Как работает автоматическая коробка передач?

Если Вы когда-либо водили автомобиль с автоматической коробкой передач, то Вы знаете, что существуют два основных отличия между автоматической и механической трансмиссиями:

• В автомобилях с автоматом нет педали сцепления.
• В автомобилях с автоматом не нужно переключать передачи. Как только Вы поставите селектор в положение Drive, переключение происходит автоматически.

Как автоматическая коробка передач (с гидротрансформатором крутящего момента), так и механическая (со сцеплением) предназначены для выполнения одной функции, но работают они совершенно по-разному. Автоматическая коробка передач работает абсолютно удивительным образом!

В этой статье мы расскажем о том, как устроена коробка-автомат. Мы начнем с рассказа об основном компоненте такого типа коробки — планетарной передачи.

Назначение автоматической коробки передач

Расположение автоматической коробки передач. Также как и механическая коробка передач, коробка-автомат позволяет двигателю работать в ограниченном диапазоне оборотов, обеспечивая широкий диапазон скоростей.

Без трансмиссии было бы доступно только одно передаточное отношение, и это отношение выбиралось бы в зависимости от необходимой максимальной скорости. Если Вам нужна максимальная скорость 120 км/ч, то такое передаточное отношение соответствует третьей передаче в большинстве автомобилей с механической коробкой.

Но, скорее всего, вы никогда не пробовали водить только на третьей передаче. А если и пробовали, то, наверняка, замечали, что при трогании автомобиль не обеспечивает разгон, а на максимальной скорости тахометр уходит в красную зону. Такой автомобиль быстро выйдет из строя, и его будет практически невозможно водить.

По этой причине в трансмиссии присутствуют передачи для наиболее эффективного использования крутящего момента двигателя и обеспечения работы двигателя на соответствующих оборотах. При буксировке или перевозке тяжелых грузов, коробка передач нагревается настолько сильно, что трансмиссионная жидкость может загореться. Для защиты трансмиссии от серьезных повреждений, водителям, занимающимся буксировкой, рекомендуется покупать автомобили с охладителем масла коробки передач.

Основным различием между механической и автоматической коробками передач является то, что механическая коробка блокирует и разблокирует шестерни для обеспечения различных передаточных отношений, в то время как в автоматической коробке один и тот же набор шестерен обеспечивает различные передаточные отношения. Планетарная передача является механизмом, применяющимся в автоматической коробке передач.

Давайте рассмотрим, как работает планетарная передача.

Слева направо: кольцевая шестерня, водило, две солнечные шестерни Если Вы разберете автоматическую коробку передач, то увидите, что в достаточно небольшом пространстве расположено большое количество деталей. Среди всего прочего, Вы обнаружите:

• Хитроумную планетарную передачу
• Ленточные тормоза для блокировки элементов передачи
• Муфты, работающие в масле, для блокировки других элементов передачи
• Достаточно необычная гидравлическая система, которая управляет работой ленточных тормозов и муфт
• Большой шестеренчатый насос для циркуляции трансмиссионной жидкости

Планетарная передача — самая важная часть коробки. Она обеспечивает весь диапазон передаточных отношений автоматической коробки передач. Все остальные устройства лишь помогают работе планетарной передачи. В настоящее время планетарные передачи используются довольно часто, например, в электрошуруповертах. В автоматической коробке расположено две планетарные передачи, объединенные в один компонент.

Любая планетарная передача состоит из трех основных компонентов:

• Солнечная шестерня
• Сателлиты и водило
• Кольцевая шестерня

Каждый из этих трех компонентов может выступать в роли входной или выходной шестерни или блокироваться. Выбор функции каждого компонента определяет передаточное отношение.

Двухступенчатая планетарная передача

В трансмиссии такого типа используется набор шестерен, который называется двухступенчатая планетарная передача. Она выглядит, как обычная планетарная передача, но, на самом деле, это две объединенные планетарные передачи. В ней используется одна кольцевая шестерня, которая всегда является выходной, а также две солнечные шестерни и два набора сателлитов.

Давайте рассмотрим некоторые элементы:

Расположение шестерней в коробке. Слева направо: кольцевая шестерня, водило, две солнечные шестерни На фото ниже представлено расположение сателлитов в водиле. Обратите внимание, что сателлит справа расположен ниже, чем сателлит слева. Сателлит справа не сопряжен с кольцевой шестерней, он сопряжен с другим сателлитом. Только сателлит слева сопряжен с кольцевой шестерней.
Водило: Обратите внимание, что используется два набора сателлитов. На фото ниже Вы можете увидеть, что находится внутри водила. Меньшие шестерни сопряжены только с меньшей солнечной шестерней. Большие сателлиты сопряжены с большей солнечной шестерней и меньшими сателлитами.
Водило: Обратите внимание, что используется два набора сателлитов.

Муфты и ленточные тормоза в автоматической коробке передач

Каждое передаточное отношение коробки соответствует определенной передаче. Если говорить о повышающей передаче:

В коробке передач с повышающей высшей передачей, вал, соединенный с корпусом гидротрансформатора (который прикреплен к маховику двигателя), соединен с водилом при помощи муфты. Меньшая солнечная шестерня вращается свободно, в то время как большая солнечная шестерня блокируется ленточным тормозом повышающей передачи. В данном случае, отсутствуют элементы, соединенные с турбиной; входной крутящий момент идет от гидротрансформатора.

Для перехода в режим повышающей передачи требуется сопряжение и блокировка различных элементов при помощи муфт и ленточных тормозов. Водило соединяется с гидротрансформатором при помощи муфты. Меньшая солнечная шестерня отсоединяется от турбины при помощи муфты для обеспечения свободного вращения. Большая солнечная передача удерживается ленточным тормозом для предотвращения вращения. Каждое переключение передачи вызывает последовательность подобных событий, в которых задействованы различные муфты и ленточные тормоза. Давайте рассмотрим ленточные тормоза.

Ленточные тормоза

В автоматической коробке передач используются два ленточных тормоза. Буквально говоря, ленточные тормоза в коробке передач представляют собой стальные ленты, которые оборачиваются вокруг элементов блока шестерен и соединяются с корпусом. Они приводятся в действие гидравлическими цилиндрами в корпусе коробки передач.
Ленточный тормоз На фото выше представлен один из ленточных тормозов в корпусе коробки передач. Блок шестерен на фото не показан. Металлический трос соединен с поршнем, который приводит в действие ленточный тормоз.
Поршни, приводящие ленточные тормоза в действие, представлены на фото. На фото выше изображены два поршня, приводящие в действие ленточные тормоза. Гидравлическое давление нагнетается в цилиндр несколькими клапанами, в результате чего поршни давят на ленточный тормоз, и шестерня блокируется.

Работа муфт в коробке передач осуществляется немного сложнее. В автоматической коробке передач используются четыре муфты. Каждая муфта приводится в действие гидравлической жидкостью под давлением, которая поступает в поршень каждой муфты. Пружина обеспечивает возврат муфты в начальное положение при отсутствии давления. Ниже представлен поршень и барабан муфты. Обратите внимание на резиновую прокладку поршня — она меняется при капитальном ремонте коробки передач.

Одна из муфт коробки передач На следующем фото представлены сменные диски из фрикционного материала и стальные пластины. Фрикционный материал имеет пазы на внутренней стороне для зацепления с шестерней. Стальные пластины имеет пазы на внешней стороне для зацепления с корпусом муфты. Эти диски муфты также меняются при капитальном ремонте коробки передач.
Диски муфты Давление на муфты подается по каналам в валах. Гидравлическая система контролирует работу муфт и ленточных тормозов и включает необходимое устройство в нужный момент.

Автоматическая коробка передач: гидравлика, насосы и центробежный регулятор

Гидравлика
Автоматическая коробка передач выполняет несколько задач. Вы чаще всего даже не подозреваете, сколько обязанностей на нее возлагается. Ниже мы привели некоторые функции коробки-автомата:

• При работе в режиме повышающей передачи (четырехступенчатая коробка), трансмиссия автоматически выбирает передачу, соответствующую скорости автомобиля и положению педали газа.
• При медленном разгоне, переключение передач происходит на более низких оборотах, чем когда Вы до конца нажимаете на педаль газа.
• При нажатии газа в пол, коробка переходит на более низкую передачу.
• При переводе селектора на пониженную передачу, коробка переходит на более низкую передачу, независимо от скорости автомобиля. Если автомобиль едет слишком быстро, коробка ждет до замедления, после чего переходит на пониженную передачу.
• При выборе второй передачи, коробка не переходит ни на повышенную, ни на пониженную передачу, даже при полной остановке автомобиля, если Вы не переведете селектор в другое положение.

Скорее всего, Вы видели, как это работает. «Мозги» коробки контролируют эти и многие другие функции. Каналы, представленные на фото, подводят жидкость к различным компонентам коробки. Каналы вырезаны в металлических деталях и являются эффективным механизмом подвода жидкости. Без них потребовалось бы использование многочисленных патрубков, соединяющих различные части трансмиссии. Далее мы рассмотрим основные компоненты гидравлической системы.

Насос
В автоматической коробке передач используется насос, который называется шестеренчатый насос. Данный насос обычно располагается на корпусе коробки передач. Насос подает жидкость из поддона коробки в гидравлическую систему. Насос также питает охладитель масла коробки передач и гидротрансформатор.

Шестеренчатый насос автоматической коробки передач Внутренняя шестерня насоса крепится к корпусу гидротрансформатора для обеспечения скорости вращения, одинаковой с двигателем. Внутренняя шестерня вращает коронную. При вращении шестерней, жидкость, с одной стороны, подается в серповидную полость, с другой — поступает в гидравлическую систему.

Центробежный регулятор
Центробежный регулятор представляет собой «умный» клапан, который «сообщает» коробке передач скорость движения автомобиля. Он подключается на выходе, поэтому, чем быстрее едет автомобиль, тем выше скорость вращения центробежного регулятора. В центробежном регуляторе установлен подпружиненный клапан, степень открытия которого зависит от скорости вращения регулятора — чем выше скорость вращения, тем больше открывается клапан. Жидкость от насоса подается на регулятор через ведомый вал.

Чем быстрее едет автомобиль, тем выше скорость вращения регулятора, тем больше открывается клапан, и тем выше давление подаваемой жидкости.

устройство и принцип работы коробки-автомат

Как известно, трансмиссия бывает механической и автоматической, причем существуют различные виды и типы МКПП и АКПП. При этом важно понимать, что в зависимости от коробки и привода (монопривод или полный привод) напрямую будет  также зависеть экономичность, разгонная динамика, проходимость, управляемость, а также целый ряд других параметров, показателей и характеристик автомобиля.

Благодаря тому, что в современных авто используются передовые технологии, выбором многих водителей становится именно коробка автомат. При этом АКПП все равно не удается вытеснить традиционную механику, так как многие считают машины с механической коробкой не только более дешевыми, но и простыми, а также надежными.

Однако новичку без опыта бывает достаточно сложно сделать выбор, так как часто аргументы в пользу МКПП и отказ от автоматической коробки передач основываются не на личном опыте. Далее мы подробнее рассмотрим устройство АКПП,  а также как работает АКПП.

Содержание статьи

Как работает автоматическая коробка передач автомобиля

Итак, прежде чем говорить о том, что такое трансмиссия автомат, как работает данный тип коробок и какова их надежность и ресурс, сразу отметим, что данный тип КПП повсеместно встречается на тяжелых  внедорожниках и другой технике, рассчитанной на тяжелые условия эксплуатации. Другими словами, это уже можно считать весомым аргументом.

Идем далее. Конструктивные особенности АКПП и принцип ее работы в большей или меньшей степени отличаются от механических коробок передач. Коробка-автомат, как и другие типы трансмиссий, выполняет задачу изменения крутящего момента и, соответственно, скорости движения транспортного средства. При этом все происходит автоматически, то есть без участия водителя.

Также АКПП позволяет «отсоединить» двигатель от трансмиссии (нейтральная передача). При этом среди различных автоматов можно выделить гидроавтомат (гидромеханическую ступенчатую АКПП), бесступенчатые вариаторы и роботизированные коробки передач с одним (типа АМТ) и двумя сцеплениями (типа DSG).

Волне логично, что любая автомат коробка будет сложнее механики, однако это не означает, что такой тип КПП заметно проигрывает оппоненту. Более того, информация о низкой надежности автоматических коробок никак не распространяется на все автоматы. Также часто виной преждевременных поломок АКПП становится не сам агрегат, а  владелец, практикующий нарушение правил его эксплуатации и облуживания.

Для простоты понимания, то есть какой принцип работы автоматической коробки передач, следует рассмотреть гидромеханический ступенчатый автомат. Данную КПП можно разделить на три составляющих элемента:

1. Гидравлика
2. Механика
3. Электронное управление

Механическая часть является планетарным рядом (планетарная передача), то есть физическими ступенями (скоростями). Гидравлика в АКПП осуществляет передачу крутящего момента, а также за счет жидкости ATF реализовано переключение передач путем ее воздействия на исполнительные механизмы.

Электроника тесно интегрирована в ЭСУД автомобиля, фактически управляет работой гидравлической системы, перераспределяет потоки  трансмиссионной жидкости, отвечает за выбор режимов АКПП и т.д.  

Преобразование крутящего момента ДВС и его передача на коробку  происходит за счет гидротрансформатора («бублик» АКПП).  Если просто, ГДТ является гидромуфтой и выполняет задачу сцепления по аналогии с МКПП. При этом жесткой связи между АКПП и ДВС нет, так как крутящий момент передается через жидкость, которая с лопаток насоса отбрасывается на лопасти турбины.

Планетарный ряд  похож на пакеты шестерен в МКПП, то есть ступенчато изменяет передаточное отношение в АКПП. Фрикционы АКПП являются механизмами, которые осуществляют переключение передач.

Управление коробкой автомат осуществляется в гидроблоке, который является клапанной плитой. Если просто, гидроблок представляет собой систему каналов с клапанами (соленоидами) и плунжерами, а также датчиками. 

ЭБУ АКПП получает сигналы от датчиков, учитывается скорость движения ТС, нагрузка на ДВС, степень открытия дроссельной заслонки и положение педали газа и т.д.  Затем формируются управляющие сигналы, которые посылаются на соленоиды.  Срабатывание клапанов по команде ЭБУ позволяет перераспределять жидкость в гидроблоке и тем самым воздействовать на фрикционы. Результат – автоматическое, быстрое, плавное и своевременное переключение передач.  

Что касается вариаторов CVT и роботов DSG, у вариатора основным отличием от «классической» АКПП, рассмотренной выше, является отсутствие физических ступеней (передач) в самой коробке, при этом также имеется гидротрансформатор и гидроблок.

На DSG и аналогах устройство самой коробки больше напоминает МКПП, нет гидротрансформатора, но также есть гидроблок (мехатроник). Другими словами, используются различные комбинации тех или иных решений.

Отметим, что наиболее приближенным к МКПП по конструкции и наименее комфортным при езде является только обычный робот АМТ, который фактически можно считать автоматизированной механикой (переключение передач и управление работой сцепления реализовано при помощи отдельных сервомеханизмов).    

Преимущества и недостатки АКПП

С учетом особенностей конструкции становится понятно, что автомат любого типа является более сложным, чем МКПП. Такую коробку дороже обслуживать и ремонтировать.

На водителя  в рамках эксплуатации  дополнительно накладываются определенные ограничения. Например, нужно придерживаться четко прописанных правил при необходимости отбуксировать авто с АКПП без вывешивания ведущих колес.  

Также в автоматах нужно чаще менять масло и масляный фильтр АКПП (кроме роботов АМТ), необходимо использовать дорогостоящие трансмиссионные жидкости, своевременно проводить адаптацию и регулярно делать компьютерную диагностику АКПП и т.д.

Еще автоматические коробки достаточно критичны к высоким нагрузкам, «боятся» резких стартов, пробуксовок, буксировки прицепов и тяжелых грузов, постоянной езды на высоких оборотах двигателя и т.д. Что касается ресурса, вполне возможны сбои в работе электроники, выходят из строя сервомеханизмы, однако сами коробки весьма надежны.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как правильно ездить на вариаторе. Из этой статьи вы узнаете о правилах и рекомендациях, которые нужно учитывать в рамках эксплуатации вариаторной коробки передач CVT.

На практике, при условии соблюдения всех правил и рекомендаций касательно обслуживания и эксплуатации, АКПП вполне может пройти без ремонта столько же, сколько и МКПП.

Добавим, что часто наличие автомата позволяет параллельно увеличить ресурс двигателя автомобиля, так как АКПП сводит к минимуму ударные нагрузки, исключает неправильно выбранную передачу, которая не соответствует тем или иным условиям (скорости, оборотам и т.д.).

Однако основным плюсом является повышенный комфорт и простота управления авто с автоматической коробкой, также машину с АКПП можно считать более безопасной (водитель не отвлекается на переключения передач).

Что в итоге

Как видно, АКПП различных видов активно используются на легковых авто, на грузовиках, полноприводных и моноприводных машинах, а также других типах колесной техники. Если сравнивать механику и автомат, с одной стороны, водитель на автомобиле с механической коробкой переключения передач может полностью контролировать автомобиль, самостоятельно подбирать передачи с учетом тех или иных условий, активно задействовать весь потенциал двигателя и т.д.

Также МКПП достаточно вынослива, то есть машину можно использовать в тяжелых условиях. Единственным минусом является потеря комфорта, так как кроме контроля за дорогой, водитель также должен постоянно выжимать сцепление, переключать передачи при езде и т.д.

В свою очередь, автомат дороже по всем пунктам, может оказаться менее надежным, не совсем подходит для постоянного агрессивного использования, однако такая АКПП обеспечивает максимальный комфорт и повышает безопасность, защищает двигатель от сильных нагрузок, исключает частые ошибки водителей-новичков.

Напоследок добавим, что современные АКПП обычно имеют режим ручного переключения передач (Типтроник) и большое количество дополнительных режимов (зимний, спортрежим «S» на АКПП, экономичный режим «эко» и т.д.).

Другими словами, если сравнивать возможности МКПП и автоматических трансмиссий, коробку-автомат на многих машинах можно считать хорошо адаптированной к различным условиям, чего на практике вполне достаточно не только для повседневной эксплуатации, но и в случае возникновения внештатных ситуаций (бездорожье, гололед, сложные условия на дороге).

 

Читайте также

устройство АКПП и принцип работы

Начнем с того, что в США автомобили, оснащенные автоматической трансмиссией, появились в 1940-х годах. Как известно, наличие автоматической коробки передач существенно облегчает процесс эксплуатации транспортного средства, также снижаются нагрузки на водителя, повышается безопасность и т.д. 

Отметим, что под «классической» автоматической коробкой следует понимать гидромеханическую коробку передач (гидромеханический автомат). Далее мы рассмотрим устройство коробки — автомат, конструктивные особенности, а также преимущества и недостатки КПП данного типа.

Содержание статьи

Автомобиль с автоматической трансмиссией: преимущества и недостатки

Начнем с плюсов. Установка автоматической трансмиссии  позволяет  водителю во время езды не использовать рычаг переключения передач, также не задействована нога для постоянного выжима сцепления при переходе на повышенную или пониженную ступень.

Другими словами, изменение скорости  происходит автоматически, то есть сама коробка учитывает нагрузку на ДВС, скорость движения ТС, положение педали газа, желание самого водителя резко ускориться или двигаться плавно и т.д.

В результате комфорт вождения автомобиля с АКПП значительно возрастает, передачи переключаются автоматически, мягко и плавно, двигатель, элементы трансмиссии и ходовой части защищены от сильных нагрузок. Более того, многие коробки автомат предусматривают возможность не только автоматического, но и ручного переключения передач.

Что касается минусов, они также имеются. Прежде всего, конструктивно АКПП является сложным и дорогостоящим агрегатом, отличается сниженной ремонтопригодностью и ресурсом по сравнению с механическими (ручными) КПП. Автомобиль с  данным типом КПП  расходует больше топлива, автоматическая коробка отдает меньше крутящего момента на колеса, так как КПД коробки автомат несколько снижен.   

Также наличие в автомобиле автоматической трансмиссии накладывает на водителя определенные ограничения. Например, коробку автомат нужно прогревать перед поездкой, желательно избегать постоянных резких стартов и слишком интенсивного торможения.

На машине с автоматической коробкой нельзя буксовать, не допускается буксировка автомобиля с коробкой автомат на высокой скорости на большие расстояния без вывешивания ведущих колес и т.д. Еще добавим, что такую коробку сложнее и дороже обслуживать.   

Коробка автомат: устройство

Итак, даже с учетом определенных недостатков, автоматическая гидромеханическая   коробка по ряду причин долгое время оставалась наиболее распространенным решением для изменения крутящего момента среди других типов автоматических трансмиссий.

Прежде всего, даже с учетом того, что ресурс и производительность таких коробок ниже, чем у «механики», гидромеханическая коробка передач достаточно надежна и долговечна. Теперь давайте рассмотрим устройство АКПП.

Автоматическая коробка передач состоит из следующих базовых элементов:

• Гидротрансформатор. Устройство выполняет функцию сцепления по аналогии с МКПП, однако для перехода на ту или иную передачу не требуется участия водителя;
• Планетарный ряд, который аналогичен блоку шестерен в ручной «механике» и позволяет изменять передаточное отношение при переключении передач;
  Тормозная лента и фрикционы (передний, задний фрикцион)  позволяют  плавно и своевременно переключать передачи;
• Управление АКПП. Данный узел включает в себя маслосборник (поддон коробки), шестеренчатый насос, а также клапанную коробку;

Управление коробкой автомат производится при помощи селектора. Как правило, АКПП имеют следующие основные режимы:

• Режим Р – парковка;
• Режим R – движение задним ходом;
• Режим N –нейтральная передача;
• Режим D –езда вперед с автоматическим переключением передач;

Также могут иметься и другие режимы. Например, режим L2 означает, что включаться будет только первая и вторая передачи при движении вперед, режим L1 указывает на включение только первой передачи, режим S следует понимать как спортивный, могут иметься различные «зимние» режимы и т.д.

Дополнительно может быть реализована имитация ручного управления АКПП, то есть водитель может повышать или понижать передачи самостоятельно (вручную). Еще добавим, что коробка автомат также зачастую имеет режим kick-down (кик-даун), который позволяет автомобилю резко разгоняться при такой необходимости.

Срабатывает режим «кик-даун» в том случае, когда водитель резко нажимает на газ, после чего коробка быстро переходит на пониженные передачи, тем самым позволяя раскрутить двигатель до высоких оборотов.

Как видно, коробка — автомат фактически состоит из гидротрансформатора, механической коробки передач, а также системы управления, что в совокупности и образует гидромеханическую коробку. Давайте рассмотрим ее устройство.

Принцип работы и конструкция гидротрансформатора

Гидротрансформатор необходим для того, чтобы передавать и изменять крутящий момент от двигателя на коробку. Также гидротрансформатор уменьшает вибрации. Устройство гидротрансформатора предполагает наличие насосного, турбинного и реакторного колеса.

Также в гидротрансформаторе имеется блокировочная муфта и муфта свободного хода. Гидротрансформатор (ГДТ, часто в обиходе называется «бублик») является частью АКПП, однако имеет отдельный корпус из прочного материала, заполненный рабочей жидкостью.

Насосное колесо ГДТ присоединено к коленвалу двигателя. Турбинное колесо связано с самой коробкой передач. Между турбинным и насосным колесом также присутствует реакторное колесо, которое является неподвижным. Каждое из колес гидротрансформатора имеет лопасти, которые отличаются по своей форме. Между лопастями реализованы каналы, через которые проходит трансмиссионная жидкость (трансмиссионное масло, ATF, от  англ. Automatic Transmissions Fluid).

Блокировочная муфта необходима для блокировки гидротрансформатора в некоторых режимах работы. Обгонная муфта или муфта свободного хода отвечает за то, чтобы жестко закрепленное реакторное колесо получило возможность вращаться в противоположную сторону.

Теперь давайте рассмотрим, как работает гидротрансформатор. Его работа основана на замкнутом цикле и заключается в том, что от насосного колеса трансмиссионная жидкость подается на турбинное колесо. Затем поток  жидкости поступает к реакторному колесу.

Лопасти реактора сконструированы так, чтобы усиливать скорость потока жидкости АТФ. Затем ускоренный поток перенаправляется на насосное колесо, заставляя его вращаться с большей скоростью Результат — увеличение величины крутящего момента. Стоит добавить, что максимальный момент достигается при вращении гидротрансформатора  на самой малой скорости.

Когда раскручивается коленвал двигателя, происходит выравнивание угловых скоростей  насосного и турбинного колеса, при этом поток трансмиссионной жидкости изменяет направление. Затем происходит срабатывание муфты свободного хода, после чего начинает вращаться реакторное колесо. В этом случае гидротрансформатор переходит в режим гидромуфты, то есть происходит передача только крутящего момента.

Дальнейший набор скорости приводит к блокировке гидротрансформатора (блокировочная  муфта замкнута), в результате чего происходит прямая передача крутящего момента от мотора к коробке. При этом блокировка ГДТ происходит на разных передачах.

Следует отметить, что  в современных автоматических коробках передач реализован режим работы с проскальзыванием муфты блокировки гидротрансформатора. Такой режим исключает полную блокировку гидротрансформатора.

Данный  режим работы возможно реализовать в том случае, если условия соответствующие, то есть когда нагрузка и скорость подходят для его активации. Главной же задачей проскальзывания муфты становится более интенсивный разгон автомобиля, снижение расхода горючего, более мягкое и плавное включение передач.

Из чего состоит АКПП: как устроена и работает механическая часть коробки

Сама автоматическая коробка передач (АКПП), как и механическая, ступенчато изменяет крутящий момент при движении машины вперед, а также позволяет двигаться назад при включении задней передачи.

При этом в автоматических коробках обычно используется планетарный редуктор. Данное решение компактное, позволяет реализовать эффективную работу. Например, МКПП зачастую имеет два планетарных редуктора, которые соединены последовательно и работают совместно.

Объединение редукторов делает возможным получить необходимое число ступеней (скоростей) в коробке. Простые АКПП имеют четыре ступени (четырехступенчатый автомат), тогда как современные решения могут иметь шесть, семь, восемь, или даже девять  ступеней.

Планетарный редуктор включает в себя несколько последовательных планетарных передач. Такие передачи образуют планетарный ряд. Каждая из планетарных передач включает:

• солнечную шестерню;
• сателлиты;
• коронную шестерню;
• водило;

Возможность изменить крутящий момент и передать вращение становится доступной в том случае, когда происходит блокировка элементов планетарного ряда. Заблокирован может быть один или два элемента (солнечная или коронная шестерня, водило).

Если заблокирована коронная шестерня, тогда происходит увеличение передаточного числа. Если же солнечная шестерня неподвижна, тогда передаточное отношение будет уменьшено. Заблокированное водило означает, что происходит смена направления вращения.

За саму блокировку отвечают фрикционные муфты (фрикционы), а также тормоз. Муфты блокирует детали планетарного ряда между собой, тогда как тормоз удерживает нужные элементы редуктора благодаря соединению с корпусом КПП. В зависимости от конструкции той или иной АКПП, могут быть использованы ленточный или многодисковый тормоз.

Замыкание муфт и тормозов происходит благодаря гидроцилиндрам. Управление такими гидроцилиндрами реализовано из специального модуля (распределительный модуль).

Еще в общей конструкции автоматической коробки может присутствовать обгонная муфта, задачей которой становится удерживание водило, что позволяет предотвратить его вращение в противоположную сторону. Получаются, передачи в АКПП переключаются благодаря фрикционам и тормозам.

Управление АКПП и принцип работы автоматической коробки

Что касается принципов работы АКПП, коробка работает по заданному алгоритму включения и выключения фрикционов и тормозов. Система управления такими включениями и выключениями на современных коробках электронная,  то есть имеет селектор (рычаг), датчики и ЭБУ коробкой передач.

Блок управления автоматической коробкой передач интегрирован в ЭСУД и тесно связан с блоком управления двигателем. По аналогии с ЭБУ двигателем, блок управления АКПП также взаимодействует с различными датчиками, которые передают на него сигналы о частоте вращения КПП, температуре трансмиссионной жидкости, положении педали газа, режимах установки селектора и т.д.

ЭБУ коробкой передач производит обработку полученных сигналов, затем отправляет команды на исполнительные устройства в распределительном модуле. В результате коробка определяет, какую передачу включить в тех или иных условиях (повышенную или пониженную).

При этом нет четкого заданного алгоритма, то есть точка перехода на разные передачи «плавающая» и определяется самим ЭБУ коробкой. Такая особенность позволяет системе работать более гибко.

Гидроблок (он же гидравлический блок, гидроплита, распределительный модуль) фактически осуществляет управление трансмиссионной жидкостью ATF, отвечая за срабатывание фрикционов и тормозов в АКПП. Данный модуль имеет электромагнитные клапаны (соленоиды) и специальные распределители, которые соединены между собой узкими каналами.

Соленоиды нужны для переключения передач, так как они регулируют давление рабочей жидкости в коробке. Работа данных клапанов контролируется и регулируется блоком управления АКПП. Распределители отвечают за выбор рабочих режимов и задействуются посредством рычага (селектора).

За циркуляцию гидравлической жидкости в автоматической коробке отвечает насос коробки. Насосы бывают шестеренчатыми и лопастными, их приводит в действие ступица гидротрансформатора. Важно понимать, что насос вместе с гидроплитой (гидроблоком) являются важнейшими деталями в конструкции гидравлической части коробки автомат.

С учетом того, что в процессе работы коробка имеет свойство нагреваться, АКПП зачастую имеет собственную систему охлаждения. При этом, в зависимости от конструкции, может присутствовать отдельный масляный радиатор коробки автомат, или же охладитель или теплообменник, который включается в общую систему охлаждения силового агрегата.

Что в итоге

С учетом приведенной выше информации становится понятно, что автоматическая коробка  является целым комплексом механических, гидравлических и электронных устройств. При этом управление осуществляется как гидравликой, так и электронным блоком.

Также следует отметить, что по компоновке автоматические трансмиссии могут отличаться для автомобилей с передним и задним приводом, хотя большинство составных элементов одинаковы.

Если говорить о механической части АКПП, в ее устройстве  использован планетарный ряд, что отличает данный тип коробок от  обычной «механики» (в механической коробке  передач ставят параллельные валы и закрепленные на них шестерни, которые находятся в зацеплении между собой).

Что касается гидротрансформатора,  данное устройство можно считать отдельным элементом АКПП, так как ГДТ ставится между мотором и коробкой, выполняя функции сцепления по аналогии с МКПП.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как тормозить двигателем. Из этой статьи вы узнаете о том, чем данный способ торможения и снижения скорости автомобиля может быть полезен в процессе эксплуатации ТС.

Также от гидротрансформатора приводится в действие масляный насос внутри коробки автомат. Указанный насос создает рабочее давление трансмиссионной жидкости, что, в свою очередь, позволяет реализовать управление коробкой. 

Напоследок отметим, что не следует  пытаться заводить машину с коробкой  «автомат» без стартера  (с разгона), как это часто практикуется на автомобилях с механической коробкой. Дело в том, что насос АКПП  приводится в действие от двигателя.

Получается, пока ДВС не работает, давления рабочей трансмиссионной жидкости в коробке  не будет.  Это значит, что без давления не удастся реализовать управление АКПП, причем независимо от того, в каком положении будет стоять селектор выбора режима работы. Более того, попытка заводить машину с автоматом «с толкача»  может привести к серьезным поломкам коробки передач.

Читайте также

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:

Как работает Автоматическая Коробка Передач (АКПП)?

Довольно часто раньше можно было услышать, что автоматическую коробку переключения передач (АКПП) выбирают преимущественно женщины из-за неумения обращения с «механикой». Однако сейчас многие поняли, что АКПП – это удобство и комфорт при вождении. В этой статье мы предлагаем разобраться устройстве автоматической коробки передач.

Так как же устроена автоматическая коробка переключения передач?

Когда двигатель начинает свою работу, его мощность, обороты и крутящий момент минимальны, хотя для того, чтобы начать движение, нужны именно максимальные показатели мощности, оборотов и крутящего момента. Однако при хорошем разгоне максимальной мощности, больших оборотов и крутящего момента не требуется, хотя двигатель как раз и работает во всю мощь в этот момент. Компенсирует подобный недостаток трансмиссия, преобразуя и передавая на колеса в нужный момент определенное передаточное число.

В отличие от механической, автоматическая трансмиссия без участия водителя выбирает соответствующее на данным момент движения передаточное число. Она является своеобразным связующим звеном между двигателем внутреннего сгорания и ведущими колесами. Ведь просто передать крутящий момент и мощность от двигателя к колесам недостаточно, нужно его еще и качественно преобразовать. Эту задачу и выполняет автоматическая трансмиссия.

Устройство автоматической коробки передач конструктивно состоит из (для визуализации сравним здесь АКПП с МКПП):

• Гидротрансформатора, который в МКПП соответствует сцеплению.
• Планетарного ряда, соответствующего в МКПП блоку шестерен.
• Переднего фрикциона, заднего фрикциона, тормозной ленты – позволяют переключать передачи.
• Управляющего устройства, контролирующего переключение передач в АКПП со встроенной системой управления электронного типа.

Следует отметить, что гидротрансформатор является заменителем привычного в автомобилях с механической коробкой передач сцепления. Именно поэтому в авто с «автоматом» вместо привычных трех педалей есть только педали тормоза и газа. Для движения достаточно зафиксировать рычаг переключения на «drive» и нажать педаль газа.

В чем заключается самое главное отличие АКПП от МКПП?

В предыдущей статье мы рассмотрели, как устроена механическая коробка переключения передач и выяснили, что переключения передачи происходит при подключении определенной шестерни, а их несколько наборов. Коробка-автомат задействует в своей работе только один набор шестерен для переключения передач, и позволяет это сделать планетарная передача.

Планетарная передача по своим размерам небольшая – как средняя дыня, но она отвечает за передачу всех возможных передаточных чисел, а все остальные части в коробке-автомате только помогают ей успешно справляться с этой сложной задачей. Конструктивно она включает в свой состав солнечные шестерни, вслед за которыми идут сателлиты и коронная шестерня. Они могут фиксироваться в определенном положении, работая на вход или выход – тем самым, определяется передаточное число.

Планетарная передача использует блокировку одних элементов и разблокировку других для переключения передач и состоит всего из одного центрального вала, в то время как МКПП для этого задействует сцепляющиеся между собой шестерни и параллельные валы – в этом преимущество планетарной передачи и автоматической трансмиссии в целом.

Тормозная лента и фрикционы

Благодаря тормозной ленте и фрикционам может выполняться блокировка тех или иных элементов планетарного ряда – а это дает возможность переключать различные передачи. Тормозная лента блокирует элементы планетарной передачи на корпус АКП (она крепится к корпусу), а фрикционы позволяют блокировать составляющие планетарного ряда между собой, предотвращая вращение блокируемых элементов против часовой стрелки. Тормозная лента имеет довольно высокую удерживающую способность и блокирует элементы планетарного ряда за счет эффекта самосжатия.

Гидротрансформатор: демпфер крутильный колебаний, который гасит сильные толчки

Гидротрансформатор имеет в своей конструкции турбину и насос. Между этими лопастными машинами располагается реактор (внешне выглядит, как колесо с лопатками), который является направляющим аппаратом. Он может быть легко блокирован обгонной муфтой или просто вращаться, все зависит от условий движения.

Лопасти центробежного насоса отбрасывают на турбинное колесо масло, потоки которого, собственно, и передают крутящий момент от ДВС к АКПП. Чтобы масло циркулировало непрерывно, предусмотрены специальные зазоры между турбиной и насосом, а их лопастям еще на производстве придается определенная геометрия. Именно тот факт, что крутящий момент передается потоками масла, объясняет отсутствие жесткой связи между самой КПП и движком (в механике первичный вал соединен напрямую с двигателем). Благодаря подобной схеме возможна остановка авто без выключения двигателя.

Однако мы говорили ранее, что просто передать крутящий момент на ведущие колеса недостаточно, необходимо его еще и качественно изменять – с этой задачей справляется реактор. Поскольку он расположен между турбиной и насосом, его лопатки располагаются на пути возвращения масла из турбины в насос. Если ректор неподвижен, то скорость масла, циркулирующего между колесами, увеличивается. И чем больше скорость циркулирующего масла, тем большее воздействие оно оказывает на колесо турбины. Реактор начинает вращаться в то момент, когда начинают сравниваться скорость насоса и обороты турбины, тем самым, снижая кинетическую энергию рабочей жидкости. Этот режим работы реактора принято называть «режимом гидромуфты».

Иногда преобразовывать скорость и крутящий момент просто не нужно (допустим, вы едете по прямой на постоянной скорости), тогда гидротрансформатор блокируется фрикционом. Но как только условия движения меняются (перешли с постоянной скорости по прямой на подъем в гору), гидротрансформатор тут же включается в работу. При уменьшении частоты вращения турбины начнет затормаживаться реактор, вследствие чего циркулирующее масло наберет скорость и автоматически увеличит показатель крутящего момента, который передается на колеса (то есть на вал от турбины). Этого диапазона увеличения хватит для преодоления подъема без необходимости переключения на более низкую передачу.

Каким образом включается передача?

Переключение передач происходит без разрыва мощности – одна выключилась, тут же включается другая. Гидравлический толкатель приводится в движение давлением масла, используемого в гидротрансформаторе, после чего он давит на фрикцион. Показатель давления регулируется электроникой. В этот момент элементы фрикциона (связанные жестко с валом) застопорятся. Вал останавливается, и передача включается.

При переключении рычага АКПП в режим «drive», на центральный вал передается крутящий момент от двигателя. Вал соединяется с солнечной шестерней, в то время как коронная шестерня блокируется фрикционом. Как только будет разблокирована коронная шестерня, она наберет свою мощность при вращении, и передача повысится. Если же электронному устройству пришла команда на понижение передачи, то вал фиксируется фрикционом, в то время как двигатель вращает солнечную шестерню планетарного ряда. В этот момент коронная шестерня теряет свою мощность и передача понижается.

Для наглядной демонстрации устройства автоматической коробки передач, также предлагаем посмотреть видео компании Toyota.

устройство и принципы работы АКПП

Автоматическая коробка передач имеет ряд неоспоримых достоинств. Она существенно упрощает управление автомобилем. Переключения производятся плавно, без рывков, что улучшает ездовой комфорт и увеличивает срок службы трансмиссии. Современные АКПП имеют возможность ручного переключения передач и режимов работы, могут подстраиваться под стиль вождения конкретного водителя.

Но даже самые совершенные гидромеханические коробки не лишены недостатков. К ним относятся: сложность конструкции, высокая цена и стоимость обслуживания, более низкий КПД, худшая динамика и повышенный расход топлива по сравнению с механической КПП, медлительность переключений.

Содержание статьи

Устройство и принцип работы АКПП

Автоматическая коробка передач состоит из следующих основных узлов: гидротрансформатора, планетарного ряда, системы управления и контроля. Коробка переднеприводных автомобилей дополнительно содержит внутри корпуса главную передачу и дифференциал.

Гидротрансформатор

Чтобы понять, как работает АКПП, необходимо представлять себе, что такое гидромуфта и планетарная передача. Гидромуфта – устройство, состоящее из двух лопастных колес, установленных в одном корпусе, который заполнен специальным маслом. Одно из колес, называемое насосным, соединяется с коленвалом двигателя, а второе, турбинное, – с трансмиссией. При вращении насосного колеса отбрасываемые им потоки масла раскручивают турбинное колесо. Такая конструкция позволяет передавать крутящий момент примерно в соотношении 1:1. Для автомобиля такой вариант не подходит, так как нам нужно, чтобы крутящий момент изменялся в широких пределах. Поэтому между насосным и турбинным колесами стали устанавливать еще одно колесо — реакторное, которое в зависимости от режима движения автомобиля может быть либо неподвижно, либо вращаться. Когда реактор неподвижен, он увеличивает скорость потока рабочей жидкости, циркулирующей между колёсами. Чем выше скорость движения масла, тем большее воздействие оно оказывает на турбинное колесо. Таким образом момент на турбинном колесе увеличивается, т.е. мы его трансформируем. Поэтому устройство с тремя колесами это уже не гидромуфта, а гидротрансформатор.

Планетарная передача

Но и гидротрансформатор не может преобразовывать скорость вращения и передаваемый крутящий момент в нужных нам пределах. Да и обеспечить движение задним ходом ему не под силу. Поэтому к нему присоединяют набор из отдельных планетарных передач с разным передаточным коэффициентом — как бы несколько одноступенчатых КПП в одном корпусе. Планетарная передача представляет собой механическую систему, состоящую из нескольких шестерён – сателлитов, вращающихся вокруг центральной шестерни. Сателлиты фиксируются вместе с помощью водила. Внешняя кольцевая шестерня имеет внутреннее зацепление с планетарными шестернями. Сателлиты, закрепленные на водиле, вращаются вокруг центральной шестерни, как планеты вокруг Солнца (отсюда и название- планетарная передача), внешняя шестерня – вокруг сателлитов. Различные передаточные отношения достигаются путем фиксации различных деталей относительно друг друга.

Переключение передач осуществляется системой управления, которая на ранних моделях была полностью гидравлической, а на современных на помощь гидравлике пришла электроника.

Режимы работы гидротрансформатора

Движение масла в гидротрансформаторе

Перед началом движения насосное колесо вращается, реакторное и турбинное — неподвижны. Реакторное колесо закреплено на валу при помощи обгонной муфты, и поэтому может вращаться только в одну сторону. Включаем передачу, нажимаем педаль газа — обороты двигателя растут, насосное колесо набирает обороты и потоками масла раскручивает турбинное. Масло, отбрасываемое обратно турбинным колесом, попадает на неподвижные лопатки реактора, которые дополнительно «подкручивают» поток масла, увеличивая его кинетическую энергию, и направляют на лопасти насосного колеса. Таким образом с помощью реактора увеличивается крутящий момент, что и требуется при разгоне автомобиля. Когда автомобиль разогнался, и движется с постоянной скоростью, насосное и турбинное колеса вращаются примерно с одинаковыми оборотами. При этом поток масла от турбинного колеса попадает на лопасти реактора уже с другой стороны, благодаря чему реактор начинает вращаться. Увеличения крутящего момента не происходит, гидротрансформатор переходит в режим гидромуфты. Если же сопротивление движению автомобиля возросло (например, автомобиль едет в гору), скорость вращения ведущих колес, а, соответственно, и турбинного колеса падает. В этом случае потоки масла опять останавливают реактор — крутящий момент возрастает. Таким образом осуществляется автоматическое регулирование крутящего момента в зависимости от режима движения.

Отсутствие жесткой связи в гидротрансформаторе имеет свои достоинства и недостатки. Плюсы: крутящий момент изменяется плавно и бесступенчато, демпфируются крутильные колебания и рывки, передаваемые от двигателя к трансмиссии. Минусы — низкий КПД, так как часть энергии теряется при «перелопачивании масла» и расходуется на привод насоса АКПП, что, в конечном итоге, приводит к увеличению расхода топлива.

Для устранения этого недостатка в гидротрансформаторе применяется режим блокировки. При установившемся режиме движения на высших передачах автоматически включается механическая блокировка колес гидротрансформатора, то есть он начинает выполнять функцию обычного «сухого» сцепления. При этом обеспечивается жесткая непосредственная связь двигателя с ведущими колесами, как в механической трансмиссии. На некоторых АКПП включение режима блокировки предусмотрено и на низших передачах. Движение с блокировкой является наиболее экономичным режимом работы АКПП. При повышении нагрузки на ведущих колесах блокировка автоматически выключается.

При работе гидротрансформатора происходит значительный нагрев рабочей жидкости, поэтому в конструкции АКПП предусматривается система охлаждения с радиатором, который или встраивается в радиатор двигателя, или устанавливается отдельно.

Как работает планетарная передача

Почему в АКПП в подавляющем большинстве случаев применяется планетарная передача, а не валы с шестернями, как в механической коробке? Планетарная передача более компактна, она обеспечивает более быстрое и плавное переключение скоростей без разрыва в передаче мощности двигателя. Планетарные передачи отличаются долговечностью, так как нагрузка передается несколькими сателлитами, что снижает напряжения зубьев.

В одинарной планетарной передаче крутящий момент передается с помощью каких-либо (в зависимости от выбранной передачи) двух ее элементов, из которых один является ведущим, второй — ведомым. Третий элемент при этом неподвижен.

Неподвижный	Ведущий	Ведомый	Передача
Корона	Солнце	Водило	Понижающая
	Водило	Солнце	Повышающая
Солнце	Корона	Водило	Понижающая
	Водило	Корона	Повышающая
Водило	Солнце	Корона	Реверс, понижающая
	Корона	Солнце	Реверс, повышающая

Для получения прямой передачи необходимо зафиксировать между собой два любых элемента, которые будут играть роль ведомого звена, третий элемент при таком включении является ведущим. Общее передаточное отношение такого зацепления 1:1.

Таким образом, один планетарный механизм может обеспечить три передачи для движения вперед (понижающую, прямую и повышающую) и передачу заднего хода.

Передаточные отношения одиночного планетарного ряда не дают возможности оптимально использовать крутящий момент двигателя. Поэтому необходимо соединение двух или трех таких механизмов. Существует несколько вариантов соединения, каждое из которых носит название по имени своего изобретателя.

Механизм Симпсона

Планетарный механизм Симпсона, состоящий из двух планетарных редукторов, часто называют двойным рядом. Обе группы сателлитов, каждая из которых вращается внутри своей коронной шестерни, объединены в единый механизм общей солнечной шестерней. Планетарный ряд такой конструкции обеспечивает три ступени изменения передаточного отношения. Для получения четвертой, повышающей, передачи последовательно с рядом Симпсона установлен еще один планетарный ряд. Схема Симпсона нашла наибольшее применение в АКПП для заднеприводных автомобилей. Высокая надежность и долговечность при относительной простоте конструкции – вот ее неоспоримые достоинства.

Механизм Равинье

Планетарный ряд Равиньё иногда называют полуторным, подчеркивая этим особенности его конструкции: наличие одной коронной шестерни, двух солнечных и водила с двумя группами сателлитов. Главным преимуществом схемы Равиньё является то, что она позволяет получить четыре ступени изменения передаточного отношения редуктора. Отсутствие отдельного планетарного ряда повышающей передачи позволяет сделать редуктор коробки очень компактным, что особенно важно для трансмиссий переднеприводных автомобилей. К недостаткам следует отнести уменьшение ресурса механизма приблизительно в полтора раза по сравнению с планетарным рядом Симпсона. Это связано стем, что шестерни передачи Равиньё нагружены постоянно, на всех режимах работы коробки, в то время как элементы ряда Симпсона не нагружены во время движения на повышенной передаче. Второй недостаток – низкий КПД на пониженных передачах, приводящий к снижению разгонной динамики автомобиля и шумности работы коробки.

Коробка передач Уилсона состоит из 3 планетарных редукторов. Коронная шестерня первого планетарного редуктора, водило второго редуктора, и коронная шестерня третьего постоянно соединены между собой, образуя единое целое. Кроме того, второй и третий планетарные редукторы имеют общую солнечную шестерню, которая приводит в действие передачи переднего хода. Схема Уилсона обеспечивает 5 передач вперед и одну заднего хода.

Планетарная передача Лепелетье объединяет в себе обыкновенный планетарный ряд и пристыкованный за ним планетарный ряд Равинье. Несмотря на простоту, такая коробка обеспечивает переключение 6 передач переднего хода и одну заднего. Преимуществом схемы Лепелетье является ее простая, компактная и имеющая небольшую массу конструкция.

Конструкторы постоянно совершенствуют АКПП, увеличивая количество передач, что улучшает плавность работы и экономичность автомобиля. Современные «автоматы» могут иметь до восьми передач.

Как работает система управления АКПП

Системы управления АКПП бывают двух типов: гидравлические и электронные. Гидравлические системы используются на устаревших или бюджетных моделях, современные АКПП управляются электроникой.

Устройством «жизнеобеспечения» для любой системы управления является масляный насос. Его привод осуществляется непосредственно от коленвала двигателя. Масляный насос создает и поддерживает в гидравлической системе постоянное давление, независимо от частоты вращения коленвала и нагрузки на двигатель. В случае отклонения давления от номинального функционирование АКПП нарушается ввиду того, что исполнительные механизмы включения передач управляются давлением.

Момент переключения передач определяется по скорости автомобиля и нагрузке на двигатель. Для этого в гидравлической системе управления существуют два датчика: скоростной регулятор и клапан – дроссель или модулятор. Скоростной регулятор давления или гидравлический датчик скорости устанавливается на выходном валу АКПП. Чем быстрее едет машина, тем больше открывается клапан, тем больше давление проходящей через этот клапан трансмиссионной жидкости. Предназначенный для определения нагрузки на двигатель клапан — дроссель соединяется тросом либо с дроссельной заслонкой (в бензиновых двигателях), либо с рычагом ТНВД (в дизелях).

В некоторых автомобилях для подачи давления на клапан – дроссель используется не трос, а вакуумный модулятор, который приводится в действие разряжением во впускном коллекторе (при увеличении нагрузки на двигатель разряжение падает). Таким образом, эти клапаны формируют давления, пропорциональные скорости движения автомобиля и загруженности двигателя. Соотношение этих давлений и позволяет определять моменты переключения передач и блокировки гидротрансформатора. В «принятии решения» о переключении передачи участвует и клапан выбора диапазона, который соединен с рычагом селектора АКПП и, в зависимости от его положения, запрещает включение определенных передач. Результирующее давление, создаваемое клапаном — дросселем и скоростным регулятором, вызывает срабатывание соответствующего клапана переключения. Причем, если машина ускоряется быстро, то система управления включит повышенную передачу позже, чем при спокойном разгоне.

Определение момента переключения передач

Как это происходит? Клапан переключения находится под давлением масла от скоростного регулятора давления с одной стороны и от клапана – дросселя с другой. Если машина ускоряется медленно, давление от гидравлического клапана скорости нарастает, что приводит к открытию клапана переключения. Поскольку педаль акселератора нажата не полностью, клапан – дроссель не создает большое давление на клапан переключения. Если же машина ускоряется быстро, клапан – дроссель создает большее давление на клапан переключения, препятствуя его открытию. Чтобы преодолеть это противодействие, давление от скоростного регулятора давления должно превысить давление от клапана — дросселя, но это произойдет при достижении автомобилем более высокой скорости, чем при медленном разгоне.

Блок клапанов в сбореКорпус блока клапановАКПП в разрезе

Каждый клапан переключения соответствует определенному уровню давления: чем быстрее движется автомобиль, тем более высшая передача включится. Блок клапанов представляет собой систему каналов с расположенными в них клапанами и плунжерами. Клапаны переключения подают гидравлическое давление на исполнительные механизмы: муфты фрикционов и тормозные ленты, посредством которых осуществляется блокировка различных элементов планетарного ряда и, следовательно, включение (выключение) различных передач. Тормоз – это механизм, который осуществляет блокировку элементов планетарного ряда на неподвижный корпус АКПП. Фрикцион же блокирует подвижные элементы планетарного ряда между собой.

Электронная система управления так же, как и гидравлическая, использует для работы два основных параметра: скорость движения автомобиля и нагрузку на двигатель. Но для определения этих параметров используются не механические, а электронные датчики. Основными из них являются датчики: частоты вращения на входе коробки передач, частоты вращения на выходе коробки передач, температуры рабочей жидкости, положения рычага селектора, положения педали акселератора. Кроме того, блок управления АКПП получает дополнительную информацию от блока управления двигателем и других электронных систем автомобиля (например, от АБС). Это позволяет более точно, чем в обычной АКПП, определять моменты переключений и блокировки гидротрансформатора. Программа переключения передач по характеру изменения скорости при данной нагрузке на двигатель может легко вычислить силу сопротивления движению автомобиля и ввести соответствующие поправки в алгоритм переключения, например, попозже включать повышенные передачи на полностью загруженном автомобиле.

АКПП с электронным управлением так же, как и простые гидромеханические коробки, используют гидравлику для включения муфт и тормозных лент, но каждый гидравлический контур управляется электромагнитным, а не гидравлическим клапаном.

Применение электроники существенно расширило возможности АКПП. Они получили различные режимы работы: экономичный, спортивный, зимний. Резкий рост популярности «автоматов» был вызван появлением режима Autostick, который позволяет водителю самостоятельно выбирать нужную передачу. Каждый производитель дал такому типу коробки передач свое название: Audi – Tiptronic, BMW – Steptronic. Благодаря электронике в современных АКПП стала доступна и возможность их «самообучения», т.е. изменение алгоритма переключений в зависимости от стиля вождения. Электроника предоставила широкие возможности для самодиагностики АКПП. И речь идет не только о запоминании кодов неисправностей. Программа управления, контролируя износ фрикционных дисков, температуру масла, вносит необходимые коррективы в работу АКПП.

Неисправности АКПП

Неисправности в работе АКП чаще всего проявляются в вялом разгоне, толчках при переключениях, невключении одной или нескольких передач, беспорядочном их переключении, посторонних шумах при работе. Причиной многих неполадок в работе является недостаточный уровень масла в коробке. На большинстве автомобилей порядок его проверки одинаков. Установив машину на ровную площадку, при заведенном двигателе и нажатой педали тормоза поочередно, на несколько секунд, включаем все режимы. Это позволяет маслу растечься по всем каналам. После этого селектор АКП устанавливаем, в зависимости от конкретной марки, либо в нейтральное положение, либо в положение парковки. Вынимаем щуп и проверяем уровень. На щупе может быть или две метки – минимального и максимального уровня, или четыре – две для холодного масла, две для прогретого.

На некоторых марках процедура проверки отличается от вышеописанной. Например, на «автоматах» Хонды уровень масла проверяют при неработающем двигателе. Не на всех коробках имеются щупы, а может быть только контрольное отверстие, закрытое пробкой. В этом случае уровень проверяется «сервисным» щупом, который есть только в мастерской. Для проверки уровня может использоваться и контрольная пробка в поддоне.

В некоторых автомобилях в главной передаче применяются не цилиндрические, а конические гипоидные шестерни, которые смазываются трансмиссионным маслом. Поэтому если шестерни располагаются в одном корпусе с фрикционами АКП, для масла используется отдельный картер. При доливке важно не перепутать пробки, так как масла для коробки и главной передачи, естественно, несовместимы.

При недостаточном уровне масла из коробки слышны посторонние звуки, начинает шуметь масляный насос. Перелив тоже вреден – лишнее масло вспенивается, подвергается перегреву и окислению. Излишки легко откачать с помощью шприца с надетой на него гибкой трубкой.

После проверки уровня в обязательном порядке следует оценить состояние масла – его цвет и запах. Нормальное, рабочее масло должно быть темно-коричневого или темно-красного цвета и не иметь запаха гари. Оно должно быть текучим и не липким. О наличии неисправностей свидетельствуют механические примеси и помутнение. Примеси попадают в масло в результате износа деталей коробки. Помутнение вызывается попаданием антифриза, если масляный радиатор АКП встроен в радиатор охлаждения двигателя. Кроме того, фрикционы, впитывая антифриз, разбухают, теряя при этом свои свойства. Если масло имеет запах гари, это верный признак подгорания фрикционов. Тяжелые условия эксплуатации приводят к перегреву масла, при этом оно обесцвечивается. Если цвет и запах масла в норме, то его уровень восстанавливают доливкой, если же масло непригодно, его заменяют с обязательной заменой и масляного фильтра. Масло также рекомендуется заменить после 120-150 тысяч километров пробега, даже если производитель обещает его использование на протяжении всего срока службы коробки.

Одна из важнейших деталей АКПП – насос. Они бывают шестеренчатого или лопастного типа. Насос создает давление, необходимое для работы коробки. Если уровень масла недостаточен, в систему попадает воздух. Так как воздух сжимается, давление в гидросистеме падает. В результате передачи переключаются с запозданием, фрикционы пробуксовывают и быстрее изнашиваются. К нарушениям в работе насоса могут привести и повреждения поддона. Если автомобиль ударился днищем, после чего появился громкий шум – в первую очередь проверьте поддон. Деформированная деталь мешает нормальной закачке масла.

В случае, если наблюдаются нарушения в работе коробки, а уровень масла и его качество в норме, необходима более серьезная диагностика. Электроника – самая капризная и непредсказуемая часть АКПП. Все современные коробки имеют собственный блок управления, в котором фиксируются ошибки в ее работе. Но сканеры, способные считывать полную информацию, имеются только у официальных дилеров. Однако некоторые ЭБУ имеют «продвинутую» систему самодиагностики, что упрощает работу диагноста специализированного сервиса. Но вот найти хорошего диагноста непросто. Ведь он должен не только знать, как работает АКПП, но и как она взаимодействует с системой управления двигателем. Например, из-за неисправности датчика массового расхода воздуха на некоторых автомобилях может снижаться давление масла в АКПП. В результате фрикционы «буксуют», а малоопытный специалист будет искать неисправность в самой коробке очень долго. Хороший диагност должен обладать аналитическими способностями, ведь инженеры постоянно совершенствуют конструкции АКП, вводя новые датчики и исполнительные механизмы. Документация по ремонту далеко не всегда отражает эти изменения, специалисту сервиса приходится разбираться в них самостоятельно.

Кроме того, в работе вполне исправной коробки могут возникать временные сбои. Например, при плотном городском движении электроника, перегреваясь, начинает хаотично переключаться с первой на вторую передачу и наоборот. Как только условия движения становятся более равномерными, работа АКП нормализуется. Такую же нелогичную работу может спровоцировать и «спортивный» стиль езды. Владелец обращается в сервис с жалобой, а диагност не находит в памяти ЭБУ никаких ошибок!

Еще один важный узел любой АКПП – гидротрансформатор. Он играет роль сцепления, передавая крутящий момент от двигателя. Наиболее часто встречающиеся его неисправности – поломка муфты свободного хода реактора и износ упорных подшипников. При выходе из строя муфты падает передаваемый гидротрансформатором крутящий момент, разгон автомобиля становится медленным. Износ упорного подшипника проявляется повышенным шумом при положении селектора во всех «ездовых» режимах и его пропадании в положениях «нейтрали» и «парковки». Сильный износ может привести к тому, что турбинное и насосное колесо цепляются друг за друга, и загиб их лопаток неизбежен.

Вообще, при любом ремонте АКПП гидротрансформатор в обязательном порядке вскрывают для проведения профилактики. Такую работу производят высококвалифицированные специалисты. Гидротрансформатор закрепляют и вскрывают по сварочному шву. Особого мастерства требует регулировка зазоров подшипников и окончательная сварка при сборке.

устройство и принцип работы для чайников

Автоматическая коробка передач — это часть трансмиссии, способная регулировать крутящий момент и скорость движения транспортного средства. Это значит, что больше не нужно рассчитывать момент, когда зажимать сцепление и отпускать его, а также переключать скорости вручную.

В данной статье рассмотрим принципы работы механизма.

История создания автоматической коробки передач

Автоматизация трансмиссии исторически происходила в три этапа. Первым попытку сделать авто более самостоятельным предпринял Генри Форд в начале ХХ века. Ford T имел планетарную КП, которая требовала меньше навыков от автолюбителей по переключению скорости, чем обыкновенная механическая.

На следующем этапе в производство поступили автомобили с полуавтоматической трансмиссией. В них автоматизация направлена либо на самостоятельное переключение передач, либо на отказ от использования сцепления, что существенно облегчало вождение транспортного средства.

Знаете ли вы? Такую полуавтоматическую трансмиссию используют до сих пор на скутерах.

Последним этапом к переходу на автоматическую трансмиссию была система, предложенная разработчиками американской компании General Motors. В её основе лежала планетарная модель, ранее использовавшаяся на заводе «Форд», а также гидравлика, которая сама включалась в момент, когда необходимо изменить передачу. Оба принципа лежат в основе современной АКПП.

Устройство узлов и механизмов

Автоматическая коробка передач условно состоит из трёх основных частей:

1. Механической. В её обязанности входит изменение скорости транспортного средства, а также непосредственное переключение скоростей.
2. Гидравлической. Данная часть АКПП передаёт крутящий момент между составными частями КП без каких-либо действий водителя.
3. Электронной. Данная составляющая является мозгом коробки передач, который следит за работой механической и гидравлической систем, а также передаёт сигналы к другим узлам автомобиля.

Составные части автоматической КП:

• гидротрансформатор. В основе работы транспортного средства лежит двигатель, без которого любые манипуляции невозможны. То же самое можно сказать и про трансмиссию, сердцем которой является гидротрансформатор. Именно он занимается преобразованием и передачей крутящего момента и мощности, необходимых для движения транспортного средства. Гидротрансформатор является полной заменой сцепления. Механизм состоит из турбины и насоса. Чтобы жидкость с наименьшими потерями объёма и энергии перетекала из турбины к насосу, эти два компонента максимально приближены друг к другу. Данная характеристика также объясняет небольшие размеры гидротрансформатора. Более того, существует режим блокировки, который полностью сцепляет турбину и насос, что значительно минимизирует потери;
• планетарный ряд. Это часть трансмиссии, которая выполняет функции, аналогичные механической КП. Планетарный ряд позволяет передавать крутящий момент от гидротрансформатора к колёсам с помощью трансмиссионной жидкости;
• тормозная лента, задний и передний фрикцион. Этот узел передаёт импульс двигателю, позволяя изменять передачи. Тормозная лента является элементом КП, позволяющим приостанавливать работу планетарного ряда, приводя ТС в неподвижное состояние.

Знаете ли вы? В СССР первые гидротрансформаторы начали использовать на таких автомобилях, как «Чайка», «Волга», ЗИЛ, а также некоторых других транспортных средствах.

Принцип работы

Любая автоматическая коробка передач работает на основе планетарного редуктора, который состоит из солнечной шестерни и сателлита, объединённых водилом и коронной шестернёй. Этих узлов столько, сколько скоростей имеет автомобиль.

Принцип работы:

1. Все импульсы на редуктор поступают с помощью двух входов, соединённых с коронной и солнечной шестернями, а передаются через один выход, который обеспечивается вращением водила.
2. При поступлении импульса на вход к солнечным шестерням они начинают вращаться, что приводит к вращению водила.
3. Водило, в свою очередь, заставляет двигаться коронную шестерню, что влечёт за собой постоянное увеличение скорости вращения водила на выходе.
4. Если водителю необходимо перейти к заднему ходу, то солнечные шестерни начнут двигаться в противоположную сторону.

Автоматическая коробка передач не имеет прямой связи между входным и выходным валом. Их объединяет промежуточный вал, на котором в рабочем состоянии замкнуты два пакета фрикционных дисков, соединяющихся с шестернёй.

Знаете ли вы? За последний год в Европе 80% всех купленных автомобилей работают на коробке автомат. На территории стран СНГ покупки автомобилей с автоматической трансмиссией составляют всего 10% от общего числа проданных транспортных средств.

Именно эти диски передают мощность. Фрикционные диски на входе меньшего диаметра, чем на выходе. Это объясняется увеличением мощности вращения во время передачи импульса от входа к выходу.

Плюсы и минусы

Давайте же рассмотрим, с какими плюсами и минусами можно столкнуться при использовании автомобиля с автоматической коробкой передач.

Плюсы:

• удобство. Больше не нужно отвлекаться на переключение скоростей и использование сцепления. Водитель может быть полностью сконцентрирован на дороге;
• легче тронуться с места. Ответственной за данный процесс в автоматической трансмиссии является электроника, а не правильное нажатие сцепления или педали газа;
• узлы автомобиля имеют больший срок службы за счёт контроля электроникой. Очень часто водители, особенно новички, не вовремя переключают скорость, что приводит к нарушению работы двигателя, или задерживают сцепление, или работают и вовсе без него, что приводит к его перегоранию.

Минусы:

• автомобили с автоматической коробкой передач имеют высокую стоимость. Более того, они также дороже в обслуживании, нежели транспортные средства на механической коробке передач;
• имеются трудности в непогоду. Основным способом выехать из заноса или грязи является «раскачка», которая невозможна при использовании коробки автомат.

Важно! Во время переключения скоростей с помощью селектора нельзя давить на педаль газа.

Автомобиль с коробкой автомат предназначен для людей, которые ценят комфорт. Чтобы определиться, какой тип трансмиссии необходим именно вам, следует попрактиковаться в вождении и с механической, и с автоматической коробкой передач.

Принцип работы автоматической коробки передач: видео

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Как работает автоматическая коробка передач?

По словам Майнеке, 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 на самом деле 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 насосу 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, кольцевой 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 муфты, 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 устраняет необходимость 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 ASE техническим специалистом Дуэйн Саялун из YourMechanic.com . Для любых 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

https://auto.howstuffworks.com /automatic-transmission12.htm

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

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) ездят на машинах с автоматической коробкой 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 с горы, 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 щит автомобиля.

Ранее мы подробно описывали, как механические трансмиссии достигают этого за счет передаточных чисел.Соединяя шестерни разного размера друг с другом, 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 общее 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 монтируется 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 (на самом деле, именно разница в скорости 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, соединенную с турбиной.Когда автомобиль достигает определенной скорости (обычно 45-50 миль в час), муфта гидротрансформатора включается и заставляет турбину вращаться с той же скоростью, что и насос. Компьютер контролирует 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 развивает более высокие скорости, 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 — это внешняя шестерня с внутренними зубьями. 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, когда различные компоненты действуют либо как входная шестерня (шестерня, вырабатывающая мощность), либо как выходная шестерня (шестерня, которая получает мощность), либо удерживаются в неподвижном состоянии.

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

В этом сценарии солнечная шестерня является входной. 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 на 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 такой конфигурации вы будете двигаться по автостраде со скоростью 60+ миль в час.

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

Поскольку 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

Тормозные ленты 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.

Ряд муфт также подключается к различным частям планетарной системы. 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. Независимо от того, включается ли сцепление или нет, это связано с комбинацией 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 шестерню коробки передач .

В зависимости от того, какое многодисковое сцепление или тормозная лента задействовано в трансмиссии, мощность от гидротрансформатора вызовет либо солнечную шестерню , водило планетарной передачи , либо коронную 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 трансмиссии.

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 имеете хорошее представление о том, что происходит под капотом.

Как работает автоматическая коробка передач?

Если вам нравится большинство, понимание тонкостей вашего автомобиля похоже на понимание продвинутой ядерной физики.Тем не менее, именно этого хотят и хотят видеть производители автомобилей. Они проектируют ваш автомобиль, грузовик или внедорожник так, чтобы он оптимально работал сам по себе. Таким образом, если все работает правильно, вы даже не заметите, что происходит.

При этом полезно понимать, как именно работают различные системы и компоненты вашего автомобиля, чтобы лучше понимать необходимость регулярного планового обслуживания. Возможно, нет другой системы, более важной для понимания, чем та, которая поддерживает работу вашего автомобиля: вашу трансмиссию.

Сравнение вашего двигателя с трансмиссией

Погодите: разве двигатель транспортного средства не обеспечивает свою мощность? Да, есть, но что-то должно иметь возможность рассеивать эту энергию по колесам и контролировать динамику движения вашего автомобиля, включая скорость, расход топлива и обороты. Это работа вашей передачи. Поскольку ваш двигатель генерирует крутящий момент (сила, вызывающая вращение), ваша трансмиссия использует различные передаточные числа, которые регулируют энергию вращения для вращения колес.При включении передач (или когда вы остановились) должен быть какой-то механизм, который отключает трансмиссию от двигателя, чтобы двигатель мог продолжать вращаться. В противном случае ваш двигатель либо заглох бы каждый раз, когда вы останавливали автомобиль, либо вы не смогли бы контролировать свое ускорение.

В механической коробке передач это достигается за счет включения сцепления при каждом переключении передачи. С автоматической коробкой передач переключение передач происходит за вас. Простота эксплуатации автоматических трансмиссий делает их гораздо более привлекательным вариантом для водителей.Действительно, только около 10 процентов автомобилей на американском автомобильном рынке по-прежнему предлагают варианты с механической коробкой передач.

Основные сведения об автомате

Для вас важно спросить себя: «Как работает автоматическая коробка передач?» просто потому, что большинство автомобилей имеют автоматические коробки передач. Вместо сцепления в автоматической коробке передач используется преобразователь крутящего момента. Это гидравлическая муфта, в которой используется отдельный насос и турбина, вращающиеся в противоположных направлениях внутри самого преобразователя, что позволяет двигателю вращаться независимо от трансмиссии.

Вместо использования разных наборов шестерен для блокировки и разблокировки выходных валов трансмиссии автоматическая трансмиссия использует одну зубчатую передачу для достижения различных передаточных чисел. Сложная гидравлическая система регулирует различные ленты и муфты, управляющие передачей, а шестеренчатый насос проталкивает трансмиссионную жидкость. Затем регулятор регулирует движение переключающих клапанов, которые подают гидравлическую жидкость для включения различных передач. По мере того, как давление жидкости внутри регулятора увеличивается или уменьшается, он заставляет клапаны переключения закрывать и открывать различные контуры зубчатой ​​передачи.

Понимание того, как работает ваш автомобиль, является важным компонентом его обслуживания. Тем не менее, простое понимание сложности вашей передачи может не приравниваться к знанию того, как правильно ее обслуживать. При возникновении проблем с трансмиссией лучше доверить ремонт нашей команде сертифицированных специалистов ASE здесь, в Sun Auto Service. Вместе мы сможем обеспечить бесперебойную работу вашего автомобиля.

Взгляд изнутри на работу автоматической коробки передач

Иногда мы принимаем наши автомобили как должное, забывая обо всей работе, которая выполняется под капотом, чтобы включить автоматическую коробку передач, наиболее распространенную трансмиссию на дорогах сегодня.

Хотя простота автоматической коробки передач произвела революцию в автомобильном мире, научные данные, лежащие в основе ее, не всегда понимаются или ценятся. Технология, которая позволяет автомобилям с автоматической коробкой передач переключаться между передачами, впечатляет и включает в себя сложный состав компонентов.

Основы АКПП

В автоматических трансмиссиях используются шестерни для наиболее эффективного использования крутящего момента двигателя, позволяя двигателю работать с соответствующей скоростью, обеспечивая при этом широкий диапазон выходных скоростей для автомобиля.В простейшем случае автоматические трансмиссии работают следующим образом:

• Двигатель соединяется с трансмиссией через колоколообразный кожух
• Колокольный кожух содержит гидротрансформатор, который заменяет сцепление, используемое в автомобиле с механической трансмиссией
• Гидротрансформатор соединяет двигатель с трансмиссией и оказывает давление на трансмиссию жидкость для передачи скорости
• Планетарные передачи в трансмиссии создают разные передаточные числа, позволяя транспортному средству переключаться между разными передачами на основе связи от преобразователя крутящего момента.

Планетарный редуктор

Планетарный редуктор является центральным звеном в автоматической коробке передач. Автоматическая трансмиссия состоит из двух планетарных передач, соединенных вместе в один компонент. В состав планетарной передачи входят:

• Солнечная шестерня в центре
• Планетарные шестерни, которые вращаются вокруг солнечной шестерни
• Водило планетарной шестерни, которое соединяет планетарные шестерни
• Кольцевая шестерня снаружи, которая входит в зацепление с планетарными шестернями.

Составной планетарный ряд, используемый в автоматической коробке передач, состоит из одного зубчатого венца, но двух солнечных шестерен и двух наборов планет. Эти части работают вместе, чтобы позволить автомобилю работать на первой передаче, второй передаче, третьей передаче, повышающей передаче и заднем ходу.

Гидротрансформатор может отправлять необходимую информацию на планетарный ряд, чтобы гарантировать включение соответствующих передач для создания необходимых передаточных чисел.

Роль гидротрансформатора

В то время как планетарный ряд является ключевым компонентом в создании необходимых передаточных чисел, преобразователь крутящего момента занимает место муфты в механической коробке передач, контролируя связь с планетарной передачей.

Основные компоненты гидротрансформатора:

• Рабочее колесо: часть корпуса гидротрансформатора (которая соединена с двигателем) и приводит в движение турбину за счет сил вязкости.
• Турбина: соединена с входным валом трансмиссии.
• Статор: находится между рабочим колесом и турбиной и сводит к минимуму потери от взбивания. увеличение крутящего момента за счет перенаправления жидкостей.

Двигатель вращает крыльчатку, которая воздействует на трансмиссионную жидкость. Эта сила вращает турбину, которая передает крутящий момент на трансмиссию.Без статора были бы потери на взбивание и тепловыделение.

Эти потери от текучести будут результатом того, что скорость жидкости, возвращающейся из турбины, противодействует вращению крыльчатки. Статор обеспечивает большую часть скорости жидкости в направлении крыльчатки, помогая крыльчатке двигаться, а не препятствуя ее движению. Статор может вращаться только в том же направлении, что и рабочее колесо, и обычно включается только тогда, когда транспортное средство останавливается или ускоряется.

Некоторые гидротрансформаторы также содержат муфту блокировки. Это устройство блокирует турбину, так что она механически связана с рабочим колесом. Это гарантирует передачу крутящего момента двигателя на входной вал трансмиссии.

Значение клапанов и модуляторов в автоматических трансмиссиях

Чтобы знать, когда нужно переключать передачи, автоматические коробки передач должны получать сигналы о том, насколько сильно работает двигатель. Для этого служат клапаны и модуляторы.

В автомобилях для давления на дроссельную заслонку используется вакуумный модулятор или трос. Затем дроссельная заслонка будет сообщаться с переключающими клапанами через давление жидкости. Это давление сообщит клапанам переключения, когда нужно переключаться с одной передачи на другую.

Клапаны переключения передач реагируют на различные диапазоны давления; в зависимости от скорости автомобиля соответствующий клапан переключения передач срабатывает, чтобы переключить автомобиль на соответствующий диапазон передач.

Закулисная работа, которую выполняет автоматическая коробка передач, впечатляет.В следующий раз, когда ваш автомобиль переключит передачу без каких-либо усилий с вашей стороны, вы сможете оценить сложную работу, выполняемую под капотом.

Вот как работает автоматическая трансмиссия

Вы когда-нибудь задумывались, как ваша трансмиссия умеет переключать передачи? Почему при остановке двигатель не глохнет? Мы здесь, чтобы показать вам, как работают автомобили. Недавно мы посмотрели на МКПП. На этой неделе это обычное время для барахла.

Автоматические коробки передач — это черная магия.Огромное количество движущихся частей делает их очень трудными для понимания. Давайте немного упростим его, чтобы получить общее представление о том, как все это работает в традиционной системе на основе гидротрансформатора.

Двигатель соединяется с трансмиссией в месте, называемом колоколом. В колокольном корпусе находится преобразователь крутящего момента для автомобилей с автоматической коробкой передач, в отличие от сцепления на автомобилях с механической коробкой передач. Гидротрансформатор — это гидравлическая муфта, работа которой заключается в соединении вашего двигателя с трансмиссией и, следовательно, с вашими ведущими колесами.Трансмиссия содержит планетарные передачи, которые обеспечивают различные передаточные числа. Чтобы лучше понять, как работает вся автоматическая трансмиссия, давайте взглянем на преобразователи крутящего момента и планетарные редукторы.

Гидротрансформатор

Прежде всего, гибкая пластина вашего двигателя (в основном маховик для автоматической коробки передач) подключается непосредственно к гидротрансформатору. Когда коленчатый вал вращается, вращается и корпус гидротрансформатора. Преобразователь крутящего момента предназначен для подключения и отключения мощности двигателя от ведомой нагрузки.Гидротрансформатор заменяет сцепление в обычной механической коробке передач. Как работает гидротрансформатор? Что ж, посмотрите видео выше. В нем объясняются основные принципы гидравлической муфты. После того, как вы это увидели, продолжайте читать, чтобы увидеть, чем гидротрансформатор отличается от стандартной гидравлической муфты.

G / O Media может получить комиссию

Основными компонентами преобразователя крутящего момента являются: крыльчатка, турбина, статор и муфта блокировки.Крыльчатка является частью корпуса гидротрансформатора, который соединен с двигателем. Он приводит в движение турбину за счет сил вязкости. Турбина соединена с входным валом трансмиссии. По сути, двигатель вращает крыльчатку, которая передает силу жидкости, которая затем вращает турбину, передавая крутящий момент на трансмиссию.

Трансмиссионная жидкость течет по петле между рабочим колесом и турбиной. Гидравлическая муфта на видео выше страдает от серьезных потерь при взбалтывании (и, как следствие, накопления тепла), поскольку жидкость, возвращающаяся из турбины, имеет компонент своей скорости, который препятствует вращению крыльчатки.То есть жидкость, возвращающаяся из турбины, работает против вращения крыльчатки и, таким образом, против двигателя.

Статор находится между крыльчаткой и турбиной. Его цель — минимизировать потери на перемешивание и увеличить выходной крутящий момент за счет перенаправления жидкости по мере ее возврата от турбины к крыльчатке. Статор направляет жидкость так, чтобы большая часть ее скорости приходилась на крыльчатку, помогая крыльчатке двигаться и, таким образом, увеличивая крутящий момент, создаваемый двигателем.Благодаря этой способности увеличивать крутящий момент мы называем их преобразователями крутящего момента, а не гидравлическими муфтами.

Статор установлен на односторонней муфте. Он может вращаться в одном направлении только тогда, когда турбина и крыльчатка движутся примерно с одинаковой скоростью (например, при движении по шоссе). Статор либо вращается вместе с крыльчаткой, либо не вращается совсем. Однако статоры не всегда увеличивают крутящий момент. Они обеспечивают вам больший крутящий момент, когда вы находитесь либо на месте (например, при торможении на стоп-сигнале), либо при ускорении, но не во время движения по шоссе.

Помимо односторонней муфты в статоре, некоторые преобразователи крутящего момента содержат муфту блокировки, работа которой заключается в блокировке турбины с корпусом преобразователя крутящего момента, так что турбина и рабочее колесо механически связаны. Исключение гидравлической муфты и ее замена механическим соединением гарантирует, что весь крутящий момент двигателя передается на входной вал трансмиссии.

Планетарные передачи

Фото из Википедии

Итак, теперь, когда мы выяснили, как двигатель передает мощность на трансмиссию, пришло время выяснить, как в случае трения он переключает передачи.В обычной трансмиссии переключение передач выполняется составным планетарным редуктором. Понять, как работают планетарные редукторы, непросто, поэтому давайте взглянем на базовый планетарный редуктор.

Планетарный ряд (также известный как планетарный ряд) состоит из солнечной шестерни в центре, планетарных шестерен, которые вращаются вокруг солнечной шестерни, водила планетарной передачи, соединяющего планетарные шестерни, и зубчатого колеса снаружи, которое входит в зацепление. с планетарной передачей. Основная идея планетарного ряда заключается в следующем: с помощью сцеплений и тормозов вы можете предотвратить перемещение определенных компонентов.При этом вы можете изменить вход и выход системы и, таким образом, изменить общее передаточное число. Подумайте об этом так: планетарный ряд позволяет изменять передаточное число без необходимости включать другие передачи. Все они уже помолвлены. Все, что вам нужно сделать, это использовать сцепления и тормоза, чтобы изменить, какие компоненты вращаются, а какие остаются неподвижными.

Конечное передаточное число зависит от того, какой компонент закреплен. Например, если коронная шестерня закреплена, передаточное число будет намного короче, чем если бы солнечная шестерня закреплена.Прекрасно зная о рисках, связанных с составлением здесь уравнения, я все равно добавлю его. Следующее уравнение подскажет вам ваши передаточные числа в зависимости от того, какой компонент зафиксирован, а какой находится в движении. R, C и S представляют коронную шестерню, водило и солнечную шестерню. Омега просто представляет угловую скорость шестерен, а N — количество зубьев.

Принцип работы таков: допустим, мы решили оставить водило планетарной передачи неподвижным и сделать солнечную шестерню нашим входом (таким образом, кольцевая шестерня является нашим выходом).Планеты могут вращаться, но они не могут двигаться, так как носитель не может двигаться. Omega_c равно нулю, поэтому левая часть приведенного выше уравнения пропала. Это означает, что когда мы вращаем солнечную шестерню, она передает крутящий момент через планетарные шестерни на кольцевую шестерню. Чтобы выяснить, каким будет передаточное число, мы просто решаем приведенное выше уравнение для Omega_r / Omega_s. В итоге мы получаем -N_s / N_R, то есть передаточное число, когда мы фиксируем водило и делаем кольцевую шестерню нашим выходом, а солнечную шестерню — нашим входом, это просто отношение количества зубьев между солнечной шестерней и кольцевой шестерней.Это отрицательно, поскольку кольцо вращается в направлении, противоположном солнечной шестерне.

Вы также можете заблокировать коронную шестерню и сделать солнечную шестерню своим входом, а вы можете заблокировать солнечную шестерню и сделать водило своим входом. В зависимости от того, что вы заблокируете, вы получите разные передаточные числа, то есть вы получите разные «шестерни». Чтобы получить передаточное число 1: 1, вы просто соединяете компоненты вместе (для этого нужно заблокировать только два), так что коленчатый вал вращается с той же скоростью, что и выходной вал трансмиссии.

Итак, как тормоза и сцепления перемещаются для переключения передач? Ну, гидротрансформатор также отвечает за работу насоса трансмиссионной жидкости. Давление жидкости — это то, что приводит в действие муфты и тормоза планетарной передачи. Насос часто представляет собой насос типа геротера (шестеренчатый насос), что означает, что ротор вращается в корпусе насоса и, когда он вращается, он «сцепляется» с корпусом. Эта «сетка» создает камеры, которые изменяются по объему. Когда объем увеличивается, создается вакуум — это вход насоса.Когда объем уменьшается, жидкость сжимается или перекачивается за счет зацепления шестерен — это выход насоса. Гидравлический блок управления посылает гидравлические сигналы для переключения передач (через ленточные тормоза и сцепления) и для блокировки гидротрансформатора.

Обратите внимание, что в большинстве современных автоматических коробок передач используется составная планетарная передача Ravigneaux. Этот набор передач имеет две солнечные шестерни (малую и большую), два набора планет (внутреннюю и внешнюю) и одно водило. По сути, это две простые планетарные передачи в одной.

Итак, теперь, когда мы рассмотрели гидротрансформаторы и планетарные редукторы, давайте посмотрим на видео ниже, чтобы увидеть, как все это сочетается:

Верхнее фото Кредит: Vestman

Как работает автоматическая коробка передач

Автоматическая коробка передач позволяет двигателю автомобиля работать в узком диапазоне скоростей, как и механическая коробка передач. Поскольку двигатель достигает более высоких степеней крутящего момента (крутящий момент — это мощность вращения двигателя), шестерни в трансмиссии позволяют двигателю в полной мере использовать крутящий момент, создаваемый при сохранении соответствующей скорости.

Насколько важна коробка передач для работы автомобиля? Без трансмиссии у транспортных средств только одна передача, требуется целая вечность, чтобы достичь более высоких скоростей, и быстро изнашивать двигатель из-за постоянно высоких оборотов.

Принцип автоматической коробки передач

Принцип, лежащий в основе автоматической трансмиссии, основан на использовании датчиков для определения подходящего передаточного числа для использования, в значительной степени зависящего от желаемой скорости транспортного средства.Трансмиссия соединяется с двигателем в колоколе, где преобразователь крутящего момента преобразует крутящий момент двигателя в движущую силу, а в некоторых случаях даже усиливает эту мощность. Преобразователь крутящего момента в трансмиссии делает это, передавая эту мощность на приводной вал через планетарный редуктор и диски сцепления, которые затем позволяют ведущим колесам автомобиля вращаться, обеспечивая движение вперед, с разными передаточными числами, необходимыми для разных скоростей. В зависимости от марки и модели сюда входят автомобили с задним, передним и полным приводом.

Если бы у транспортного средства была только одна или две передачи, повышение скорости было бы проблемой, потому что двигатель вращается только на определенных оборотах в зависимости от передачи. Это означает более низкие обороты на более низких передачах и, следовательно, более низкую скорость. Если наивысшая передача была второй, то транспортному средству нужно было бесконечно разгоняться до скорости на более низких оборотах, постепенно увеличивая обороты по мере того, как транспортное средство набирало скорость. Нагрузка на двигатель также становится проблемой при работе на высоких оборотах в течение более длительных периодов времени.

За счет использования определенных передач, которые работают вместе друг с другом, автомобиль постепенно набирает скорость по мере перехода на более высокие передачи. Когда автомобиль переключается на более высокие передачи, обороты снижаются, уменьшая нагрузку на двигатель. Различные шестерни представлены передаточным числом (которое является соотношением шестерен по размеру и количеству зубьев). Шестерни меньшего размера вращаются быстрее, чем шестерни большего размера, и в каждой позиции шестерни (в некоторых случаях с первой по шестую) используются разные шестерни разного размера и числа зубьев для достижения плавного ускорения.

Охладитель трансмиссии необходим при транспортировке тяжелых грузов, поскольку более тяжелая нагрузка создает дополнительную нагрузку на двигатель, заставляя его работать более горячим и сжигать трансмиссионную жидкость. Охладитель трансмиссии находится внутри радиатора, где отводит тепло от трансмиссионной жидкости. Жидкость проходит по трубкам в охладителе к охлаждающей жидкости в радиаторе, поэтому трансмиссия не нагревается и может выдерживать более тяжелые нагрузки.

Что делает гидротрансформатор

Гидротрансформатор умножает и передает крутящий момент, создаваемый двигателем транспортного средства, и передает его через шестерни трансмиссии на ведущие колеса на конце приводного вала.Некоторые преобразователи крутящего момента также действуют как механизм блокировки, связывая двигатель и трансмиссию при работе на одинаковых скоростях. Это помогает предотвратить пробуксовку коробки передач, что приводит к снижению эффективности.

Гидротрансформатор может иметь одну из двух форм. Первая, гидравлическая муфта, использует по крайней мере двухэлементный привод для передачи крутящего момента от трансмиссии на приводной вал, но не увеличивает крутящий момент. Гидравлическая муфта, используемая в качестве альтернативы механической муфте, передает крутящий момент двигателя на колеса через карданный вал.Другой, преобразователь крутящего момента, использует в общей сложности не менее трех элементов, а иногда и больше, для увеличения крутящего момента, выходящего из трансмиссии. Преобразователь использует ряд лопастей и реактора или лопаток статора для увеличения крутящего момента, что приводит к увеличению мощности. Статор или статические лопасти служат для перенаправления трансмиссионной жидкости до того, как она попадет в насос, резко увеличивая эффективность преобразователя.

Внутренняя работа планетарного редуктора

Знание того, как части автоматической трансмиссии взаимодействуют друг с другом, действительно может увидеть все это в перспективе.Если заглянуть внутрь автоматической коробки передач, помимо различных лент, пластин и шестеренчатого насоса, основным компонентом является планетарный ряд. Эта зубчатая передача состоит из солнечной шестерни, планетарных шестерен, водила планетарной шестерни и зубчатого венца. Планетарный механизм размером примерно с дыню создает различные передаточные числа, необходимые трансмиссии для достижения необходимых скоростей для движения вперед во время движения, а также для включения заднего хода.

Различные типы шестерен работают вместе, работая как вход или выход определенного передаточного числа, необходимого в любой момент времени.В некоторых случаях шестерни бесполезны в определенном передаточном числе и поэтому остаются неподвижными, а ленты внутри трансмиссии удерживают их в стороне до тех пор, пока они не понадобятся. Другой тип зубчатой ​​передачи, составная планетарная передача, включает в себя два набора солнечных и планетарных шестерен, но только одну коронную шестерню. Целью этого типа редуктора является обеспечение крутящего момента в меньшем пространстве или увеличение общей мощности транспортного средства, например, в грузовике большой грузоподъемности.

Изучение шестерен

При работающем двигателе трансмиссия реагирует на любую передачу, которую в данный момент включает водитель.В положении «Парковка» или «Нейтраль» трансмиссия не включается, поскольку транспортным средствам не нужен крутящий момент, когда они не находятся в движении. У большинства автомобилей есть различные приводные передачи, используемые при движении вперед, от первой до четвертой.

Высокопроизводительные автомобили, как правило, имеют даже больше передач, даже до шести, в зависимости от марки и модели. Чем ниже передача, тем ниже скорость. В некоторых транспортных средствах, особенно грузовиках средней и большой грузоподъемности, используется повышающая передача, чтобы поддерживать более высокие скорости, а также повышать топливную экономичность.

В последнюю очередь автомобили используют заднюю передачу для заднего хода. В задней передаче используется одна из меньших шестерен для включения более крупной планетарной передачи, а не наоборот при движении вперед.

Как в трансмиссии используются муфты и ленты

Кроме того, в автоматической коробке передач используются муфты и ленты, которые помогают достичь различных необходимых передаточных чисел, в том числе для повышающей передачи. Муфты вступают в действие при соединении частей планетарных шестерен друг с другом, в то время как ленты помогают удерживать шестерни в неподвижном состоянии, чтобы они не вращались, когда в них нет необходимости.Ремни, управляемые гидравлическими поршнями в трансмиссии, фиксируют части зубчатой ​​передачи. Гидравлические цилиндры и поршни также управляют сцеплениями, заставляя их включать передачи, необходимые для определенного передаточного числа и скорости.

Диски сцепления находятся внутри барабана сцепления в трансмиссии и чередуются со стальными дисками между ними. Диски сцепления в форме дисков врезаются в стальные диски благодаря специальному покрытию. Вместо того, чтобы повредить пластины, диски постепенно сжимают их, медленно передавая мощность, которая затем передается на ведущие колеса автомобиля.

Диски сцепления и стальные диски представляют собой общую область, где происходит проскальзывание. В конечном итоге это проскальзывание приводит к попаданию металлической стружки в остальную часть трансмиссии и возможному выходу трансмиссии из строя. Механик осмотрит трансмиссию, если у автомобиля есть проблемы с проскальзыванием трансмиссии.

Гидравлические насосы, клапаны и регулятор

Но откуда берется «настоящая» мощность в автоматической коробке передач? Реальная сила заключается в гидравлической системе, встроенной в корпус трансмиссии, включая насос, различные клапаны и регулятор.Насос всасывает трансмиссионную жидкость из поддона, расположенного в нижней части трансмиссии, подает ее в гидравлическую систему для приведения в действие содержащихся в ней муфт и лент. Кроме того, внутренняя шестерня насоса соединяется с внешним корпусом гидротрансформатора. Это позволяет ему вращаться с той же скоростью, что и двигатель транспортного средства. Внешняя шестерня насоса вращается в соответствии с внутренней шестерней, позволяя насосу всасывать жидкость из отстойника с одной стороны, одновременно подавая ее в гидравлическую систему с другой стороны.

Регулятор регулирует трансмиссию, сообщая ему скорость автомобиля. Регулятор с подпружиненным клапаном открывается тем сильнее, чем быстрее движется автомобиль. Это позволяет гидравлической системе трансмиссии пропускать больше жидкости на более высоких скоростях. В автоматической коробке передач используется один из двух видов устройств, ручной клапан или вакуумный модулятор, чтобы определить, насколько сильно работает двигатель, увеличивая давление по мере необходимости и запрещая использование определенных передач в зависимости от используемого передаточного числа.

Правильно обслуживая трансмиссию, владельцы транспортных средств могут рассчитывать, что она прослужит весь срок службы транспортного средства. В очень прочной системе автоматической трансмиссии используется множество различных деталей, включая преобразователь крутящего момента, планетарные передачи и барабан сцепления, которые обеспечивают мощность на ведущие колеса автомобиля, поддерживая его на желаемой скорости.

Если у вас возникли проблемы с автоматической коробкой передач, обратитесь за помощью к механику для поддержания уровня жидкости, осмотрите ее на предмет повреждений и при необходимости отремонтируйте или замените.

Общие проблемы и симптомы проблем автоматической коробки передач

Некоторые из наиболее распространенных проблем, связанных с неисправной коробкой передач, включают:

• Отсутствие реакции или колебания при включении передачи. Обычно это указывает на проскальзывание трансмиссии.
• Коробка передач издает множество странных мычаний, стуков и мычаний. Попросите механика проверить ваш автомобиль, когда он издает такие шумы, чтобы определить, в чем проблема.
• Утечка жидкости указывает на более серьезные проблемы, и вам следует попросить механика устранить эту проблему как можно скорее. Трансмиссионная жидкость не горит, как моторное масло. Регулярная проверка уровня жидкости механиком может помочь решить потенциальную проблему до ее начала.
• Запах гари, особенно из области трансмиссии, может указывать на очень низкий уровень жидкости. Трансмиссионная жидкость предохраняет шестерни и детали трансмиссии от перегрева.
• Контрольная лампа двигателя также может указывать на проблему с автоматической коробкой передач.Попросите механика провести диагностику, чтобы найти точную проблему.

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 и 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 фиксируется на коронной шестерне, и весь блок вращается как одно целое.

А крутящий момент преобразователь представляет собой гидравлическую муфту, которая действует как схватить , за исключением того, что диск 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 .