Содержание
Управление автоматической коробкой передач
Управление автоматической коробкой передач осуществляет электрогидравлическая система. Под термином «электрогидравлическая» следует понимать, что непосредственное управление процессом переключения передач и блокировки гидротрансформатора осуществляет гидравлическая система, а регулирование потоков рабочей жидкости – электронная система.
Электроника в управлении АКПП позволяет добиться высокой скорости переключения передач, плавности работы, экономии топлива. Помимо этого электронная система управления предоставляет возможность использовать одну коробку передач с разными двигателями и на разных автомобилях только за счет перепрограммирования блока управления.
Электронная система управления автоматической коробкой передач включает входные датчики, блок управления и исполнительные устройства. К входным датчикам относятся: датчик положения рычага селектора, датчик частоты вращения на входе коробки передач, датчик частоты вращения на выходе коробки передач, датчик температуры рабочей жидкости, датчик режима Tiptronic, датчик режима «кик-даун».
Датчик положения рычага селектора (другое название – многофункциональный датчик) учитывает положение рычага селектора коробки передач, в соответствии с которым блок управления активизирует соответствующие программы.
Информация от датчика частоты вращения на входе коробки передач используется при переключении передач и блокировке гидротрансформатора. Датчик частоты вращения на выходе коробки передач выдает параметр, по которому производится переключение передач.
Датчик температуры рабочей жидкости используется для регулирования давления рабочей жидкости, а также защиты системы от перегрева. Датчик режима Tiptronic представляет собой микропереключатель, по сигналам которого происходит переключение передачи на высшую или низшую ступень. Датчик режима «кик-дайн» устанавливается на педали газа и запускает программу резкого ускорения автомобиля.
На основе поступающих сигналов от датчиков электронный блок управления определяет логику переключения передач в соответствии с заложенной программой.
Блок управления взаимодействует с другими электронными системами автомобиля: управления двигателем, антиблокировочной системой тормозов ( курсовой устойчивости), рулевым управлением, климат-контролем.
Блок управления АКПП в работе использует сигналы ряда датчиков системы управления двигателем: частоты вращения коленчатого вала, положения дроссельной заслонки, положения педали акселератора. Кроме этого, блок управления двигателем при необходимости уменьшает крутящий момент при переключении передач.
На основании сигналов датчиков частоты вращения колес, входящих в состав системы ABS (ESP), распознаются различные условия движения (поворот, спуск, пробуксовка). В управлении автоматической коробкой передач могут использоваться показания датчика угла поворота рулевого колеса.
Блок управления реализует управленческие функции с помощью исполнительных устройств – электромагнитных клапанов в гидравлическом блоке, а также электромагнита блокировки рычага селектора.
Для управления потоками рабочей жидкости используются двухпозиционные клапаны (открыто/закрыто) и клапаны с широтно-импульсной модуляцией (имеют переменное проходное отверстие).
С помощью регулируемых потоков жидкости производится блокировка муфт, тормозов и включение конкретной передачи, а также блокировка муфты гидротрансформатора.
Рычаг селектора от несанкционированного включения блокируется электромагнитом. Снятие с блокировки возможно только при нажатой педали тормоза.
Принцип работы системы управления
Управление автоматической коробкой передач основано на определении оптимального момента переключения передач. Момент переключения рассчитывается на основе большого количества данных (параметров) по принципу нечеткой логики, допускающему намеренную неопределенность в выборе решения.
На современных автоматических коробках реализована адаптивная (другое название – динамическая) программа управления, в которой процесс выбора и переключения передач адаптирован к конкретным потребностям водителя и текущей дорожной ситуации.
Адаптация коробки передач к стилю вождения конкретного человека производится путем оценки характера разгона (интенсивности нажатия педали газа) и характера торможения (интенсивности нажатия педали тормоза).
По результатам оценки запускается соответствующий алгоритм управления.
В адаптивной программе управления автоматической коробкой передач учитываются следующие условия движения: уклон, поворот, движение с прицепом, движение по зимней дороге, ускорение, городской режим движения.
Движение под уклон распознается по ускорению автомобиля и отпущенной педали газа. Система управления блокирует переключение коробки на высшую передачу, что позволяет использовать торможение двигателем. При нажатии на педаль тормоза происходит переключение на одну передачу вниз, что оказывает дополнительную помощь при торможении.
Движение в повороте определяется по разнице угловых скоростей левого и правого колес. Программа управления блокирует переключение на высшую передачу. Автомобиль в повороте движется на пониженной передаче, чем достигается курсовая устойчивость и обеспечивается лучшее ускорение при выходе из поворота.
Движение с прицепом оценивается по увеличенному тяговому усилию.
Для обеспечения равномерности движения с прицепом программа избегает частых переключений передач. Адаптация к зимним условиям движения достигается за счет трогания со 2-й передачи и раннего переключения на повышенную передачу, что позволяет избежать пробуксовки.
В условиях городского режима движения, характеризующегося частыми остановками и троганиями с места, адаптивное управление предусматривает начало движения автомобиля со 2-й передачи. Тем самым, снижается расход топлива и достигается комфорт движения.
Резкое ускорение автомобиля требуется для совершения обгона, завершения опасного маневра, да и просто для динамичной езды. Потребность в режиме «кик-даун» распознается по интенсивности нажатия педали газа. При этом блок управления смещает момент переключения передач вверх, при движении на повышенной передаче принудительно включается низшая передача, переключение на высшую передачу производится только при достижении максимальной частоты вращения.
Программа адаптивного управления производит коррекцию физического износа в муфтах и тормозах, что позволяет сохранить неизменное качество переключения передач в течение всего срока службы коробки.
На некоторых автоматических коробках передач предусмотрен спортивный режим работы, который обеспечивает максимальное использование мощности двигателя. Режим обеспечивает лучшую разгонную динамику за счет более позднего переключения передач.
Автоматическая коробка передач принцип работы гидротрансформатора и планетарного редуктора
Трансмиссия
27.12.2016
0 5 864 3 минут чтения
Здравствуйте дорогие читатели и любители автомобилей! Сегодня в статье пойдет речь о системе которая позволяет упростить жизнь водителю взяв на себя заботу по переключению передач. Такая трансмиссия называется автоматическая коробка передач принцип работы которой мы сегодня и рассмотрим.
В конце материала Вы уже не будете бояться таких непонятных слов как гидротрансформатор и планетарный механизм.
Также мы рассмотрим режимы работы и нюансы эксплуатации.
Оглавление
- 1 История создания АКПП
- 2 АКПП и ее основные узлы
- 3 Режимы работы автоматической трансмиссии
- 4 Нюансы эксплуатации
История создания АКПП
С момента создания автомобиля инженеры бились над задачей упрощения органов управления. Чтобы сделать более дружелюбным для человека процесс смены передач, было изобретено несколько, сначала не связанных между собой механизмов. А именно:
- Планетарный механизм;
- Гидротрансформатор.
Первый пункт нашего списка начали применять еще на легендарных автомобилях Ford T в 1908 году. Но планетарный механизм применяемый там был чисто механическим, управлялся человеком.
Гидротрансформатор так же был изобретен в США компанией “Крайслер”. Именно она начала вести в конце 30-ых годов разработки по применению гидромуфт в автомобилях.
В то время было много дерзких и интересных решений, но одни были ненадежными а другие слишком дорогими.
В итоге, мы пришли к тому что сейчас присутствует на рынке автомобилестроения.
АКПП и ее основные узлы
Абревиатура АКПП означает автоматическая коробка переключение передач. Иногда ее называют классическая гидротрансформаторная коробка передач, так как в последнее время автоматическими коробками стали называть системы на основе вариатора и роботизированной коробки передач.
Кроме гидротрансформатора к основным узлам можно отнести планетарный механизм, систему масляного управления и систему фрикционов.
Но перед тем как разбираться с устройством считаю необходимым пояснить для чего же нужна коробка передач. А необходимость ее вызвана работой двигателя в довольно узком режиме оборотов. Холостой ход это около 700 оборотов в минуту а максимальные обороты близки к 7000, то есть разница всего в 10 раз. К примеру, если при минимальных оборотах будет скорость 5 км/ч тогда максимальная скорость не превысит 50 км/ч, согласитесь это несерьезно.
Итак, вернемся к нашей теме и разберемся сначала с гидротрансформатором.
Он состоит из следующих компонентов:
- насосное колесо;
- турбинное колесо;
- статорное колесо.
В данной системе двигатель создает вращательное движение которое передается на насосное колесо что находится в корпусе заполненном специальным маслом.
В корпусе размещается и турбинное колесо, оно ловит масло от насосного и начинает передавать крутящий момент на планетарный механизм возвращая масло через статорное колесо обратно на насос.
Само же статорное колесо при большой разнице оборотов между насосом и турбиной стоит неподвижно разгоняя масло увеличивая давление в системе повышает крутящий момент в несколько раз.
При выравнивании оборотов, статорное колесо разблокируется и вращается вместе с насосным и турбинным колесом уменьшая сопротивление маслу что повышает эффективность системы.
Но это не устраняет проскальзывания масла между насосом и турбиной. Поэтому на высоких скоростях автомобиля блокируется работа гидротрансформатора, двигатель при помощи специальной муфты соединяется с планетарной коробкой передач напрямую.
Планетарная коробка передач состоит из планетарных редукторов, ленточных и фрикционных механизмов, а также блока управления.
Планетарный редуктор можно представить как большую шестерню (кольцевая) в которой как планеты размещены меньшие шестерни (сателлиты) связанные водилом и в самом центре находиться еще одна шестерня (солнечная).
Передаточное отношение меняется в зависимости от того какие шестерни в данный момент вращаються. Подтормаживанием шестерен заведуют ленточные и фрикционные механизмы. А блок управления руководит всей этой системой через масляные каналы получая информацию от всевозможные датчиков (скорости, нагрузки, режима селектора и т.д.)
Режимы работы автоматической трансмиссии
Режимы автоматической коробки передач выбираются водителем с помощью рычага. На данный момент устоялась система PRND, где каждая буква соответствует своему режиму работы автоматики.
P — это режим когда специальный тормоз удерживает выходной вал коробки передач от прокручивания, нужен для запуска двигателя и удержании его на неровной поверхности.
Положение R (реверс) предоставляет возможность двигаться задним ходом.
Режим N это нейтраль, можно запускать двигатель и буксировать автомобиль.
Буква D обозначает положение селектора при котором происходит автоматическая смена передач как в сторону повышения так и на понижение.
Также на современных коробках передач есть переключатель алгоритмов работы трансмиссии. В экономичном положении машина старается побыстрее перейти на повышение передачи для экономии топлива. В спортивном же наоборот, держит мотор на высоких оборотах, что бы реализовать при необходимости максимальную мощность двигателя.
Для зимних условий есть кнопка включение начала движения со второй передачи. А чтобы резко ускориться включается режим “Kickdown”, он сбрасывает несколько передач.
Так же присутствует имитация ручного управления «Типтроник», когда водитель принудительно задает желаемую передачу.
Нюансы эксплуатации
В заключении хочется отметить, что при всех современных ухищрениях расход топлива у них все равно остается больше на 10 — 15% в сравнении с механическими коробками.
Зато двигатель находиться в более благоприятных условиях и защищен от случайного включение не той передачи.
Буксировку с автоматической трансмиссией можно осуществлять на небольшие расстояния, примерно до 50 км. Плюс к этому такой автомобиль нельзя завести с “толкача”.Но это не умаляет ее достоинств, что и демонстрируют покупатели. Все больше и больше автомобилей оснащаются данной трансмиссией.
Надеюсь Вам было интересно!
Пожалуйста подписывайтесь на блог и рекомендуйте своим друзьям в социальных сетях материалы сайта.
Если конечно не в тягость)))
Статьи по теме
Как работает автоматическая коробка передач с гидротрансформатором
Если вы часто посещаете наш веб-сайт, вы, возможно, видели, что у нас есть несколько блогов об автоматической коробке передач, но в обоих мы просто просматривали гидротрансформаторы и не совсем объясняли, как они работают. работать углубленно. Что ж, теперь это изменилось, так как весь этот блог будет объяснять, как работает гидротрансформатор.
Прежде чем мы перейдем к объяснению того, как работают преобразователи крутящего момента, кратко объясним, что означает сам крутящий момент.
Что такое Крутящий момент?
Некоторые автолюбители сейчас могут насмехаться, вероятно, думая, какой смысл объяснять крутящий момент, но у всех нас есть чему поучиться. Итак, крутящий момент — это сила вращения, которую может производить двигатель. Вот и все. Чем больше крутящий момент, тем больше мощность в колесах, но меньше скорость.
Однако это не означает, что больший крутящий момент означает медленную машину. Чем больше крутящий момент, тем быстрее ускорение, но в целом меньшая скорость. Возьмем случай вождения автомобиля в гору. Обычно вы используете более низкие передачи, потому что они имеют больший крутящий момент и, следовательно, большую мощность. Однако у них нет высоких скоростей.
Гидротрансформатор не имеет отношения к крутящему моменту вашего двигателя, он просто использует концепцию крутящего момента, которая представляет собой силу вращения.
Что такое гидротрансформаторы?
Гидротрансформатор
Проще говоря, они эквивалентны сцеплению в системе механической коробки передач, но, как вы могли догадаться, они не так просты. Они работают с использованием многих сил физики, и их работа, честно говоря, прекрасна. Они предотвращают остановку автомобиля при остановке подобно сцеплению в механической коробке передач.
Давайте сразу перейдем к работе гидротрансформаторов, начиная с задействованных деталей.
Аналогичное чтение: Типы систем автоматической трансмиссии, доступные в Индии Объяснение
Детали гидротрансформатора
Гидротрансформатор представляет собой сборку из нескольких частей, и переход непосредственно к работе усложнит ситуацию. Чтобы сделать объяснение более понятным, мы разделим части и изучим их работу по отдельности, а затем посмотрим, как они работают в целом, чтобы стать полностью функциональным гидротрансформатором.
Насос гидротрансформатора
Насос гидротрансформатора
Насос соединен с корпусом гидротрансформатора, который, в свою очередь, соединен с маховиком. Он перемещает жидкость, находящуюся внутри корпуса, в направлении, противоположном направлению вращения корпуса.
Турбина
Турбина гидротрансформатора
Турбина приводит в действие выходной вал и находится перед насосом ближе к маховику. Он вращается в направлении, противоположном вращению жидкости, чтобы поглощать крутящий момент и заставлять выходной вал двигаться.
Статор
Статор гидротрансформатора
Задача статора — обеспечить правильное направление жидкости после ее выхода из турбины. Правильное направление в этом случае совпадает с направлением насоса.
Это были три основные части, которые обеспечивают работу гидротрансформатора. Давайте посмотрим, как они работают в тандеме.
Популярное чтение: обзор Hyundai Venue iMT | Знакомство с интеллектуальной механической коробкой передач
Работа гидротрансформатора
Маховик от двигателя соединен с корпусом гидротрансформатора. Это заставляет весь корпус вращаться с той же скоростью, что и двигатель. Насос соединен с корпусом и, таким образом, вращается с одинаковыми оборотами и направлением. Внутри корпуса находится жидкость, которая выбрасывается насосом под действием центробежной силы.
Затем эта жидкость направляется к турбине с небольшими решетками. Эти решетки позволяют жидкости поступать и вращать турбину.
Турбина поглощает крутящий момент и начинает вращаться. Турбина соединена непосредственно с выходным валом.
A Механизм гидротрансформатора
После того, как жидкость выходит из турбины, у нее почти не остается импульса, и она движется не в том направлении, которое нужно насосу. Поэтому используется статор. Он меняет направление жидкости и делает ее похожей на то, что требуется насосу. Это завершает цикл, который продолжает вращаться для движения автомобиля.
После объяснения работы гидротрансформатора давайте перейдем к его преимуществам и недостаткам.
Преимущества гидротрансформатора
Это настоящий автомат
Если вы управляете автомобилем с гидротрансформатором, вам не нужно беспокоить себя действиями по запуску и остановке автомобиля. Преобразователь крутящего момента делает все это сам, что делает его по-настоящему автоматическим.
Больше крутящего момента с упора
Когда из неподвижного положения вы одновременно удерживаете тормоза и ускорение, автомобиль с гидротрансформатором создает больший пусковой момент, так как преобразователь работает независимо от движения автомобиля.
Это также делает автомобиль более плавным и обеспечивает его более быстрый разгон.
Загрузите приложение GoMechanic прямо сейчас! Недостаток гидротрансформатора Это не совсем проблема, но все же недостаток.
Подробнее: DCT против CVT против AMT | Выберите лучшую трансмиссию
Это касается объяснения работы гидротрансформаторов. Это интересная технология, которая помогла преодолеть разрыв между механической и автоматической коробками передач и сделала вождение автомобиля скорее развлечением, чем рутиной.
Проектирование систем динамического анализа и управления автоматических трансмиссий
12.02.2013
Оглавление
В то время как основной принцип работы и механическая конструкция автоматических трансмиссий существенно не изменились, возросшие требования к производительности, экономии топлива и управляемости, а также увеличение числа передач усложнили разработку систем, управляющих современными автоматические коробки передач.
Новые типы трансмиссий — бесступенчатые трансмиссии (CVT), трансмиссии с двойным сцеплением (DCT) и гибридные силовые агрегаты — создали дополнительные проблемы.
Переключение передач в современных автоматических коробках передач — это динамический процесс, включающий синхронизированную передачу крутящего момента от одного сцепления к другому, плавное изменение частоты вращения двигателя, управление крутящим моментом двигателя и минимизацию возмущений выходного крутящего момента. Динамический анализ помогает понять механику переключения передач и поддерживает создание наилучшего проекта систем управления переключением передач в легковых автомобилях, грузовиках, автобусах и грузовых автомобилях.
В этой хорошо иллюстрированной книге, основанной на учебных материалах авторов для выпускников, рассказывается, как фундаментальные принципы гидравлики и систем управления применяются в современных автоматических трансмиссиях. Он начинается с описания базовой механики автоматических трансмиссий, а затем подробно рассказывается о динамике и элементах управления, связанных с современными автоматическими трансмиссиями.
Рассматриваемые темы включают: механику и органы управления переключением передач, динамические модели планетарных автоматических трансмиссий, проектирование гидравлических систем управления, алгоритмы обучения для достижения стабильного качества переключения передач, управление муфтой гидротрансформатора, центробежные маятниковые виброгасители, средства управления запуском трения, планирование переключения передач и встроенную трансмиссию. элементы управления, бесступенчатое управление передаточным отношением, управление коробкой передач с двойным сцеплением и многое другое.
В книге много уравнений и наглядно объясненных примеров. Также предоставляются примеры моделей Simulink для различных механических, гидравлических и управляющих подсистем трансмиссии. Глава вторая, посвященная автоматическим коробкам передач с планетарной передачей, содержит вопросы для домашнего задания, что делает ее идеальной для использования в классе. Книга будет полезна не только студентам, но и новым инженерам, поскольку в ней изложены основы динамики и управления трансмиссией.
Более опытные инженеры оценят теоретические обсуждения, которые помогут повысить уровень знаний читателя.
Хотя было опубликовано много книг, связанных с автоматическими коробками передач, большинство из них посвящено механической конструкции, принципам работы и аппаратному обеспечению управления. Ни одна из книг не связывает динамический анализ, разработку системы управления и аналитическое исследование механических, гидравлических и электронных средств управления, как эта книга.
Эта книга также доступна по подписке в цифровой библиотеке SAE. Нажмите здесь, чтобы узнать подробности.
SAE MOBILUS
Подписчики могут просматривать аннотации и загружать весь контент SAE.
Учить больше »
Доступ к САЕ МОБИЛУС »
Цифровой
$80.00
Распечатать
$80.