Автоматическая коробка передач устройство: устройство и принцип работы классического автомата

Содержание

Устройство и принцип работы автоматической коробки

Главная
Блог
Делимся опытом
Устройство и принцип работы автоматической коробки переключения передач

Павел [therock9618]

14.02.2017,
Просмотров: 2655

В настоящее время, каждый выпускаемый автомобиль имеет комплектацию с автоматической коробкой переключения передач. Внедрение АКПП, обеспечило водителю комфортное вождение, без надобности постоянно выжимать педаль сцепления и вручную осуществлять переключение передач как на механической коробке передач.

АКПП имеет сложное устройство и дорога в обслуживании, однако по сравнению с механической коробкой имеет как преимущества так и недостатки. К преимуществам относится то, что ещё раз повторюсь, нет надобности выжимать педаль сцепления и вручную переключать передачи на повышенную или пониженную, за что эту коробку передач и предпочитают особи противоположного пола. Это не только удобно, но ещё и меньше отвлекаешься от слежения за дорогой. Недостатки этой коробки: длительный разгон автомобиля, соответственно с этим повышенный расход топлива, а также достаточно дорогое обслуживание.

АКПП устанавливается как на переднеприводные так и на заднеприводные автомобили, также есть полноприводные автомобили с автоматической трансмиссией, которая продолжает совершенствоваться и по сей день. Разработчикам удалось сделать практически неощутимое переключение передач, снизить время разгона автомобиля и снизить расход топлива, также к коробке было добавлено множество разных функций. Различают три основных типа АКПП:

Гидравлическая АКПП (классическая коробка автомат) — передаточное число изменяется при помощи давления масла, которое нагнетается масляным насосом, путём блокировки муфт, соединённых с элементами планетарного ряда;

Вариатор (бесступенчатая коробка передач) — понижение или повышение передачи крутящего момента происходит изменением диаметра ведущего и ведомого шкивов при помощи давления масла;

Роботизированная АКПП — управляется электронным блоком управления.

Роботизированная АКПП разделяется также на два подвида:

АКПП Tiptronic — представляет собой гидравлическую АКПП с функцией ручного переключения передач;

DSG — можно сказать более усовершенствованный Tiptronic, с двумя сцеплениями, которые сглаживают переход между передачами, делая его незаметным для водителя. Также есть функция «Спорт-режим», обеспечивающая быстрый разгон автомобиля. Такая коробка передач по расходу топлива экономичнее механической.

Многие автолюбители считают, что сложно понять принцип работы автоматической коробки, однако по мне, это не совсем так. Попробую доходчиво растолковать читателям устройство и принцип работы классической трёхступенчатойАКПП. Автоматическая коробка состоит из трёх основных частей, каждая из которых выполняет определённую функцию:

Гидротрансформатор;

Планетарный редуктор;

Система гидравлического управления.

Гидротрансформатор обеспечивает передачу крутящего момента к механизмам трансмиссии, как обычное сцепление автомобиля. Гидротрансформатор используется на всех видах АКПП и состоит из насосного колеса, реактора и турбинного колеса, заключённых в одном корпусе, который прикрепляется к маховику двигателя. Внутри гидротнасформатора находится трансмиссионное масло для АКПП. Сразу за ним, на валу трансмиссии расположен центробежный масляный насос, который от вращения вала создаёт определённое давление масла в системе гидравлического управления.

Насосное колесо, прочно соединено с корпусом, а турбинное с валом трансмиссии. Благодаря вращению насосного колеса от маховика, его лопасти подхватывают жидкость и центробежной силой направляют её к турбинному колесу, которое начинает вращаться. Реактор, расположенный между насосным и турбинным колесом, вращается свободно и служит для перенаправления жидкости, которая летит от турбинного колеса обратно к насосному в сторону его вращения, чтобы исключить понижение крутящего момента. Планетарный редуктор, является основным элементом автоматической коробки, передающим крутящий момент к ведомой шестерне, затем через неё он передаётся на дифференциал и уже потом к ведущим колёсам.

Планетарный редуктор состоит из солнечной шестерни, планетарного водила, на котором расположены сателлиты и коронная шестерня.

Путём блокировки одного из элементов планетарного ряда, будь то солнечная шестерня, водило или коронная шестерня, осуществляется изменение крутящего момента. Например, заблокировав солнечную шестерню, скорость вращения водила с сателлитами будет меньше, чем скорость вращения коронной шестерни. А когда мы будем вращать коронную шестерню с заблокированной солнечной шестернёй, водило с сателлитами будет одинаково вращаться с коронной шестернёй. Или же, если вращать солнечную шестерню и заблокировать водило, то через сателлиты, коронная шестерня будет вращаться в обратном направлении, что позволит автомобилю двигаться задним ходом.

На трёхступенчатых АКПП установлены два планетарных редуктора. Входной вал является ведущим, так как он передаёт крутящий момент через гидротрансформатор. На конце входного вала зубчатый венец, который через фрикционы соединяется с барабаном промежуточного вала, на котором расположены планетарные редуктора, заключённые в барабан. Каждый редуктор имеет свой фрикционный пакет. Водило заднего планетарного редуктора соединено с выходящим валом, передающим момент на ведущие колёса. Фрикционный пакет, представляет собой набор металлических и картонных пластин, которые блокируют соответствующий элемент планетарного ряда.

Пакет фрикционов приводится поршнем с помощью давления масла через специальные масляные каналы в корпусе коробки передач. Получается при блокировке того или иного планетарного ряда, зубцы фрикционной муфты входят в зацепление и с корпусом барабана и с тем планетарным элементом, который они блокируют.

Большее количество передач достигается наличием дополнительных планетарных редукторов и их фрикционных пакетов. Однако конструкция и принцип работы будет намного сложнее и запутаннее.

Система гидравлического управления состоит из масляного насоса, о котором упоминалось выше, электронного блока управления и масляных каналов с золотниками, которые в зависимости от давления масла открывают ему доступ к определённым каналам. Изменение крутящего момента в АКПП зависит от нагрузки на двигатель и скорости движения автомобиля. Регулятор дроссельного давления на основании этих показателей перемещает клапан, к тем или иным масляным каналам, которые приводят в действие механизмы фрикционных муфт в зависимости от возрастания или понижения дроссельного давления в регуляторе.

Когда водитель вручную переводит рычаг КПП в положение 1, 2 или 3, в системе срабатывает определённый золотник, открывающий путь масла к определённым фрикционам для включения соответствующей передачи.

В АКПП заднеприводного автомобиля используется передача крутящего момента на одном валу, в который входят ведущий, промежуточный и ведомый. А в переднеприводном, используется вторичный вал, соединённый с первичным, шестернями. Вторичный вал входит в дифференциал, заключённый в картере коробки передач.

Устройство автоматической коробки передач

Главная
Ремонт

Из каких деталей состоит автоматическая коробка передач автомобиля

Автоматическая коробка передач состоит из гидротрансформатора и механической планетарной коробки передач. Гидротрансформатор выполняет функции сцепления и автоматически изменяет крутящий момент в зависимости от скорости движения автомобиля. Гидротрансформатор состоит из центробежного насоса и центростремительной турбины, а также аппарата-реактора. Турбина и насос предельно сближены, их форма обеспечивает непрерывный круг циркуляции рабочей жидкости.

Насосное колесо связано с коленвалом двигателя, турбина связана с валом коробки передач. В гидротрансформаторе нет жесткой связи между ведущими и ведомыми элементами. Поэтому передача энергии от двигателя к трансмиссии производится рабочей жидкостью, отбрасывающей с лопаток насоса на лопасти. Гидромуфта передает крутящий момент, не трансформируя его величину. Реактор изменяет крутящий момент, располагающийся на пути, по которому масло возвращается из турбины в насос. Скорость рабочей жидкости увеличивается, потому как лопатки реактора имеют особый профиль, а межлопаточные каналы постепенно сужаются.

Благодаря увеличению скорости циркуляции масла внутри гидротрансформатора крутящий момент на выходном валу гидротрансформатора увеличивается. К тому же режим работы турбины изменяется автоматически.

Автоматическая коробка передач имеет такой принцип работы, что гидротрансформатор, состоящий из центробежного насоса и центросмесительной турбины, предельно сближенных и образующих лопастями форму, обеспечивающую непрерывный круг циркуляции рабочей жидкости. Насосное колесо связано с коленвалом, а турбинное – с валом коробки передач. Энергия от двигателя к трансмиссии осуществляется потоками рабочей жидкости, которая отбрасывается лопатками насосного колеса на лопасти турбинного колеса. При этом нет жесткой связи между двигателем и трансмиссией.

Что означают буквы, расположенные возле рычага

Р (парковка) – рекомендуется после полной остановки автомобиля и фиксации ручным тормозом. Из такого же положения запускается двигатель.
R (задний ход) – включается также после полной остановки автомобиля, удерживая педаль тормоза нажатой.
N (нейтральное положение) – устанавливается в тот момент, когда крутящий момент не передается от двигателя ведущим колесам. Не желательно включать такой режим во время движения. Однако при таком положении рычага разрешен запуск двигателя.
D (движение) – обеспечивает движение автомобиля в нормальных условиях. Передачи изменяются автоматически при изменении скорости автомобиля.
Также есть диапазоны пониженных передач, которые включаются на дорогах с подъемами и спусками. В зависимости от сложности дороги есть два переключателя — D3 (S) и D2 (L).

10.09.2012

Нашли ошибку? Выделите текст мышью и нажмите Ctrl+Enter

Была ли эта информация полезной?

Да
Нет

Введение в системы автоматической трансмиссии

Дэвид Де Месмакер
19 октября 2017 г.

автомобильный,

Легковые автомобили

Многие водители предпочитают механическую коробку передач системе автоматической коробки передач в своем автомобиле. И все же автоматическая коробка передач имеет массу преимуществ. В этой статье мы перечислим различные технологии автоматических трансмиссий и сравним их с точки зрения эффективности использования топлива, стоимости производства и комфорта вождения.

Что такое система автоматической коробки передач?

Транспортным средствам необходима трансмиссия для передачи мощности от двигателя к приводному валу и дифференциал для вращения колес. Трансмиссия изменяет крутящий момент, скорость и направление путем изменения передаточных чисел и позволяет автомобилю трогаться с места с высоким крутящим моментом. Автоматическая коробка передач, или система автоматической трансмиссии, — это коробка передач, которая после включения передачи не требует ручного переключения.

Важность правильной трансмиссионной жидкости

Как работает автоматическая коробка передач?

Существуют различные технологии, используемые для автоматизации систем передачи.

Автоматизированная механическая трансмиссия (АМТ)

Как следует из названия, системы автоматизированной механической трансмиссии (АМТ) построены на основе систем механической трансмиссии, но переключение и работа сцепления автоматизированы. В автомобилях с АМТ нет ни педали сцепления, ни настоящего рычага переключения передач. На коробке передач установлены дополнительные исполнительные механизмы для включения и выключения сцепления и переключения колец синхронизации. Весь процесс размыкания сцепления, переключения на новую передачу и замыкания сцепления контролируется электроникой. Водитель может выбрать автоматический режим или ручной режим. В ручном режиме водитель может переключать передачи с помощью подрулевых лепестков или рычага переключения передач.

Преимущества AMT:

Дополнительные функции, такие как удержание холма или управление запуском
Низкий расход топлива
Более короткое время переключения (по сравнению с механической коробкой передач)
Низкая стоимость производства

Примеры AMT:

Selespeed (Alfa Romeo)
Пистолет-пулемет (БМВ)
Сенсодрайв (Citroën и Peugeot)
Allshift (Мицубиси)
Квикшифт (Рено)
секвентроник (МБ)
Изитроник (Опель)
ММТ (Тойота)
Дайматик (Дайхатсу)
Hondamatic (Хонда)
НАви5 (Исузу)

Обычная автоматизированная трансмиссия (АТ)

Из-за регулируемого давления масла в обычной автоматизированной коробке передач скорость переключения переключается на более высокую скорость. Как только автомобиль замедляется, коробка передач возвращается на низшую передачу, а когда автомобиль останавливается, коробка передач автоматически переключается обратно на низшую передачу. На стоянке необходимо удерживать тормоз, либо переключить автомобиль в положение «N» (Нейтраль).

В современных коробках передач модуль трансмиссии контролирует давление и время переключения на основе ряда датчиков (двигателя и трансмиссии). В результате трансмиссия быстрее откликается и делает переключения более комфортными.

Подобно механической коробке передач, обычная автоматическая коробка передач имеет несколько фиксированных передач, между которыми можно переключаться. АТ переключается путем соединения муфт с определенными осями в системе передач, планетарной системе . Каждая ось имеет разное передаточное отношение, что приводит к разным передачам.

Переключение передач осуществляется автоматически с помощью гидравлической технологии. Преобразователь крутящего момента передает крутящий момент коробки передач на карданный вал.

Преимущества AT:

Более быстрая реакция передачи (по сравнению с AMT)
Повышенное удобство переключения передач (по сравнению с АМТ)
Проверенная технология
Хороший крутящий момент

Примеры AT:

Типтроник (Audi, Volkswagen, Porsche)
Стептроник (БМВ)
G-Троник (МБ)
Q-Tronic (Альфа Ромео)
Матик (Ниссан)
Круиз-О-Матик (Форд)
Powertech (Хендай)

Коробка передач с двойным сцеплением (DCT)

Коробка передач с двойным сцеплением — это новинка, представленная Audi в конце 90-х годов под названием «DSG» (Dual Shift Gearbox). Коробка передач с двойным сцеплением (DCT) имеет две оси, на которых установлена система передач. Одна ось используется для четных передач, другая ось — для нечетных передач и передачи заднего хода, каждая со своим механизмом переключения и сцеплением. Большим преимуществом является то, что следующая передача всегда готова. При движении на первой передаче другая ось неактивна, но сразу же готова к работе, поскольку движется вместе с активной осью. Эта технология обеспечивает сверхбыстрое время переключения передач.

Преимущества DCT:

Сверхбыстрое плавное переключение передач
Повышенное удобство переключения передач
Низкий расход топлива

Примеры DCT:

DCT (BMW, Honda, Hyundai, Renault)
ДСГ (Ауди, Фольксваген)
С-Троник (Ауди)
PowerShift (Вольво, Форд)
ПДК (Порше)
SpeedShift (МБ)
Твинамик (умный)
ТСТ (Фиат, Крайслер)
TC-SST (Мицубиси)

Бесступенчатая трансмиссия (CVT)

В отличие от механических или обычных автоматических трансмиссий, бесступенчатая трансмиссия (CVT) не прерывает тяговое усилие при переключении. Поскольку вариатор не работает с разными передачами, он плавно разгоняется. Сердцем вариатора является вариатор, состоящий из двух наборов конических дисков, по которым проходит ремень. Когда расстояние между двумя дисками изменяется, радиус движения ремня будет адаптирован, что позволит плавно изменять передаточное отношение. Бесступенчатая трансмиссия применима для очень высоких нагрузок с крутящим моментом примерно до 450 Нм.

Преимущества вариатора:

Очень удобное переключение передач
Хорошее ускорение
Подходит для высоких нагрузок

Примеры CVT:

Variomatic (DAF)
Вариатор (Chrysler, Jeep, Ford, Mitsubishi, Honda)
Мультитроник (Ауди, Сеат)
М-вариатор (Ниссан)
SECVT (Сузуки)
Электронный вариатор и HSD (Тойота)
левый руль (Лексус)
Линеартроник (Субару)
VTi (GM)
Автотроник (МБ)

От нашего эксперта Дэвид Де Месмакер

Дэвид работает в Q8Oils с 2008 года и является экспертом в области дизельных масел для тяжелых условий эксплуатации, моторных масел для легковых автомобилей, автомобильных трансмиссий, продуктов для сельского хозяйства и внедорожников, а также антифризов.

Спросить Предложить тему

Компоненты трансмиссии | Mister Transmission

Вы когда-нибудь задумывались, что находится внутри современной автоматической коробки передач? В этой статье описываются и информируются о пакетах фрикционов, односторонних муфтах, гидротрансформаторах и многом другом.

Современная автоматическая трансмиссия состоит из многих компонентов и систем, разработанных для совместной работы в симфонии умных механических, гидравлических и электрических технологий, которая с годами превратилась в то, что многие люди, склонные к механике, считают формой искусства. Мы пытаемся использовать простые, общие объяснения, где это возможно, для описания этих систем, но из-за сложности некоторых из этих компонентов вам, возможно, придется использовать некоторую умственную гимнастику, чтобы визуализировать их работу.

Основные компоненты, из которых состоит автоматическая коробка передач, включают:

Планетарные передачи, представляющие собой механические системы, обеспечивающие различные передаточные числа переднего и заднего хода.
Гидравлическая система, в которой используется специальная трансмиссионная жидкость, подаваемая под давлением масляным насосом через корпус клапана для управления муфтами и ремнями для управления планетарными передачами.
Уплотнения и прокладки используются для удержания масла там, где оно должно быть, и предотвращения его утечки.
Гидротрансформатор, который действует как сцепление, позволяя автомобилю останавливаться на передаче при работающем двигателе.
Регулятор и модулятор или трос дроссельной заслонки отслеживают скорость и положение дроссельной заслонки, чтобы определить момент переключения.
Компьютер, который управляет точками переключения на новых автомобилях и управляет электрическими соленоидами для переключения потока масла на соответствующий компонент в нужный момент.

Планетарные передачи

Автоматические коробки передач содержат множество передач в различных комбинациях. В механической коробке передач шестерни скользят вдоль валов, когда вы перемещаете рычаг переключения передач из одного положения в другое, задействуя шестерни различных размеров по мере необходимости, чтобы обеспечить правильное передаточное число. Однако в автоматической коробке передач шестерни никогда физически не перемещаются и всегда включают одни и те же передачи. Это достигается за счет использования планетарных передач.

Базовая планетарная передача состоит из солнечной шестерни, зубчатого венца и двух или более планетарных шестерен, находящихся в постоянном зацеплении. Планетарные шестерни соединены друг с другом через общее водило, которое позволяет шестерням вращаться на валах, называемых «шестернями», которые прикреплены к водилу.

Одним из примеров использования этой системы является подсоединение зубчатого венца к входному валу, идущему от двигателя, подсоединение водила планетарной передачи к выходному валу и блокировка солнечной шестерни, чтобы она не могла двигаться. В этом сценарии, когда мы поворачиваем зубчатый венец, планеты будут «ходить» вдоль солнечной шестерни (которая удерживается неподвижно), заставляя водило планетарной передачи вращать выходной вал в том же направлении, что и входной вал, но с меньшей скоростью, вызывая понижающая передача (аналогично автомобилю на первой передаче).

Если мы разблокируем солнечную шестерню и соединим вместе любые два элемента, это заставит все три элемента вращаться с одинаковой скоростью, так что выходной вал будет вращаться с той же скоростью, что и входной вал. Это похоже на автомобиль, который находится на третьей или высшей передаче. Другой способ, которым мы можем использовать планетарную передачу, — это заблокировать водило планетарной передачи от движения, а затем подать мощность на зубчатый венец, который заставит солнечную шестерню вращаться в противоположном направлении, давая нам заднюю передачу.

На рисунке справа показано, как описанная выше простая система будет выглядеть в реальной трансмиссии. Первичный вал соединен с зубчатым венцом (темно-серый), Выходной вал соединен с водилом планетарной передачи (светло-серый), который также соединен с «многодисковым» пакетом сцепления. Солнечная шестерня соединена с барабаном (оранжевым), который также соединен с другой половиной пакета сцепления. Барабан снаружи окружен лентой (синего цвета), которую при необходимости можно затянуть вокруг барабана, чтобы предотвратить вращение барабана с прикрепленной солнечной шестерней.

В данном случае пакет фрикционов используется для блокировки водила планетарной передачи с солнечной шестерней, заставляя их вращаться с одинаковой скоростью. Если бы и пакет сцепления, и лента были отпущены, система была бы в нейтральном положении. Поворот входного вала повернет планетарные шестерни против солнечной шестерни, но поскольку солнечную шестерню ничто не удерживает, она просто будет вращаться свободно и не окажет никакого влияния на выходной вал. Чтобы перевести устройство на первую передачу, применяется лента, удерживающая солнечную шестерню от движения. Для переключения с первой на высшую передачу ремень освобождается и включается сцепление, в результате чего выходной вал вращается с той же скоростью, что и входной вал.

Возможны многие другие комбинации с использованием двух или более планетарных пар, соединенных различными способами для обеспечения различных скоростей переднего и заднего хода, используемых в современных автоматических коробках передач.

Некоторые из хитроумных механизмов переключения передач, встречающиеся в четырех-, а теперь пяти-, шести- и даже семиступенчатых автоматах, достаточно сложны, чтобы у технически проницательного человека закружилась голова, пытающегося понять поток мощности через коробку передач при переключении с первой передачи через высшую передачу, в то время как автомобиль разгоняется до скорости шоссе. На более новых автомобилях бортовой компьютер отслеживает и контролирует эти переключения, так что они почти незаметны.

Пакеты сцепления

Пакет сцепления состоит из чередующихся дисков, которые устанавливаются внутри барабана сцепления. Половина дисков стальные и имеют шлицы, которые входят в канавки на внутренней стороне барабана. Другая половина имеет фрикционный материал, прикрепленный к их поверхности, и имеет шлицы на внутренней кромке, которые соответствуют канавкам на внешней поверхности соседней ступицы. Внутри барабана есть поршень, который активируется давлением масла в нужный момент, чтобы сжать пакет сцепления вместе, так что два компонента блокируются и вращаются как один.

Обгонная муфта

Обгонная муфта (также известная как «кулачковая» муфта) — это устройство, позволяющее такому компоненту, как зубчатый венец, свободно вращаться в одном направлении, но не в другом. Этот эффект аналогичен эффекту велосипеда, когда педали будут вращать колесо при вращении педалей вперед, но будут свободно вращаться при вращении педалей назад.

Обычно муфта свободного хода используется на первой передаче, когда рычаг переключения передач находится в положении движения. Когда вы начинаете ускоряться с места, коробка передач включается на первой передаче. Но вы когда-нибудь замечали, что происходит, если вы отпускаете газ, пока он все еще находится на первой передаче? Автомобиль продолжает двигаться по инерции, как если бы вы были на нейтральной передаче. Теперь переключитесь на пониженную передачу, а не на драйв. Когда вы отпустите газ в этом случае, вы почувствуете, как двигатель замедляет вас, как в стандартной машине с переключением передач. Причина этого в том, что в режиме Drive используется одностороннее сцепление, тогда как в режиме Low используется пакет сцепления или лента.

Ленты

Лента представляет собой стальную ленту с фрикционным материалом, прикрепленным к внутренней поверхности. Один конец ленты закреплен на корпусе трансмиссии, а другой конец соединен с сервоприводом. В нужный момент гидравлическое масло под давлением подается в сервопривод, чтобы стянуть ленту вокруг барабана и остановить вращение барабана.

Преобразователь крутящего момента

В автоматических коробках передач преобразователь крутящего момента заменяет сцепление, установленное на автомобилях со стандартным переключением передач. Это необходимо для того, чтобы двигатель продолжал работать, когда автомобиль останавливается. Принцип работы преобразователя крутящего момента подобен подключенному к стене вентилятору и нагнетанию воздуха в другой вентилятор, не подключенный к сети. Если вы возьмете лопасть отключенного от сети вентилятора, вы сможете удержать его от вращения, но как только вы отпустите, он начнет ускоряться, пока не приблизится к скорости работающего вентилятора. Разница с гидротрансформатором заключается в том, что вместо воздуха он использует масло или трансмиссионную жидкость, если быть точнее.

Гидротрансформатор представляет собой большую гидравлическую муфту в форме пончика (диаметром от 10 до 15 дюймов), которая устанавливается между двигателем и коробкой передач. Он состоит из трех внутренних элементов, которые вместе передают мощность на трансмиссию. Три элемента гидротрансформатора — это насос, турбина и статор. Насос установлен непосредственно на корпусе гидротрансформатора, который, в свою очередь, привинчен непосредственно к коленчатому валу двигателя и вращается со скоростью двигателя. Турбина находится внутри корпуса и соединена непосредственно с входным валом трансмиссии, обеспечивающей мощность для движения транспортного средства. Статор крепится к односторонней муфте, так что он может свободно вращаться в одном направлении, но не в другом. На каждом из трех элементов установлены ребра, которые точно направляют поток масла через гидротрансформатор.

При работающем двигателе трансмиссионная жидкость втягивается в секцию насоса и выталкивается наружу под действием центробежной силы, пока не достигнет секции турбины, которая запускает ее вращение. Жидкость продолжает круговое движение обратно к центру турбины, где она входит в статор. Если турбина движется значительно медленнее, чем насос, жидкость соприкасается с передней частью ребер статора, которые вдавливают статор в одностороннюю муфту и предотвращают его вращение. Когда статор остановлен, жидкость направляется ребрами статора, чтобы снова войти в насос под «помогающим» углом, обеспечивая увеличение крутящего момента. Когда скорость турбины достигает скорости насоса, жидкость начинает ударяться о лопасти статора с обратной стороны, заставляя статор вращаться в том же направлении, что и насос и турбина. При увеличении скорости все три элемента начинают вращаться примерно с одинаковой скоростью.

С 80-х годов для повышения экономии топлива преобразователи крутящего момента оснащались муфтой блокировки (не показана), которая блокирует турбину и насос, когда скорость автомобиля достигает примерно 45–50 миль в час. Эта блокировка управляется компьютером и обычно не включается, если коробка передач не находится на 3-й или 4-й передаче.

Гидравлическая система

Гидравлическая система представляет собой сложный лабиринт каналов и трубок, по которым трансмиссионная жидкость под давлением подается ко всем частям трансмиссии и гидротрансформатора. Диаграмма слева — простая схема 3-ступенчатого автомата 60-х годов. Более новые системы намного сложнее и сочетаются с компьютеризированными электрическими компонентами. Трансмиссионная жидкость служит ряду целей, в том числе: управление переключением передач, общая смазка и охлаждение трансмиссии. В отличие от двигателя, который использует масло в первую очередь для смазки, каждый аспект работы трансмиссии зависит от постоянной подачи жидкости под давлением. Это похоже на систему кровообращения человека (жидкость даже красная), где даже несколько минут работы при недостатке давления могут быть вредными или даже фатальными для жизни трансмиссии. Для поддержания нормальной рабочей температуры трансмиссии часть жидкости направляется по одной из двух стальных трубок в специальную камеру, погруженную в антифриз в радиаторе. Жидкость, проходящая через эту камеру, охлаждается и затем возвращается в трансмиссию через другую стальную трубу. В типичной трансмиссии между трансмиссией, гидротрансформатором и бачком охладителя находится в среднем десять литров жидкости. Фактически, большинство компонентов трансмиссии постоянно смазываются жидкостью, включая пакеты сцепления и ленты. Поверхности трения на этих деталях предназначены для правильной работы только тогда, когда они покрыты маслом.

Масляный насос

Масляный насос коробки передач (не путать с насосным элементом внутри гидротрансформатора) отвечает за создание всего давления масла, необходимого в коробке передач. Масляный насос установлен в передней части картера коробки передач и напрямую соединен со ступицей корпуса гидротрансформатора. Поскольку корпус гидротрансформатора напрямую соединен с коленчатым валом двигателя, насос будет создавать давление всякий раз, когда двигатель работает, пока имеется достаточное количество трансмиссионной жидкости. Масло поступает в насос через фильтр, расположенный в нижней части масляного поддона коробки передач, и проходит по всасывающей трубке непосредственно к масляному насосу. Затем масло под давлением направляется к регулятору давления, корпусу клапана и остальным компонентам по мере необходимости.

Блок клапанов

Блок клапанов является центром управления автоматической коробкой передач.

Корпус клапана содержит множество каналов и проходов, которые направляют гидравлическую жидкость к многочисленным клапанам, которые затем активируют соответствующий пакет сцепления или ленточный сервопривод для плавного переключения на соответствующую передачу для каждой дорожной ситуации. Каждый из множества клапанов в корпусе клапана имеет определенное назначение и назван в честь этой функции. Например, клапан переключения 2-3 передачи активирует переключение со 2-й на 3-ю передачу на повышение или клапан синхронизации переключения 3-2, который определяет, когда должно происходить переключение на пониженную передачу.

Самый важный клапан, которым вы можете управлять напрямую, это ручной клапан. Ручной клапан напрямую соединен с рукояткой переключения передач и закрывает и открывает различные проходы в зависимости от того, в каком положении находится переключатель передач. Например, когда вы переводите переключатель передач в режим Drive, ручной клапан направляет жидкость в пакет сцепления ( s), который активирует 1-ю передачу. Он также настраивается для контроля скорости автомобиля и положения дроссельной заслонки, чтобы определить оптимальное время и усилие для переключения с 1 на 2 передачу. В коробках передач, управляемых компьютером, у вас также будут электрические соленоиды, установленные в корпусе клапана, чтобы направлять жидкость к соответствующим пакетам фрикционов или ремням под управлением компьютера, чтобы более точно контролировать моменты переключения.

Компьютерное управление

Компьютер использует датчики на двигателе и трансмиссии для определения таких параметров, как положение дроссельной заслонки, скорость автомобиля, частота вращения двигателя, нагрузка на двигатель, положение выключателя стоп-сигналов и т. д., чтобы контролировать точные моменты переключения, а также степень мягкости или твердый сдвиг должен быть. Некоторые компьютеризированные трансмиссии даже изучают ваш стиль вождения и постоянно адаптируются к нему, чтобы каждое переключение происходило именно тогда, когда вам это нужно.

Из-за компьютерного управления спортивные модели выпускаются с возможностью ручного управления трансмиссией, как будто это рычаг переключения передач, что позволяет водителю выбирать передачи вручную. На некоторых автомобилях это достигается путем пропускания рычага переключения передач через специальную заслонку, а затем постукивания по нему в одном или другом направлении для переключения на более высокую или более низкую передачу по желанию. Компьютер отслеживает это действие, чтобы убедиться, что водитель не выберет передачу, которая может привести к превышению скорости двигателя и его повреждению.

Еще одним преимуществом этих «умных» коробок передач является то, что они имеют режим самодиагностики, который может обнаружить проблему на ранней стадии и предупредить вас с помощью светового индикатора на приборной панели. Затем технический специалист может подключить тестовое оборудование и получить список кодов неисправностей, которые помогут определить источник проблемы.

Регулятор, вакуумный модулятор, трос дроссельной заслонки

Эти три компонента важны для некомпьютеризированных трансмиссий. Они обеспечивают входные данные, которые сообщают коробке передач, когда переключать передачи.

Регулятор подсоединен к выходному валу и регулирует гидравлическое давление в зависимости от скорости автомобиля. Это достигается за счет центробежной силы, которая вращает пару шарнирных грузов против возвратных пружин. По мере того, как грузы вытягиваются дальше от пружин, большее давление масла проходит мимо регулятора, чтобы воздействовать на клапаны переключения, которые находятся в корпусе клапана, которые затем сигнализируют о соответствующих переключениях.

Конечно, не только скорость автомобиля определяет время переключения передач, но и нагрузка на двигатель. Чем больше нагрузка на двигатель, тем дольше трансмиссия будет удерживать передачу перед переключением на следующую.

Существует два типа устройств, которые служат для контроля нагрузки двигателя: трос дроссельной заслонки и вакуумный модулятор. Передача будет использовать одно или другое, но, как правило, не оба этих устройства. Каждый из них работает по-своему, чтобы контролировать нагрузку на двигатель.

Трос дроссельной заслонки просто контролирует положение педали газа через кабель, который проходит от педали газа к дроссельной заслонке в корпусе клапана.

Вакуумный модулятор контролирует вакуум в двигателе с помощью резинового вакуумного шланга, который подсоединяется к двигателю. Вакуум двигателя очень точно реагирует на нагрузку двигателя: высокий вакуум создается, когда двигатель находится под небольшой нагрузкой, и уменьшается до нуля, когда двигатель находится под большой нагрузкой. Модулятор прикреплен к корпусу трансмиссии снаружи и имеет вал, проходящий через корпус и прикрепленный к дроссельному клапану в корпусе клапана. Когда двигатель находится под небольшой нагрузкой или без нагрузки, на модулятор воздействует высокий вакуум, который перемещает дроссельную заслонку в одном направлении, позволяя трансмиссии переключаться раньше и плавнее. По мере увеличения нагрузки на двигатель разрежение уменьшается, что приводит к перемещению клапана в другом направлении, что приводит к более позднему и более жесткому переключению передач.

Уплотнения и прокладки

Автоматическая коробка передач имеет множество уплотнений и прокладок для регулирования потока гидравлической жидкости и предотвращения ее утечки. Есть два основных внешних уплотнения: переднее уплотнение и заднее уплотнение. Переднее уплотнение герметизирует место крепления гидротрансформатора к картеру трансмиссии. Это уплотнение позволяет жидкости свободно перемещаться от гидротрансформатора к трансмиссии, но предотвращает утечку жидкости. Заднее уплотнение предотвращает утечку жидкости через выходной вал.

Уплотнение обычно изготавливается из неопрена (аналогично неопрену в щетке стеклоочистителя) и используется для предотвращения утечки масла через движущиеся части, такие как вращающийся вал.