Устройството и принципът на работа на автоматичната скоростна кутия на автомобил

2024 Автор: Erin Ralphs | [email protected]. Последно модифициран: 2024-02-19 12:27

Днес автомобилите са оборудвани с различни видове скоростни кутии. И ако по-рано по-голямата част беше механиката, сега все повече и повече шофьори предпочитат автоматика. Това не е изненадващо, защото такава трансмисия е по-удобна за използване, особено когато става въпрос за пътувания в града. Доскоро такива кутии се характеризираха с ниска ефективност. Старите преобразуватели на въртящия момент превключваха бавно предавките и с тях колата харчеше много повече гориво. Но днес дизайнът, устройството и принципът на работа на автоматичната скоростна кутия са малко по-различни. Тези кутии са начини за бързо превключване и с тях колата изразходва по-малко гориво. Но първо нещата.

Видове

В момента има няколко разновидности на автоматични трансмисии. Това е класически автомат с преобразувател на въртящия момент, вариатор и DSG робот. Последният е разработен специално от концерна "Фолксваген-Ауди". Устройството и принципът на работа на автоматичните трансмисии от този тип е значително различен. Но това, което ги обединява, е превключването на скоростите в автоматичен режим. Нека разгледаме по-отблизо характеристиките на всяко от тези предавания.

Обикновена картечница

Това е хидромеханична скоростна кутия. Въпреки факта, че дизайнът се появи преди повече от половин век, той все още е много актуален. Разбира се, устройството му е значително подобрено и до днес. Сега тези кутии имат шест предавки. Ако говорим за автомобили от 80-те и 90-те години, те имаха четиристепенна автоматична скоростна кутия.

Тази скоростна кутия включва:

• Ръчна скоростна кутия.
• Преобразувател на въртящ момент или поничка.
• Система за управление.

Ако автомобил с предно предаване е оборудван с такава трансмисия, тогава основната предавка и диференциалът също са включени. Една от най-основните части в автоматичната скоростна кутия е преобразувателят на въртящия момент. Състои се от няколко части. Това са помпени, турбинни и реакторни колела. Благодарение на тях се осъществява плавно предаване на въртящия момент от двигателя с вътрешно горене към ръчна скоростна кутия.

Друго автоматична трансмисия включва съединител (свободен ход и блокиране). Тези елементи, заедно с турбинните колела, са затворени в кръгъл метален корпус, оформен като поничка. Вътре в преобразувателя на въртящия момент има работеща ATP течност. Колелото на помпата е свързано с коляновия вал. А от страната на КПП е турбината. Между тези два елемента също е поставено реакторно колело.

Как работи?

Какъв е принципът на работа на този тип автоматична трансмисия? Работи класическа машина със затворен цикъл. Както казахме по-рано, вътре има ATPтечност. Това е вид трансмисионно масло. Но, за разлика от механичната скоростна кутия, тя не само изпълнява смазваща функция, но и предава въртящ момент. Какъв е принципът на действие на течния съединител за автоматична трансмисия? Под налягане тази течност влиза в колелото на турбината (от колелото на помпата) и след това влиза в колелото на реактора. Тъй като има остриета със специална форма, скоростта на потока на течността започва да се увеличава постепенно по време на въртенето на елемента. По този начин маслото ATP задвижва колелото на турбината.

Въртящ момент в трансмисията се генерира при потегляне на автомобила. С увеличаване на скоростта на машината се активира блокиращият съединител. Последният служи за твърдо блокиране на „поничката“на автоматичната трансмисия при определени режими на работа на двигателя с вътрешно горене. Това обикновено се случва, когато скоростта на въртене на валовете е една и съща. И така, въртящият момент се предава директно към кутията, без "приливане" и промяна на предавателното отношение. Между другото, чехъл съединител се използва при съвременните автоматични трансмисии. Той е в състояние да елиминира пълното блокиране на преобразувателя на въртящия момент в определени режими. Това допринася за плавно ускорение и икономия на гориво.

Ръчна скоростна кутия в автоматична скоростна кутия

Като такава, в тази трансмисия няма механика, позната на всички автомобилисти. Ролята на механичната скоростна кутия се изпълнява от планетарна скоростна кутия. Може да бъде проектиран за различен брой стъпки - от четири до осем. Но все пак най-често срещаните опции са шестстепенни автоматични трансмисии. В редки случаи можете да намерите деветстепенна автоматична (например при Range Rover Evog).

Как работи автоматичната скоростна кутия? Този възел в трансмисията е набор от няколко последователни скорости. Всички те са обединени в комплект планетарен редуктор. Планетарната скоростна кутия включва следните компоненти:

• Слънце и пръстен.
• Carrier.
• Сателити.

Ако се задълбочите в устройството и принципа на действие на преобразувателя на въртящия момент на автоматичната трансмисия, ще забележите, че промяната на въртящия момент се извършва точно с помощта на носача, както и пръстеновидните и слънчевите зъбни колела. Когато вторият механизъм е блокиран, предавателното отношение се увеличава. Самото блокиране се извършва чрез действието на фрикционни съединители. Те държат частите на планетарната скоростна кутия, като ги свързват с тялото на кутията. В зависимост от марката на автомобила, дизайнът използва многодискова или лентова фрикционна спирачка. И двата вида системи се управляват от хидравлични цилиндри. Сигналът към съединителите идва от разпределителния модул. И за да се предотврати въртенето на носача в обратна посока, устройството за автоматична трансмисия има преливащ съединител.

Система за управление

Сега е невъзможно да си представим автоматична трансмисия, чийто принцип не зависи от електрониката. И така, тази система включва различни сензори, разпределителен модул и управляващ блок. По време на работа на автоматичната трансмисия системата чете информация от различни елементи. Това е ATP-течност температурен сензор, скорост на вала на изхода и входа, както и позицията на ускорителя. Всички тези сигнали се обработват в реално време. След това управляващият блок генерира управлениеимпулси, които влизат в задвижващите механизми. Също така отбелязваме, че принципът на действие на корпуса на клапана на автоматичната трансмисия се основава не само на четене на данни от сензори, но и на координацията на сигналите, които са налични в електронния блок за управление на двигателя.

Разпределителният модул е отговорен за контрола на потока на работния флуид и за работата на фрикционните съединители, който се състои от:

• Соленоидни клапани (те са механично задвижвани).
• Шпулени клапани.
• Алуминиев корпус, съдържащ горните части.

Като се има предвид принципът на работа на автоматичната трансмисия на Toyota, важно е да се отбележи такова нещо като соленоиди. Тези части се наричат още електромагнитни клапани. За какво са соленоидите? Благодарение на тези елементи се регулира налягането на АТФ течността в кутията. Откъде идва налягането на маслото? Тази задача се изпълнява от специална зъбна помпа за автоматична трансмисия. Принципът му на работа е прост. Този елемент работи от главината „поничка“. Въртя се с определена честота, то улавя определено количество масло с работните колела и го изпомпва. И за да не се прегрява работната течност и да не се нарушава принципът на работа на автоматичната трансмисия на автомобила, в дизайна на някои кутии има радиатор. Може да се постави отделно отпред (скрит под бронята) или да се свърже към основния охлаждащ радиатор. Последната схема често се практикува при автомобили Mercedes.

Селектор

Принципът на работа на селектора на автоматичната скоростна кутия е изключително прост. Този механизъм е конструктивно свързан с макарата, която изпълнява определен режимработа на автоматична скоростна кутия. Има няколко от тях:

• Паркинг.
• Обратно.
• Неутрално.
• Шофиране.

Но това не е всичко. Ако разгледаме принципа на работа на автоматичната трансмисия на Honda, ще забележите, че на селектора има спортен режим. За да го включите, просто преместете дръжката в подходящата позиция. Имайки предвид принципа на работа на автоматичната трансмисия на Nissan, си струва да се каже, че при някои модели има възможност за ръчно превключване на предавките.

DSG Robot

Този тип автоматична трансмисия се появи сравнително наскоро. Първите модели започват да се използват едва в средата на 2000-те. Първоначално такива кутии бяха инсталирани на автомобили Skoda. Но те могат да бъдат намерени и на Volkswagens и Audis.

Сред функциите си струва да се отбележи напълно различен принцип на работа на автоматичната трансмисия. Преобразувателят на въртящия момент като такъв отсъства тук по принцип. Вместо това той използва съединител с двойна пластина и двумасов маховик. Този дизайн ви позволява значително да намалите интервала от време между смяната на предавките.

По отношение на устройството, това поле включва:

• Ръчна скоростна кутия с два реда предавки.
• Електронна система за управление.
• Диференциал.
• Последна предавка.
• Двойен съединител.

Всички горепосочени елементи са затворени в един метален калъф. Защо дизайнът използва двоен съединител и два реда зъбни колела? Ако разгледаме принципа на работа на автоматична скоростна кутия на автомобил с DSG, имате нуждаимайте предвид, че докато една предавка работи, втората вече се подготвя за следващото включване. Това се случва при ускоряване и при забавяне. В такава скоростна кутия има и фрикционни съединители. Те са свързани през главния хъб със зъбните колела в трансмисията.

Има няколко вида DSG кутии:

• Шестстепенна.
• Седемстепенна.

Принципът на действие на първия тип автоматична трансмисия се основава на действието на "мокър" съединител. Така че в кутията има специално масло, което осигурява не само смазване, но и охлаждане на съединителите. Течността под налягане циркулира в системата и предава въртящ момент.

Що се отнася до втория тип DSG, тук вече е приложен сух съединител. Принципът на действие е подобен на ръчната скоростна кутия - дискът се притиска към маховика и чрез триене предава въртящ момент. Според експерти такава схема на проектиране е по-малко надеждна. Ресурсът на диска е около 50 хиляди километра, а цената за подмяна достига $700, включително консумативи.

Обхватите на предавките включват задна, четна и нечетна скорост. Всеки ред е набор от валове (състоящ се от първичен и вторичен), както и определен набор от зъбни колела. За извършване на движението назад, дизайнът използва междинен вал със задна предавка.

Както в класическата машина, има електроника, която контролира промяната на скоростта. Това включва контролния блок, сензорите и задвижващите механизми. Така че, първо, сензорите четат данни за скоростта на валовете ипозицията на зъбната вилка, след което устройството анализира тази информация и прилага специфичен алгоритъм за управление.

DSG хидравличната верига се състои от:

• Шпулерни клапани, които работят от селектора.
• Соленоидни клапани (същите соленоиди). Те служат за превключване на предавките в автоматичен режим.
• Клапани за регулиране на налягането, които допринасят за безпроблемната работа на фрикционния съединител.

Как работи DSG?

Принципът на действие на хидравличната система на автоматичната трансмисия на робота е последователно превключване на редица предавки. Когато колата започне да се движи от място, системата включва първата скорост. В този случай вторият вече е ангажиран. Веднага след като колата набере по-висока скорост (около 20 километра в час), електрониката превключва скоростта на повишена. Третата предавка вече е включена. Това продължава до най-високото. Ако колата намали скоростта, електрониката включва вече ниската предавка. Превключването е мигновено, тъй като дизайнът включва два реда скорости.

Заявление

Заслужава да се отбележи, че такава трансмисия не се използва на всеки автомобил. Както казахме по-рано, основната част са автомобили от концерна VAG. Но търговските превозни средства (например Volkswagen Crafter) не са оборудвани с тях. И всичко това, защото кутията е проектирана за определен праг на въртящ момент. Не трябва да надвишава 350 Nm.

Това се отнася за шестстепенни трансмисии. DSGпри седем скорости и изобщо не издържат повече от 250 Nm. Следователно, можете да срещнете такава кутия най-много на Туарег и по-слаби автомобили като Passat или Octavia.

Вариатор

Тази скоростна кутия работи и в автоматичен режим. Появи се преди половин век, но активно се използва само през последните 10-15 години. Какво е вариатор? Това е безстепенна автоматична трансмисия, която плавно променя предавателното отношение с помощта на ремък или верижно задвижване. Предавателните числа се променят, когато автомобилът набере скорост. В момента такава кутия се използва широко от следните автомобилни производители:

• Nissan.
• Мерцедес.
• Honda.
• Audi.
• Subaru.
• Toyota.
• Форд.

Какви са предимствата на тази кутия? Благодарение на плавната смяна на предавателното отношение, колата набира скорост бързо и без потрепвания. Водачът и пътниците не усещат сътресения по време на ускорение, независимо колко силно е натиснат педала на газта. Тук обаче има клопки. Такава кутия също има ограничения на въртящия момент, като DSG. Следователно, той се използва главно в леки автомобили.

Разновидности на вариаторите

Има няколко типа данни за предаване:

• Toroid.
• вариатор с клинови ремъци.

В същото време и двата вида кутии имат почти едно и също устройство и принцип на действие. Дизайнът на вариатора включва:

• Системаконтроли.
• ролка, която осигурява предаване на въртящия момент.
• Верижно или ремъчно задвижване.
• Механизъм за освобождаване на кутията (използван за включване на задна предавка).

За да може трансмисията да възприема въртящия момент, в конструкцията е включен съединител. Може да бъде от няколко вида:

• Центробежна автоматична.
• Електронно.
• Мултидиск.

Има и такива вариатори, при които като съединител се използва преобразувател на въртящия момент (както при класическите автоматични машини). Обикновено такава схема се практикува на кутии Honda Multimatic. Експертите смятат, че този тип съединител е най-надеждният и находчив.

Шофиране

Както вече казахме, във вариатора може да се използва различно задвижване - верига, дибо ремък. Последният е по-популярен. Коланът върви на две шайби, които образуват конични дискове. Тези макари могат да се движат и раздалечават в зависимост от необходимостта. За сближаване на дисковете в дизайна са предвидени специални пружини. Самите макари имат лек ъгъл на наклон. Стойността му е приблизително 20 градуса. Това се прави така, че коланът да се движи с минимално съпротивление по време на работа на кутията.

Сега за верижното задвижване. Веригата на автоматична променлива скоростна кутия е няколко метални пластини, които са свързани с оси. Според експерти такова устройство и дизайн са по-гъвкави. Веригата може да се огъва под ъгъл до 25 градуса без загуба на ресурс. Но за разлика от ремъчното задвижване, това задвижване имаразличен принцип на работа. Автоматичната скоростна кутия предава въртящ момент чрез точков контакт с макарите. В определени зони се образува високо напрежение (сила на триене). Така се постига висока ефективност. И за да не се износват шайбите от такова напрежение, те са изработени от високоякостна лагерна стомана.

Задна предавка в CVT

Тъй като вариаторното задвижване може да се върти само в една посока, инженерите трябваше да разработят отделна планетарна скоростна кутия за прилагане на задна предавка. Той е проектиран и работи подобно на скоростна кутия в класическа машина.

Система за управление

Подобно на предишните автоматични трансмисии, CVT използва електронна система за управление. Принципът му на действие обаче е малко по-различен. Така системата осигурява регулиране на диаметъра на вариаторните дискове.

При промяна на скоростта диаметърът на едната ролка се увеличава, а другият намалява. Режимите се управляват чрез селектора благодарение на сензора за автоматична скоростна кутия. Принципът на действие на вариатор с верижно задвижване и ремък е да промените диаметъра на шайбите.

За проблеми

Поради сложния дизайн и ниското разпространение, много услуги отказват да работят с такива предавания. Следователно CVT-ите не са се вкоренили добре у нас. Както показа експлоатационният опит, ресурсът на тази кутия, дори при правилна поддръжка, е не повече от 150 хиляди километра. С оглед на това е разумно да се купуват такива автомобили само в ново състояние, които са в гаранция. Опасно е да вземете кола на вариатор от ръцете си - можете да се качитескъпи ремонти, които не всеки сервиз ще предприеме.

Обобщаване

И така, разбрахме устройството и принципа на работа на хидромеханична автоматична трансмисия, роботизирана и вариатор. Както можете да видите, всички тези кутии са подредени по различен начин и имат свой алгоритъм на действие. Коя трансмисия е по-добре да изберете? Експертите казват, че най-разумният избор би бил класическа слот машина. Както показва експлоатационният опит, собствениците на автомобили с DSG и CVT често се обръщат към услуги и тези кутии са скъпи за поддръжка. Класическата слот машина е на пазара от много дълго време и нейният дизайн непрекъснато се усъвършенства и подобрява. Следователно такива кутии се отличават с висок ресурс, непретенциозни в експлоатация и могат да бъдат ремонтирани във всяка услуга. Практиката показва, че ресурсът на автоматична скоростна кутия в автомобил е от 300 до 400 хиляди километра. Това е сериозен период, като се има предвид, че някои съвременни двигатели работят само 250. Но за да продължи такава трансмисия дълго време, струва си да сменяте ATP течността в нея редовно, а именно на всеки 60 хиляди километра.