная шестерня являются входными элементами, внутренние зубья коронной шестерни 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 встали на место. Весь блок (солнечная шестерня, водило планетарной передачи, коронная шестерня) движется вместе с одинаковой скоростью, и они передают одинаковое количество энергии. Когда вход и выход передают одинаковый крутящий момент, это называется прямым приводом.

Эта схема будет полезна, когда вы путешествуете со скоростью 45–50 миль в час.

Солнечная шестерня: неподвижна / Планетарная передача: входная шестерня / Кольцевая шестерня: выходная шестерня

В этом сценарии солнечная шестерня остается неподвижной, а водило планетарной передачи становится входной шестерней, которая передает мощность на зубчатую передачу.Кольцевая шестерня теперь является выходной шестерней.

При вращении водила планетарной передачи планетарные шестерни вынуждены обходить удерживаемую солнечную шестерню, что приводит в движение коронную шестерню быстрее. Один полный оборот водила планетарной передачи заставляет коронную шестерню совершать более одного полного оборота в одном и том же направлении. Это высокое передаточное число, обеспечивающее большую выходную скорость, но меньший крутящий момент. Такое расположение также известно как «овердрайв».

В этой конфигурации вы будете двигаться по автостраде со скоростью более 60 миль в час.

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

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

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

С помощью тормозных лент и муфт внутри трансмиссии.

Ленты тормозные и сцепления

Ленты тормозные изготовлены из металла, покрытого фрикционным органическим материалом. Тормозные ленты можно затянуть, чтобы удерживать кольцо или солнечную шестерню в неподвижном состоянии, или ослабить, чтобы они могли вращаться. Затягивание или ослабление тормозной ленты контролируется гидравлической системой.

Несколько муфт также подключаются к различным частям планетарной зубчатой ​​передачи. Муфты трансмиссии в автоматических трансмиссиях состоят из нескольких металлических и фрикционных дисков (поэтому их иногда называют «многодисковыми муфтами в сборе»).Когда диски прижимаются друг к другу, сцепление включается. Сцепление может привести к тому, что деталь планетарной передачи станет ведущей шестерней или станет неподвижной. Это просто зависит от того, как он связан с планетарной передачей. Включение или отключение сцепления зависит от сочетания механической, гидравлической и электрической конструкции. И все это происходит автоматически.

Теперь тонкости того, как различные муфты работают вместе, чтобы удерживать и приводить в действие различные компоненты, довольно сложны.Слишком сложно описать это в тексте. Лучше всего это понять визуально. Я настоятельно рекомендую посмотреть это видео, которое проведет вас через это:

Как работает автоматическая коробка передач

Как видите, внутри АКПП много движущихся частей. В нем используется сочетание механики, жидкости и электротехники, чтобы обеспечить плавный переход от полной остановки до крейсерской скорости по шоссе.

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

Двигатель передает 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 вращение.

Турбина соединена с центральным валом, который соединяется с трансмиссией.Когда турбина вращается, вал вращается, передавая мощность на первую планетарную передачу 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 кольцевую шестерню планетарная зубчатая передача, чтобы двигаться или оставаться в неподвижном состоянии.

В зависимости от того, какие части планетарной системы движутся или нет, определяется передаточное число .Независимо от того, какой у вас планетарный редуктор (солнечная шестерня в качестве входной, водило планетарной передачи в качестве выходного, кольцевая шестерня в неподвижном состоянии — см. Выше), будет определяться количество мощности, передаваемой трансмиссией на остальную часть привода.

Так в общих чертах работает автоматическая коробка передач. Есть датчики и клапаны, которые регулируют и изменяют вещи, но это основная суть.

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

Что я тебе сказал? Автоматическая коробка передач чертовски хороша.

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

Как работают автоматические коробки передач | Как устроен автомобиль

Самый современный автоматические коробки передач иметь набор шестерни называется планетарной или планетарной зубчатой ​​передачей.

А планетарная передача набор состоит из центральной шестерни, называемой солнечная шестерня , внешнее кольцо с внутренняя шестерня зубы (также известные как фиброзное кольцо или кольцевая шестерня ), и две или три шестерни, известные как планетарные шестерни, которые вращаются между солнечной и коронной шестернями.

привод связан с механизмом, известным как гидротрансформатор , который действует как гидравлический привод между двигатель а также коробка передач .

Если солнечная шестерня заблокирована и планеты двигаются планета-носитель , выходной сигнал снимается с зубчатого венца, обеспечивая увеличение скорости.

Если коронная шестерня заблокирована, а солнечная шестерня приводится в движение, планетарные шестерни передают привод через водило планетарной передачи, и скорость уменьшается.

При подаче мощности на солнечную шестерню и заблокированном водиле планетарной передачи коронная шестерня приводится в движение, но передает движение задним ходом.

Для достижения прямой привод без изменения скорости или направления вращения солнце прикрепляется к зубчатому венцу, и весь блок вращается как одно целое.

А крутящий момент преобразователь представляет собой гидравлическую муфту, которая действует как схватить , за исключением того, что поездка проходит мимо гидравлический давление .

Преобразователь состоит из трех основных компонентов: крыльчатка , прикрученный к маховик ; турбина, соединенная с коробкой передач Входной вал ; и центральный реактор между ними, который имеет одностороннюю муфту, называемую обгонной муфтой.

Как двигатель скорость увеличивается, центробежная сила воздействуя на гидравлическую жидкость через лопасти рабочего колеса, крутящий момент или крутящее усилие передается на турбину.

Центральный реактор преобразует это вращающее усилие, перенаправляя поток жидкости обратно к крыльчатке, чтобы обеспечить более высокий крутящий момент на низких скоростях.

Как только двигатель набирает обороты и развивает большую мощность, потребность в усилении крутящего момента уменьшается, и реактор начинает вращаться на холостом ходу. В этом случае преобразователь крутящего момента действует как гидравлический маховик, соединяющий двигатель с коробкой передач.

На схеме показаны основные компоненты гидротрансформатора — крыльчатка, реактор (или статор ) и турбина.

На меньших диаграммах показано направление движения гидравлической жидкости под центробежным силы .

Такого же эффекта можно добиться, заблокировав планетарные шестерни на водиле планетарной передачи.

Большинство автоматических коробок передач имеют три скорости движения вперед и используют два набора планетарных передач.

Последовательности блокировки планетарной зубчатой ​​передачи достигаются за счет воздействия гидравлического давления. тормозить группы или многодисковые муфты.

Ремни стянуты вокруг зубчатого венца, чтобы предотвратить его вращение, а муфты используются для блокировки солнечной шестерни и планет.

Правильная последовательность нарастания и сброса давления контролируется сложной компоновкой гидравлических клапаны в сочетании с датчики которые реагируют на нагрузку двигателя, скорость движения и открытие дроссельной заслонки.

Механизм, связанный с дроссельной заслонкой, известный как кикдаун, используется для переключения вниз для быстрого ускорения. Когда вы нажимаете ускоритель внезапно в полной мере пониженная передача включается почти мгновенно.

Большинство автоматических коробок передач имеют систему коррекции, позволяющую водителю при необходимости удерживать низкую передачу.

8 частей автоматической коробки передач (и то, что каждая из них выполняет)

Последнее обновление: 11 мая 2021 г.

Трансмиссия, за исключением двигателя, является наиболее сложной частью вашего автомобиля.Но автоматическая коробка передач не привлекает и половины внимания двигателя, и это досадно, потому что трансмиссия вашего автомобиля — это произведение искусства, которое является фантастическим нововведением, когда все работает правильно.

Ищете хорошее онлайн-руководство по ремонту? Щелкните здесь, чтобы увидеть 5 лучших вариантов.

Но что составляет этот шедевр, и как каждая часть работает вместе в этой механической симфонии? Продолжайте читать, чтобы узнать обо всех важных частях автоматической коробки передач и о том, что они делают.

См. Также: 7 признаков неисправности трансмиссии

Компоненты автоматической трансмиссии

Все части автоматической трансмиссии составляют большое количество компонентов. Тем не менее, каждая автоматическая коробка передач имеет эти восемь основных частей, и все они являются неотъемлемой частью правильной работы вашей коробки передач.

Но вам нужно знать больше, чем просто названия деталей, чтобы знать, как они приводят в движение ваш автомобиль.

# 1 — Гидротрансформатор

В автоматических коробках передач нет сцепления; вместо этого у них есть преобразователь крутящего момента.Он заменяет сцепление и выполняет ту же функцию. Ваша трансмиссия не может переключать передачи, пока она подключена к двигателю; в противном случае сломались бы шестерни. Вот почему, если вы подозреваете, что у вас неисправный преобразователь крутящего момента, вам необходимо немедленно решить эту проблему.

Гидротрансформатор позволяет двигателю продолжать работать при отключении от коробки передач — это эквивалент отключения трансмиссии для переключения передач путем нажатия на сцепление на механической коробке передач.

Самое безумное в преобразователях крутящего момента заключается в том, что они не соединяют двигатель с трансмиссией с помощью физического соединения гаек, болтов или шестерен. Вместо этого все происходит через трансмиссионную жидкость.

Хотя внутренняя работа гидротрансформатора может быть немного сложной, это очень похоже на то, как вы можете включить вентилятор, направив на него другой вентилятор. Отключите первый вентилятор, и вы легко сможете остановить второй, не повредив себя.

# 2 — Масляный насос

Масляный насос в автоматической коробке передач работает так же, как и любой другой масляный насос.Он подает трансмиссионную жидкость от поддона трансмиссии к корпусу клапана, который направляет ее по мере необходимости ко всем различным компонентам трансмиссии.

Это не слишком сложный компонент, но он является неотъемлемой частью системы и одним из немногих компонентов трансмиссии, которые иногда выходят из строя.

# 3 — Планетарный редуктор

В отличие от механической коробки передач, которая имеет набор из нескольких шестерен, составляющих коробку передач, автоматическая коробка передач имеет один или несколько (обычно более) планетарных наборов передач.

Планетарные передачи имеют три набора шестерен. Главная передача — это солнечная шестерня, она находится в центре водила планетарной передачи. Второй комплект — планетарные шестерни. Обычно таких шестерен три или больше, а зацепление между солнечной шестерней и коронной шестерней.

См. Также: Прямые зубчатые колеса и косозубые зубчатые колеса

Кольцевая шестерня окружает все планетарные шестерни одним кольцом, соединяя всю систему и сводя ее вместе. Система работает, блокируя одновременно две из трех передач.Поскольку каждый набор шестерен разного размера, это дает вам множество передаточных чисел, просто блокируя другие шестерни на месте.

Это невероятно эффективная система, которая позволяет трансмиссии использовать различные варианты передач без настройки, которую использует механическая трансмиссия.

Связано: Общие симптомы перегоревшей трансмиссии

# 4 — Пакеты сцепления

В механической коробке передач вы вручную выбираете передачу, которую хотите включить, автоматическая коробка передач немного сложнее.Вместо ручного переключателя, чтобы получить желаемое передаточное число, ваша трансмиссия использует блок сцепления.

Пакет сцепления состоит из нескольких пластин, сжатых вместе — когда корпус клапана передает давление масла на пакет сцепления, он блокирует определенное количество пакетов сцепления вместе, обеспечивая желаемое передаточное отношение. Разное давление масла задействует разное количество дисков, что дает вашей ступице другое передаточное число.

# 5 — Выходной вал

После того, как ваша трансмиссия завершила всю свою внутреннюю магию, она подает мощность на карданный вал, который, в свою очередь, подает питание на ступицы.Но выходной вал вашей трансмиссии — это то, что приводит в движение ведущий вал.

Обычно это не самый сложный компонент. На одном конце у вас есть шестерня, которая соединяется с трансмиссией, а на другом конце у вас есть шлицевой вал, который соединяется с карданным валом через универсальный шарнир вилочного типа.

# 6 — Тормозная лента

Тормозные ленты служат одной цели — временно удерживать планетарные передачи. Они позволяют скорости вращения двигателя соответствовать передаточному числу перед отпусканием, что обеспечивает более плавное переключение.

Тормозные ленты работают так же, как барабанные тормоза, когда поршень сжимает ленту вокруг барабана. Чем сильнее толкает поршень, тем больше тормозного усилия.

# 7 — Масляный поддон

Так же, как у вашего двигателя есть масляный поддон внизу, и ваша коробка передач. Он делает именно то, что вы думаете; он удерживает излишки трансмиссионной жидкости (масла), из которых масляный насос может вытягивать при необходимости. Обычно к нему прикреплен фильтр трансмиссионной жидкости, внутри или снаружи.

Это один из основных компонентов вашей трансмиссии, но он также является одним из компонентов, которые, скорее всего, потребуют ремонта. Прокладки вокруг масляного поддона часто протекают через трансмиссионную жидкость, и их необходимо заменить.

# 8 — Корпус клапана

В вашем двигателе есть ЭБУ, а в вашей автоматической коробке передач — корпус клапана. Этот компонент направляет все давление от масляного насоса ко всем компонентам трансмиссии для достижения желаемых результатов.

От гидротрансформатора до пакетов сцепления ничто не получает трансмиссионную жидкость, если корпус клапана не сообщает ему, куда идти.

В автоматической коробке передач она контролируется датчиками, которые работают напрямую с модулем управления трансмиссией (TCM), чтобы контролировать, куда направляются все жидкости. Это сложный компонент, но он самый важный в вашей передаче.

См. Также: ECU vs ECM vs PCM vs TCM

Как работает автоматическая коробка передач

ZF 8-ступенчатая автоматическая коробка передач

То, что у вас есть базовое понимание всех частей автоматической коробки передач, не означает, что вы знать, как это работает от начала до конца.Это совершенно нормально.

Коробки передач — сложные и технические компоненты, если только кто-то не познакомил вас с их внутренними механизмами; трудно собрать все воедино. Как только вы заводите машину, ваша трансмиссия начинает работать.

Первое, что происходит, это то, что ваш гидроблок получает сигнал от TCM, сообщающий ему, что он хочет двигаться — и на первой передаче. Затем корпус клапана направляет необходимое количество трансмиссионной жидкости к гидротрансформатору и блокам сцепления, чтобы привести все в движение.

См. Также: Код P0700 (Неисправность управления трансмиссией)

Конечно, для этого ваш масляный насос должен включиться, забирая жидкость из масляного поддона трансмиссии и подталкивая ее к корпусу клапана, который направляет ее на необходимые компоненты. Затем ваша планетарная передача блокирует коронную шестерню 1-й передачи и приводит все в движение, передавая мощность на выходной вал.

На данный момент ваша трансмиссия не использует тормозную ленту. К нему нельзя привыкнуть, пока вы не перейдете на 1-ю передачу, и он не пытается переключаться как можно более плавно.Когда он собирается переключать передачи, ваш корпус клапана направляет жидкость от гидротрансформатора, позволяя вашей трансмиссии включать правильную планетарную передачу без тонны силы, вызывающей сбои.

Если необходимо, тормозная лента сработает, когда гидротрансформатор снова войдет в зацепление, что позволит всему плавно набрать скорость. Это работает так же, как ваша трансмиссия переключается на более низкую передачу; корпус клапана просто посылает другой сигнал.

Вот хорошее видео, показывающее, как работает автоматическая трансмиссия автомобиля:

Как работает автоматическая трансмиссия?

Согласно Meineke, в большинстве автомобилей используется автоматическая трансмиссия, называемая гидравлической планетарной автоматической трансмиссией, которая также используется в увеличенной версии в некотором промышленном и коммерческом оборудовании и большегрузных транспортных средствах.Фрикционная муфта заменена гидравлической муфтой, и система определяет набор диапазонов передач в зависимости от потребностей автомобиля. Когда вы ставите автомобиль на стоянку, все передачи блокируются, чтобы предотвратить скатывание автомобиля вперед или назад.

Менее распространенным вариантом является автоматическая механическая коробка передач (AMT). Эта модель, которую иногда называют полуавтоматической трансмиссией, объединяет сцепления и шестерни механической трансмиссии с набором исполнительных механизмов, датчиков, процессоров и пневматики. AMT работают как автоматические трансмиссии, обеспечивая при этом преимущества механической коробки передач по доступной цене и экономии топлива.С этим типом трансмиссии водитель может вручную переключать передачи или выбирать автоматическое переключение. В любом случае ему или ей не нужно использовать сцепление, которое приводится в действие гидравлической системой.

История автоматической трансмиссии

General Motors и REO выпустили полуавтоматические трансмиссии для транспортных средств в 1934 году. Эти модели создавали меньше проблем, чем традиционная механическая трансмиссия, но все же требовали использования сцепления для переключения передач. Коробка передач GM была первой в своем роде, в которой использовалась планетарная коробка передач с гидравлическим управлением, позволяющая переключать передачи в зависимости от скорости движения автомобиля.

Планетарная трансмиссия была одним из важнейших достижений на пути к современной автоматической трансмиссии. Хотя GM была первой, кто использовал версию с гидравлическим управлением, эта технология фактически восходит к изобретению Уилсона-Пилчера в 1900 году. Это нововведение состояло из четырех передач переднего хода на двух поездах, которые можно было переключать одним рычагом.

Работа автоматической коробки передач

Наиболее распространенный тип автоматической трансмиссии использует гидравлическую энергию для переключения передач.Согласно How Stuff Works, это устройство сочетает в себе преобразователь крутящего момента или гидравлической муфты с зубчатыми передачами, которые обеспечивают желаемый диапазон передач для транспортного средства. Гидротрансформатор соединяет двигатель с трансмиссией и использует жидкость под давлением для передачи мощности на шестерни. Это устройство заменяет ручное фрикционное сцепление и позволяет автомобилю полностью останавливаться без остановки.

Информация от Art of Manliness описывает работу автоматической коробки передач. Когда двигатель передает мощность на насос преобразователя крутящего момента, насос преобразует эту мощность в трансмиссионную жидкость, которая приводит в действие турбину преобразователя крутящего момента.Это устройство увеличивает мощность жидкости и передает еще большую мощность обратно на турбину, что создает вихревое вращение, которое вращает турбину и прикрепленный к ней центральный вал. Мощность, создаваемая этим вращением, затем передается от вала к первой планетарной передаче трансмиссии.

Этот тип трансмиссии имеет так называемое гидравлическое управление. Трансмиссионная жидкость нагнетается масляным насосом, который позволяет изменять скорость в зависимости от скорости автомобиля, оборотов шин в минуту и ​​других факторов.Шестеренчатый насос расположен между планетарной передачей и гидротрансформатором, где он вытягивает трансмиссионную жидкость из картера и повышает ее давление. Вход насоса ведет непосредственно к корпусу преобразователя крутящего момента, прикрепленному к гибкой пластине двигателя. Когда двигатель не работает, трансмиссия не имеет давления масла, необходимого для работы, и, следовательно, автомобиль не может быть запущен толчком.

Планетарный редуктор — это механическая система, в которой шестерни соединены с помощью набора лент и муфт.Когда водитель переключает передачу, ленты удерживают одну передачу неподвижно, вращая другую, чтобы передавать крутящий момент от двигателя и увеличивать или уменьшать передачи.

Различные шестерни иногда называют солнечной шестерней, коронной шестерней и планетарной шестерней. Расположение шестерен определяет, сколько мощности будет передаваться от одной передачи к другой и передаваться на трансмиссию транспортного средства при переключении передач.

Шестерни автоматической коробки передач

Шестерни автоматической коробки передач включают следующее:

• Согласно «Как работает автомобиль», когда вы переключаете свой автомобиль на движение, вы включаете все доступные передаточные числа передних передач.Это означает, что трансмиссия может переключаться между полным диапазоном передач по мере необходимости. Шестиступенчатые автоматические коробки передач — это наиболее распространенное количество передач, но старые автомобили и компактные автомобили начального уровня могут по-прежнему иметь четыре или пять автоматических передач.
• Третья передача либо блокирует трансмиссию на третьей передаче, либо ограничивает ее передаточными числами первой, второй и третьей передач. Это обеспечивает мощность и тягу, необходимые для подъема или спуска, а также для буксировки лодки, дома на колесах или прицепа. Когда двигатель достигает заданного уровня оборотов в минуту (об / мин), большинство транспортных средств автоматически переключает третью передачу, чтобы двигатель не повредился.
• Вторая передача либо блокирует трансмиссию на второй передаче, либо ограничивает ее передаточными числами первой и второй передач. Эта передача идеально подходит для подъемов и спусков на скользкой дороге, а также для езды на льду, снегу и в других ненастных погодных условиях.
• Первая передача используется, когда вы хотите заблокировать трансмиссию на первой передаче, хотя некоторые автомобили автоматически выключают эту передачу для защиты двигателя при определенных оборотах. Как и вторую и третью передачи, эту передачу лучше всего использовать для буксировки, движения в гору или под гору, а также при движении по скользкой или обледенелой дороге.

Преимущества автоматической трансмиссии

Согласно How Stuff Works, самым большим преимуществом автоматической трансмиссии является способность двигаться без сцепления, как это требуется для механической трансмиссии. Люди с различными формами инвалидности могут управлять автомобилем с помощью автоматического привода, поскольку для этого требуются только две пригодные для использования конечности.

Отсутствие сцепления также избавляет от необходимости уделять внимание ручному переключению передач и контролю тахометра, чтобы сделать необходимые переключения, что дает вам больше внимания, чтобы сосредоточиться на задаче вождения.

Многим водителям легче управлять автоматической коробкой передач на низких скоростях, чем механической коробкой передач. Гидравлическая автоматическая трансмиссия создает явление, называемое проскальзыванием на холостом ходу, которое заставляет автомобиль двигаться вперед даже на холостом ходу.

Информация и исследования в этой статье проверены сертифицированным специалистом ASE Duane Sayaloune из YourMechanic.com . Для получения отзывов или запросов на исправление, пожалуйста, свяжитесь с нами по телефону research @ caranddriver.ком .

Источники:

https://www.meineke.com/blog/how-an-automatic-transmission-works/

https://auto.howstuffworks.com/automatic-transmission.htm

https: //www.howacarworks.com/basics/how-automatic-gearboxes-work

Gearhead 101: Understanding Automatic Transmission