Видео принцип работы автоматической коробки передач: Как работает АКПП — видео разборки и обучающие 3D анимации

что это такое, устройство и принцип работы для чайников

Водители автомобилей > Полезная информация > Автоустройства > Трансмиссия > АКПП > Что это такое автоматическая коробка передач (АКПП) и принцип её работы

Двигатели внутреннего сгорания не способны обеспечить движение автомобиля в разных режимах без специальных устройств, изменяющих частоту вращения коленчатого вала. На части транспортных средств для этого используются автоматические коробки передач. Применение АКП позволяет сократить количество органов управления движением автомобиля и упростить его вождение.

Исторически сложилось так, что термин автоматическая коробка переключения (перемены) передач прочно закрепился только за одним видом устройств. Речь идет о получившем повсеместное распространение планетарном механизме с гидротрансформатором. Такое устройство можно назвать классическим.

В последнее время появилось довольно большое количество автомобилей с автоматизированным, а, точнее, роботизированным управлением механическими коробками передач. Общее устройство АКПП и принцип ее действия существенно отличается от указанных устройств.

С чисто технической точки зрения автоматической можно считать любую коробку передач, управление которой не требует вмешательства со стороны водителя.

Исключение составляют лишь вариаторы, в которых изменение числа оборотов происходит бесступенчато (фиксированные передачи отсутствуют), а потому плавно и без малейших рывков. Поэтому вариаторы нельзя относить к коробкам передач.

Для того чтобы окончательно разобраться с терминологией следует отметить, что у инженеров АКПП принято называть только планетарную часть агрегата.  Именно в данном механизме и происходит изменение передаточного соотношения частоты вращения входного вала. В совокупности с гидротрансформатором данный механизм образует автоматическую передачу.

История создания

История появления коробки АКПП в ее классическом виде начинается на заре автомобилестроения. Три основных ее элемента были созданы и использовались в разных конструкциях автомобилей и лишь с появлением микропроцессоров были объединены в одном устройстве.

Первые двухступенчатые планетарные коробки использовались еще в двадцатые годы прошлого века на легендарных Ford T. Второй элемент – сервоприводы в системе управления работой коробки появились спустя десятилетие. Впервые полуавтоматические коробки стали применяться на автомобилях, выпущенных компаниями General Motors и Reo.

По-настоящему работоспособный автомат АКПП удалось сделать только с появлением гидромуфты, а позже и гидротрансформатора. Они использовались на легковых машинах американской компании Chrysler.

Объединение всех трех элементов и позволило инженерам решить все проблемы, связанные с автоматической передачей крутящего момента от двигателя на колеса транспортного средства.

Таким образом, технический прогресс и привел к появлению первых серийных автомобилей Buick, оснащенных двухступенчатой автоматической коробкой передач Dynaflow. Это уже был значительный шаг вперед, позволивший компенсировать значительные потери мощности на более ранних устройствах.

В последствии количество ступеней только возрастало, например, на Land Rover Evoque был установлен 9-диапазонный автомат.

АКПП — что это такое

Классическая автоматическая передача представляет собой довольно сложный комплекс из двух устройств. Ответить на вопрос:  «Что это такое АКПП?» возможно только разобравшись в ее конструкции.

Автоматическая передача состоит из трех основных частей:

• Гидротрансформатора, который принимает крутящий момент от силового агрегата и передает его на следующий непосредственно за ним механизм.
• Собственно коробки перемены передач планетарного типа — данное устройство преобразует усилие и осуществляет привод колес через главный редуктор.
• Устройства управления, состоящего из некоторого количества золотников, регулирующего потоки масла к исполнительным механизмам.

По аналогии с механической трансмиссией гидротрансформатор АКПП играет роль сцепления — он установлен между двигателем и планетарным механизмом. Его устройство значительно более сложное и допускает проскальзывание передачи во время начала движения и торможения. На большинстве современных АКПП гидротрансформатор блокируется при высоких оборотах двигателя.

Видео компании Тойота поясняет принцип работы гидротрансформатора и других элементов АКПП:

Планетарная коробка соответствует по назначению своему механическому аналогу. Разница состоит в том, что в автомате переключения производятся сервоприводами, а на механике – вручную.

Фактически управление работой АКПП осуществляется при помощи двух педалей: акселератора и тормоза. При этом нажатие на «газ» не приводит к увеличению частоты оборотов двигателя, а влияет непосредственно на скорость движения.

Устройство узлов и механизмов

Конструкции отдельных элементов могут различаться. Рассмотрим только один из наиболее часто встречающихся вариантов — гидротрансформатор. Он имеет в своем составе:

• турбонасос;
• турбину;
• статор.

Корпус данного устройства жестко устанавливается на маховике, чем по аналогии оно сходно с корзиной механического сцепления.

Статоры бывают двух видов: неподвижные по отношению к блоку двигателя или стопорящиеся при помощи ленточного тормоза. Такая конструкция позволяет обеспечивать оптимальное использование крутящего момента, особенно на малых оборотах. Корпус гидротрансформатора заполнен вязким маслом.

Планетарная коробка или редуктор представляет собой целый набор механизмов в ее состав входят:

• эпицикл — большая шестерня с обращенными внутрь зубьями;
• малая солнечная шестерня;
• водило с шестернями сателлитами.

Видео — принцип работы планетарного ряда автоматической коробки передач:

Один из вышеперечисленных узлов зафиксирован неподвижно по отношению к картеру коробки. Сателлиты находятся одновременно в зацеплении, как эпицикла, так и малой солнечной шестерни. Помимо названных узлов в состав коробки входят фрикционные муфты, которые, в свою очередь, состоят из двух элементов: хаба – ступицы и барабана.

Между ними находится комплект из чередующихся стальных и пластиковых фрикционных дисков и кольцеобразного поршня, управляющего их работой. В планетарной КП имеется также обгонная муфта, ее конструкция может быть разной. Она устроена таким образом, что способна вращаться достаточно свободно в одну сторону и заклинивает при изменении направления.

Устройство АКПП, помимо названных выше узлов, имеет еще и механизм управления, принцип работы которого зависит от типа исполнительных механизмов.

В современных АКП золотники гидроприводов перемещаются под воздействием соленоидов, напряжение на которые поддается от электронного блока управления. В классическом варианте управление осуществляется с учетом положения педали акселератора и регулятора давления масла центробежного типа установленного на выходном валу коробки.

Водитель выбирает режим работы АКП при помощи селектора, в большинстве современных автомобилей он устанавливается на центральной консоли. Управление может быть продублировано кнопками на рулевом колесе.

В настоящее время принят единый стандарт обозначения режимов работы АКП, позволяющий водителю не переучиваться при смене автомобилей разных производителей.

Принцип работы автоматической коробки передач (АКПП)

Существует несколько типов автоматических коробок перемены передач, работа каждой из них имеет ряд особенностей.

В общем виде принцип действия современной АКПП заключается в передаче крутящего момента от коленчатого вала двигателя на механизмы трансмиссии. При этом происходит изменение передаточного соотношения в зависимости от положения селектора и акселератора и условий движения автомобиля.

Рассмотрим принцип работы АКПП подробнее:

• Двигатель раскручивает маховик, на котором жестко закреплена ведущая турбина. Она вызывает вихреобразное движение эксплуатационной жидкости в картере, что за счет вязкости и трения приводит в действие ведомую турбину. Отсутствие жесткой механической связи обеспечивает возможность вращения их с разной частотой. При больших оборотах гидротрансформатор блокируется для снижения потерь энергии.
• Усилие передается на первичный вал АКП, где через систему шестеренок происходит изменение передаточного числа. Фрикционные муфты позволяют задействовать нужные секции для обеспечения оптимального режима работы двигателя. Для снижения ударных нагрузок и рывков в машине применяются обгонные муфты, которые имеют свойство проскальзывать на обратном ходе.
• Управление работой фрикционов осуществляется при помощи гидравлической системы, состоящей из кольцевого исполнительного цилиндра. Гидропривод сжимает определенный пакет из фрикционов, которые приводят в действие соединенную с ними секцию из шестеренок.
• Давление масла в системе обеспечивает специальным гидронасосом. Управление гидроприводами осуществляется при помощи золотников, перемещение которых в современных коробках обеспечивается соленоидами. В классической АКП они имеют гидравлический привод. В таком варианте управлении осуществляется непосредственно акселератором и центробежным регулятором давления.

Переключение передач в современных АКПП осуществляется при помощи селектора или кнопок, смонтированных на спице рулевого колеса. Водитель выбирает режим работы коробки, в электронном блоке управления активируется соответствующая программа. Соленоиды открывают нужные клапаны, и происходит передача крутящего момента от двигателя к трансмиссии автомобиля. По мере необходимости подключаются ступени с оптимальным передаточным числом.

Видео — устройство и работа автоматической коробки передач:

Одной из важнейших технических характеристик АКПП является время переключения передачи. Для автомобилей разных классов этот параметр имеет свои значения, при этом разница между ними может быть значительной.

Так для большинства массовых автомобилей время срабатывания находится в диапазоне от 130 до 150 мс. Суперкары могут похвастаться втрое меньшим показателем порядка 50 – 60 мс, у болидов он еще меньше – 25 мс.

Режимы

В настоящее время предусмотрен следующие стандартные режимы работы АКПП:

• P (parking) — режим парковки, силовой агрегат и трансмиссия разобщены, селектор заблокирован. Стояночный тормоз используется также как и на машинах с механической коробкой.
• R (reverse) — режим заднего хода, селектор невозможно перевести в данное положение при движении автомобиля вперед.
• N (Neutral) — на советских автомобилях обозначалась русской буквой «Н», режим предназначен для остановок на срок не более пяти минут или для буксировки на сравнительно небольшие расстояния.
• D (Drive) — на отечественных машинах «Д» движение вперед, при этом в действие поочередно приводятся все ступени, за исключением повышающей секции.
• L (Low) – принудительная понижающая передача предназначена для обеспечения движения автомобиля в тяжелых дорожных условиях и в пробках малым ходом.

Помимо вышеперечисленных существуют и дополнительные режимы АКПП:

• O/D (overdrive) режим, в котором возможно включение ступени с передаточным числом менее единицы, предназначен для движения по шоссе с постоянной скоростью.
• D3 либо O/D OFF предполагает задействование только пониженных передач без овердрайва позволяет избегать частых блокировок гидротрансформатора АКПП.
• S (иная версия цифра 2) зимний режим для движения в тяжелых дорожных условиях на 1 и 2 передаче или на второй.
• L (другой вариант цифра 1) другой диапазон, когда используется исключительно первая ступень для перемещения на стоянках, въезде в гараж и выезде из него.

Автоматическая коробка не во всех режимах поддерживает торможение двигателем, что нужно учитывать при эксплуатации автомобиля. Использование обгонной муфты позволяет движение автомобиля накатом.

В большинстве машин торможение двигателем возможно только при включении пониженного диапазона из положения P, переход во время движении невозможен.

Кнопочные системы управления расположенные на спице руля обычно вводят еще ряд дополнительных режимов АКП:

• Power либо Sport обеспечивает лучшую динамику разгона автомобиля, с появление электронных контролеров может включаться резким нажатием на акселератор.
• Snow либо Winter для избегания проскальзывания колес начало движения осуществляется со второй или даже третьей передач.
• Shift lock или Shift lock release позволяет разблокировать селектор при выключенном силовом агрегате.

Спортивный режим, включаемый автоматически, еще называют Kickdown, в большинстве моделей его использование возможно только на овердрайве. Для исключения ошибок водителя при переключениях селектора его рычаг блокируется разными способами. Это может быть и специальная кнопка на рычаге и необходимость его утопления вниз для перевода из одного положения в другое.

В случае поломки механизмов трансмиссии или возникновения опасности для них АКПП переходит в аварийный режим, возникает вопрос — что это такое? На деле водитель при возникновении такой неисправности имеет возможность добраться до гаража или автосервиса своим ходом.

Плюсы и минусы

Как и всякое сложное устройство, АКП имеет ряд достоинств и недостатков. Каковы же плюсы и минусы у автоматической коробки передач?

Начнем с преимуществ:

• Водитель не отвлекается на манипуляции с механической коробкой передач, выбор режима может осуществляться в начале поездки. Это, безусловно, повышает безопасность движения.
• Наличие гидротрансформатора обеспечивает более комфортные условия езды без рывков. Это положительно отражается на состоянии элементов трансмиссии и деталях двигателя.
• Высокая надежность современных коробок и отсутствие необходимости в сервисном обслуживании весь период службы.

К числу недостатков таких коробок можно отнести более низкий КПД, что приводит к повышению расхода топлива. Сложность конструкции определяет ее более высокую стоимость, что сказывается на цене транспортного средства.

В целом достоинства автоматической коробки очевидны и перевешивают ее отрицательные стороны.

Автомобильная промышленность выпускает множество марок АКПП, каждая из которых имеет свои особенности. Наибольшее распространение такие устройства получили в США и Канаде, а в Европе, напротив, большинство водителей предпочитает механику. В нашей стране с появлением значительного импорта автомобилей из-за рубежа доля АКПП в общем парке постепенно увеличивается.

Советуем прочитать как и где можно осуществить подбор масла по марке автомобиля Motul и других производителей.

Подбор аккумулятора для автомобиля (подробнее) следует вести по нескольким параметрам.

Статья про сухую мойку автомобилей — https://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/obsluzhivanie/mojka-chistka/suxaya.html. Кого-то она устраивает, а кого-то — нет.

Видео, поясняющее устройство АКПП:

Автоматическая коробка передач — все что нужно знать об АКПП

Автоматическая коробка передач – это устройство, которое позволяет самостоятельно, то есть, без непосредственного участия водителя, выбрать ту или иную передачу для движения. Постараемся рассказать все об АКПП, начиная от истории развития, заканчивая тем, как правильно пользоваться АКПП.

Как появилась коробка автомат

Современная автоматическая коробка передач появилась благодаря трем направлениям в механики, которые были разработаны независимо друг от друга и в последствие стали единым узлом, позволяющим включать передачи автоматически, в зависимости от скорости движения автомобиля.

Первой разработкой в этом направлении стало появление планетарной передачи, которая стала основным механизмом автомобилей Ford T еще вначале XX века. Суть работы данного устройства заключалось в том, чтобы передачи включались плавно при помощи двух педалей. Одна из них работала на повышение и понижение передач, а другая активировала заднюю передачу. В те времена это было действительно новинкой, ведь тогда в трансмиссиях автомобилей еще не применялись синхронизаторы, обеспечивающие плавность включения.

Вторым направлением стало появление в 30-х годах прошлого века первой полуавтоматической коробки передач, когда планетарным механизмом стала управлять уже гидромуфта. При этом, использование сцепления в автомобиле не отменялось. Данное изобретение принадлежит известной компании General Motors.

Ну и последним изобретением, стало применение гидромуфты в данном типе трансмиссии, которая сводила к минимуму появление рывков. Кроме того, в этот раз помимо 2-х ступеней, впервые был введен овердрайв – повышающая передача, при этом, передаточное число не превышало единицу.

Компания Крайслер, которая в 1930-х годах ввела это новшество, представило новый тип трансмиссии, как полуавтомат, хотя в настоящее время он считается механическим.

В конечном счете, АКПП, в том виде, которую ее привыкли видеть, появилась в 1940-х годах и ее создателем стала компания General Motors. В этот же период, компания отказалась от применения гидромуфты и стала использовать специальный гидротрансформатор, который исключал возможность пробуксовки элемента. Позже был введен стандарт, который подразумевал пять положений селектора на АКПП: «D», «L», «N», «R» и «P».

Устройство и принцип работы АКПП

В конструкцию автоматической коробки входят следующие элементы:

1. Гидротрансформатор – играет роль сцепления и обеспечивает плавность хода работы механизма. Основной функцией гидротрансформатора принято считать плавную передачу крутящего момента от маховика на вал АКПП.
2. Редукторы планетарного типа — последовательная передача крутящего момента.
3. Муфты фрикционного типа. По-другому, их принято называть «пакетами». Обеспечивают переключение передач. Обеспечивают связь между механизмами передач и разрывают ее.
4. Обгонная муфта. Играет роль синхронизатора и снижает нагрузку, возникающую при соприкосновении «пакетов». Кроме того, в некоторых конструкциях АКПП исключают возможность торможения двигателем, оставляя в работе повышенную передачу.
5. Валы и барабаны для соединения всех частей коробки.

Независимо от конструкции АКПП, все типы данной трансмиссии переключают передачи по одному и тому же принципу. Все переключения осуществляются при помощи перемещения масла внутри АКПП, посредством включения в работу тех или иных золотников. Управление золотниками может быть двух типов: электрическое или гидравлическое.

Гидравлический привод использует давление масла, создаваемое с помощью центробежного регулятора, который соединен с валом КПП. Кроме того, давление создается в тот момент, когда водитель нажимает на педаль газа. Таким образом, автоматика получает информацию о положении акселератора и выполняет необходимое переключение золотников.

В электрическом приводе используются соленоиды, которые установлены в золотниках и подключены к блоку управления АКПП. В большинстве случаев, этот блок имеет тесную взаимосвязь с ЭБУ двигателя. Получается, что переключение передач будет осуществляться в зависимости от положения дроссельной заслонки, педали газа, скорости движения автомобиля и многих других параметров.

Как правильно пользоваться автоматической коробкой передач + Видео

Без сомнения, автоматическая коробка передач обеспечивает удобство вождения, хотя многие водители по-прежнему отдают предпочтение механической коробке, чувствуя автомобиль и полностью контролируя трансмиссию. Несмотря на это, все же имеется большой процент тех, кто действительно полюбил АКПП.

Если вы только-только планируете освоить новый вид трансмиссии, то необходимо учесть несколько нюансов, которые уберегут вас от преждевременной поломки узла, ведь планетарные передачи очень чувствительны к механическим перегрузкам.

Всего существует несколько положений селектора:

• «N» — нейтральная передача. Не нуждается в комментировании, это то же самое, что и в обычной механической коробке.
• «P» — «паркинг». Данное положение позволяет заблокировать ведущие колеса и исключить возможность ската автомобиля при стоянке.
• «D» — используется для движения автомобиля вперед. По сути, является главным положением селектора, который и отвечает за все автоматические переключения.
• «L» — понижающая передача. Является аналогом первой передачи механической КПП. Предназначена для преодоления участков дороги, где движение на большой скорости недопустимо.
• «R» — задняя передача. Используется для движения автомобиля назад.

Разобравшись с положениями селектора, самое время узнать, как им правильно пользоваться. Прежде всего, запуск мотора допустим при положениях «P» или «N» и с полностью выжатой педалью тормоза. Чтобы переключиться в положение «D» необходимо, не отпуская тормоза, убрать ногу с газа и нажать на кнопку блокировки селектора, перевести его и начать движение.

При этом, стоит учитывать, что при любой смене положения селектора, ни в коем случае нельзя нажимать на педаль газа.

Несколько важных моментов:

Для автоматической трансмиссии недопустим метод «раскачки» при преодолении снежной преграды. Это связано с тем, что переводить селектор из положения «D» в «R» необходимо полностью остановить автомобиль. Иначе, можно просто привести в негодность весь механизм трансмиссии.

1. Двигаться зимой можно только на хорошей зимней резине с достаточно большим рисунком протектора. При этом, нужно установить селектор в положение «W» или «1», «2», «3». Это связано с тем, что при попадании колес на лед, автоматика «думает», что автомобиль не нагружен и разгоняется, что естественно приводит к переключению передачи. Таким образом, получается резкий занос автомобиля.
2. Буксировка автомобилей с АКПП крайне не желательна и рекомендуется только на эвакуаторе или методом частичной погрузки ведущих колес. Дело в том, что масляный насос коробки приводится в движение при помощи ДВС, а когда он отключен, подача масла отключается, что соответственно приводит к износу механизмов коробки. Тем не менее, разработчик учел и этот фактор, оставив несколько правил буксировки. К примеру, то, что скорость не должна превышать 40 км/ч ( хотя возможны и исключения), коробка должна быть заполнена маслом не как обычно, а до самой горловины и максимальное расстояние буксировки не должно превышать 30 км. При этом, необходимо останавливаться и давать время механизму для остывания, так как она в эти моменты очень сильно перегревается. Многие модели с АКПП и вовсе нельзя буксировать, например, полноприводные. Хотя можно отсоединить кардан и погрузить передние колеса.
3. АКПП не для экстремального вождения и ни в коем случае не потерпит выполнения таких трюков, как нажатие на педали газа и тормоза одновременно. Все это приведет к перегреву и последующей поломке узла.

Вот и все, что нужно знать об автоматической коробке передач. 

Вот как работает автоматическая коробка передач

Автор:

Дэвид Трейси шестерни? Почему при остановке двигатель не глохнет? Мы здесь, чтобы показать вам, как работают автомобили. Недавно мы рассмотрели механические коробки передач. На этой неделе обычное время для хлама.

Эта статья была первоначально опубликована 1 июля 2013 г.

Как работает трансмиссия

Добро пожаловать на воскресный утренник, где мы освещаем обзоры классических автомобилей или другие более длинные видео, которые я нахожу в… Огромное количество движущихся частей делает их очень трудными для понимания. Давайте немного упростим это, чтобы получить общее представление о том, как все это работает в традиционной системе на основе гидротрансформатора.

Ваш двигатель соединяется с трансмиссией в месте, называемом корпусом колокола. Корпус колокола содержит преобразователь крутящего момента для автомобилей с автоматической коробкой передач, в отличие от сцепления на автомобилях с механической коробкой передач. Гидротрансформатор представляет собой гидравлическую муфту, работа которой заключается в соединении двигателя с трансмиссией и, следовательно, с ведущими колесами. Коробка передач содержит планетарные передачи, которые отвечают за обеспечение различных передаточных чисел. Чтобы получить хорошее представление о том, как работает вся система автоматической трансмиссии, давайте взглянем на гидротрансформаторы и планетарные передачи.

Гидротрансформатор

Прежде всего, гибкий диск вашего двигателя (фактически маховик для автоматической коробки передач) соединяется непосредственно с гидротрансформатором. Таким образом, при вращении коленчатого вала вращается и корпус гидротрансформатора. Целью гидротрансформатора является предоставление средств, с помощью которых можно подключать и отключать мощность двигателя от ведомой нагрузки. Преобразователь крутящего момента заменяет сцепление на обычной механической коробке передач. Как работает преобразователь крутящего момента? Что ж, взгляните на видео выше. В нем объясняются основные принципы гидромуфты. После просмотра продолжайте читать, чтобы узнать, чем гидротрансформатор отличается от стандартной гидромуфты.

Основными компонентами гидротрансформатора являются: рабочее колесо, турбина, статор и муфта блокировки. Рабочее колесо является частью корпуса гидротрансформатора, соединенного с двигателем. Он приводит в движение турбину за счет сил вязкости. Турбина соединена с входным валом коробки передач. По сути, двигатель вращает крыльчатку, которая передает силу жидкости, которая затем вращает турбину, передавая крутящий момент трансмиссии.

Трансмиссионная жидкость течет по контуру между рабочим колесом и турбиной. Гидравлическая муфта на видео выше страдает от серьезных потерь при перемешивании (и, как следствие, накопления тепла), поскольку жидкость, возвращающаяся из турбины, имеет составляющую своей скорости, которая противодействует вращению крыльчатки. То есть жидкость, возвращающаяся из турбины, работает против вращения крыльчатки и, следовательно, против двигателя.

Статор находится между крыльчаткой и турбиной. Его цель состоит в том, чтобы свести к минимуму потери при перемешивании и увеличить выходной крутящий момент за счет перенаправления жидкости, когда она возвращается от турбины к рабочему колесу. Статор направляет жидкость так, что большая часть ее скорости приходится на крыльчатку, помогая крыльчатке двигаться и, таким образом, увеличивая крутящий момент, создаваемый двигателем. Благодаря этой способности увеличивать крутящий момент мы называем их гидротрансформаторами, а не гидромуфтами.

Статор установлен на муфте свободного хода. Он может вращаться в одном направлении только тогда, когда турбина и рабочее колесо движутся примерно с одинаковой скоростью (как при движении по шоссе). Статор либо вращается вместе с рабочим колесом, либо не вращается вообще. Однако статоры не всегда увеличивают крутящий момент. Они обеспечивают больший крутящий момент, когда вы стоите на месте (например, притормаживаете на светофоре) или ускоряетесь, но не во время движения по шоссе.

В дополнение к обгонной муфте в статоре некоторые гидротрансформаторы содержат блокировочную муфту, задача которой заключается в блокировке турбины с корпусом гидротрансформатора, чтобы турбина и рабочее колесо были механически соединены. Устранение гидравлической муфты и замена ее механическим соединением гарантирует, что весь крутящий момент двигателя будет передаваться на входной вал трансмиссии.

Планетарные шестерни

Итак, теперь, когда мы выяснили, как двигатель передает мощность на трансмиссию, пришло время выяснить, как при включении он переключает передачи. В обычной трансмиссии переключение передач осуществляется составным планетарным механизмом. Понять, как работают планетарные редукторы, немного сложно, поэтому давайте взглянем на базовый планетарный ряд.

Планетарная передача (также известная как планетарная передача) состоит из солнечной шестерни в центре, планетарных шестерен, вращающихся вокруг солнечной шестерни, водила планетарной передачи, соединяющего планетарные шестерни, и внешнего зубчатого венца, входящего в зацепление с планетарными шестернями. Основная идея планетарной передачи заключается в следующем: используя муфты и тормоза, вы можете предотвратить движение определенных компонентов. При этом вы можете изменить вход и выход системы и, таким образом, изменить общее передаточное число. Подумайте об этом так: планетарная передача позволяет вам изменять передаточное число без включения других передач. Они все уже обручены. Все, что вам нужно сделать, это использовать муфты и тормоза, чтобы изменить, какие компоненты вращаются, а какие остаются неподвижными.

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

Это работает следующим образом: допустим, мы решили оставить водило неподвижным и сделать солнечную шестерню нашим входом (таким образом, зубчатый венец является нашим выходом). Планеты могут вращаться, но не могут двигаться, так как не может двигаться носитель. Omega_c равно нулю, поэтому левая часть приведенного выше уравнения отсутствует. Это означает, что когда мы вращаем солнечную шестерню, она передает крутящий момент через планетарные шестерни на коронную шестерню. Чтобы выяснить, каким будет передаточное число, мы просто решим приведенное выше уравнение для Omega_r/Omega_s. Мы получаем -N_s/N_R, то есть передаточное число, когда мы фиксируем водило и делаем зубчатый венец нашим выходом, а солнечную шестерню нашим входом, представляет собой просто отношение количества зубьев между солнечной шестерней и зубчатым венцом. Это отрицательно, так как кольцо вращается в направлении, противоположном солнечной шестерне.

Вы также можете заблокировать зубчатый венец и сделать входным сигналом солнечную шестерню, а также 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 отношение 1:1, вы просто сцепляете компоненты вместе (для этого вам нужно сцепить только два), чтобы коленчатый вал вращался с той же скоростью, что и выходной вал трансмиссии.

Так как тормоза и муфты двигаются при переключении передач? Что ж, преобразователь крутящего момента также отвечает за привод насоса трансмиссионной жидкости. Давление жидкости активирует муфты и тормоза в планетарной передаче. Насос часто представляет собой насос геротерного типа (шестеренчатый насос), что означает, что ротор вращается в корпусе насоса и, вращаясь, «зацепляется» с корпусом. Это «зацепление» создает камеры, которые меняют свой объем. При увеличении объема 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 трансмиссий используется составная планетарная передача Ravigneaux. Эта передача имеет две солнечные шестерни (малую и большую), два комплекта планет (внутреннюю и внешнюю) и одно водило планетарной передачи. По сути, это две простые планетарные передачи в одной.

Итак, теперь, когда мы рассмотрели преобразователи крутящего момента и планетарные передачи, давайте посмотрим видео ниже, чтобы увидеть, как все это работает вместе:

Как работают автоматические коробки передач Картинки/Видео Анимация 2016

Эти анимационные, видео, текстовые и графические примеры объясняют принципы работы автоматической коробки передач вашего автомобиля и то, как она работает с помощью планетарной передачи Ravigneaux.

Все фотографии взяты из книги Как работают автоматические коробки передач! (Анимация).

Как работают автоматические коробки передач! (Анимация) Youtube Video

Трансмиссии являются очень сложными компонентами и остаются загадкой для многих, кто не разбирается в механике моторизованных транспортных средств. Чтобы понять, как работают автоматические коробки передач, вам сначала нужно знать ответы на следующие вопросы: Как автоматическая коробка передач узнает, когда вовремя переключать передачи? Почему двигатель продолжает работать, даже если автомобиль не движется? Что такое передача? & Что делает передача? Все, ответы перечислены здесь, в этой статье. Для такого жизненно важного компонента большинство людей, которые владеют и эксплуатируют автомобили, недостаточно знают об их автоматических коробках передач, чтобы знать, когда у них может возникнуть проблема или что им следует делать, если у них возникнут проблемы с коробкой передач. Эта статья призвана внести ясность в область автоматических коробок передач для тех, кто хотел бы узнать больше о том, как работают автоматические коробки передач. Давайте сначала посмотрим, что делают трансмиссии.

Что такое автоматическая коробка передач

Автоматические трансмиссии — это устройства , которые подключаются к задней части двигателя и передают мощность от двигателя через трансмиссию для привода колес. Автомобильный двигатель обычно работает лучше всего при определенных оборотах в минуту (оборотов в минуту), и задача трансмиссии состоит в том, чтобы мощность двигателя передавалась на колеса, оставаясь в этом конкретном диапазоне оборотов. Они делают это, используя несколько комбинаций передач. На 1-й передаче ваш двигатель вращается очень быстро по отношению к движению колес, в отличие от 4-й, 5-й или 6-й передачи (в зависимости от вашего типа трансмиссии), где ваш двигатель вращается намного медленнее, даже когда скорость превышает 65 миль в час. Коробки передач также имеют нейтральные положения, которые отключают ведущие колеса от двигателя. Заднее положение заставляет колеса поворачиваться в противоположном направлении, позволяя вам задним ходом вашего автомобиля. Последнее положение — это положение парковки. В исходном положении имеется защелка, вставленная в выходной вал. Эта защелка блокирует ведущие колеса и не дает им двигаться, предотвращая откат.

Существует 2 различных типа автоматических коробок передач: передний и задний привод.

1. В автомобилях с задним приводом трансмиссия крепится к задней части двигателя, обычно расположенной под выступом в половице. Приводной вал соединяет заднюю часть трансмиссии с главной передачей, которая используется для передачи мощности на колеса. Поток мощности на заднеприводных автомобилях очень прост, он движется прямо вперед от двигателя к гидротрансформатору (Как работают гидротрансформаторы), затем через приводной вал и трансмиссию, прежде чем он достигнет главной передачи, где он разделяется и направляется. к задним колесам.
2. Автомобили с передним приводом имеют трансмиссию в сочетании с главной передачей, обычно называемой коробкой передач. Двигатели с передним приводом обычно устанавливаются в автомобиле сбоку, а коробка передач находится под ним, сбоку от двигателя. Передние мосты соединены с коробкой передач и передают мощность на 2 передних колеса. Поток мощности от двигателя к гидротрансформатору, к цепи, которая передает мощность через поворот на сто восемьдесят градусов к трансмиссии, которая находится сбоку от двигателя. После этого мощность направляется через трансмиссию на главную передачу, где она разделяется и направляется на передние колеса.

Существуют и другие типы трансмиссий , включая автомобили с передним приводом, в которых двигатели устанавливаются сзади вперед вместо обычного бокового крепления. Также существуют различные системы, которые будут управлять всеми 4 колесами, но переднеприводная и заднеприводная схемы являются наиболее распространенными. Одна из наименее популярных конфигураций — это когда трансмиссия крепится к главной передаче в задней части автомобиля, где она соединяется приводным валом с гидротрансформатором, установленным на двигателе. Эти системы обычно используются в новых корветах и ​​используются для уравновешивания веса между задними и передними колесами для улучшения управляемости и производительности. Еще одна система заднего привода, ставшая популярной благодаря Porsche, включает в себя все, включая двигатель, главную передачу и трансмиссию.

Что делает передача?

В автомобилях трансмиссия преобразует скорость и крутящий момент в трансмиссии. Единственная цель состоит в том, чтобы максимизировать эффективность вашего двигателя для снижения расхода топлива и в то же время дать вам максимально возможный крутящий момент. По сути, ваша трансмиссия контролирует производительность вашего автомобиля и заставляет ваши колеса вращаться. Если бы у вас не было трансмиссии, ваша машина не могла бы нормально ездить или работать. Ваша трансмиссия — это то, что преобразует мощность двигателя для вращения колес с контролируемой скоростью для максимальной экономии топлива.

Автоматические коробки передач состоят из такого количества компонентов, что люди либо не понимают, либо очень пугают их, пытаясь понять. Поначалу может показаться, что за работой и функциональностью трансмиссий стоит некая эзотерическая сила, но все это имеет смысл, если их разбить и упростить. Мы собираемся рассмотреть распространенные системы трансмиссии на основе гидротрансформатора.

Основное соединение между двигателем и автоматической коробкой передач вашего автомобиля находится в корпусе, называемом «корпус колокола», в корпусе колокола находится преобразователь крутящего момента и он заменяет сцепление, которое используется с механическими коробками передач. Преобразователь крутящего момента действует как связующее звено между двигателем и колесами вашего автомобиля, контролируя выходной крутящий момент в соответствии с состоянием трансмиссии в режиме реального времени. Коробка передач управляет передаточными числами с помощью планетарных наборов передач, которые определяют, когда автомобиль переключается с одной передачи на другую. Мы разберем как компоненты гидротрансформатора, планетарные передачи, так и то, как все они работают вместе, приводя в движение ваши колеса.

Содержимое
1) Преобразователи крутящего момента и многодисковые муфты
2) Многодисковые тормоза, ленточные тормоза
3) Планетарные передачи Ravigneaux
4) Большие и малые солнечные шестерни
5) Каретки и сателлиты
6) Кольцевые шестерни
7) Высокие передаточные числа

Сегодня автоматические коробки передач состоят из гидротрансформаторов, нескольких многодисковых тормозов, многодисковых сцеплений и ленточных тормозов. Первая тема, которую мы затронем, — это гидротрансформаторы и многодисковые муфты.

Гидротрансформаторы и многодисковые муфты

(Изображение гидротрансформатора и многодисковых муфт)

Преобразователь крутящего момента соединен с гибкой пластиной двигателя, которая обеспечивает рабочее взаимодействие между преобразователем крутящего момента и коленчатым валом. Это позволяет преобразователю крутящего момента подключать и отключать мощность двигателя, которая передается на трансмиссию. (Как правильно выбрать гидротрансформатор для вашей автоматической коробки передач)

Есть ли в автоматической коробке передач сцепление?

Да, в автоматической коробке передач есть многодисковое сцепление. В автомобилях с автоматической коробкой передач муфты регулируются в зависимости от скорости движения автомобиля. Поэтому автоматические коробки передач никогда не будут такими же быстрыми, как гоночный автомобиль с ручным сцеплением.

Основными компонентами преобразователя крутящего момента являются рабочее колесо, статор, турбина, а также блокировочная муфта. Рабочее колесо соединено с двигателем транспортного средства, так как оно является частью корпуса гидротрансформатора и отвечает за привод турбины. Турбина, которая соединяется с входным валом трансмиссии, приводится в действие вращением крыльчатки, поэтому она может воздействовать на жидкость различными силами, что, в свою очередь, заставляет турбину вращаться и передавать крутящий момент на трансмиссию. Трансмиссионная жидкость направляется между рабочим колесом и турбиной по бесконечному контуру.

Между турбиной и рабочим колесом находится статор. Статор предназначен для перенаправления возвращающейся трансмиссионной жидкости, когда она возвращается к рабочему колесу от турбины, что создает больший выходной крутящий момент. Это достигается путем направления большей части высокоскоростной жидкости на рабочее колесо, что способствует его движению и увеличивает крутящий момент. Именно из-за этого процесса их называют гидротрансформаторами.

Статор представляет собой муфту , которая вращается только в одном направлении вместе с турбиной и крыльчаткой. Статор не может двигаться независимо от рабочего колеса. Статор не всегда обеспечивает увеличение крутящего момента транспортного средства, он делает это, когда транспортное средство замедляется (например, при торможении) или когда транспортное средство ускоряется. При движении с постоянной скоростью статор не обеспечивает дополнительный крутящий момент. Еще одним компонентом некоторых гидротрансформаторов являются блокировочные муфты, которые фиксируют корпус гидротрансформатора на турбине, обеспечивая механическое соединение между турбиной и крыльчаткой. Это гарантирует отсутствие потери крутящего момента при транспортировке из-за гидравлических муфт. В следующем топе мы исследуем планетарную передачу Равиньо.

Планетарный редуктор Ravigneaux

Планетарный редуктор Ravigneaux используется для обеспечения большего числа передаточных чисел переднего хода, чем одинарный планетарный ряд.

(Изображение зубчатой ​​передачи Ravigneaux)

Системы планетарной передачи в трансмиссии буквально смоделированы по образцу Солнечной системы, в которой мы живем. солнечная шестерня, водило планетарной передачи, которое соединяет все планетарные шестерни вместе с зубчатым венцом, который может соприкасаться и зацепляться с планетарными шестернями. Логика такой системы заключается в возможности контролировать, останавливать и активировать определенные компоненты с помощью тормозов и различных сцеплений. Это обеспечивает большую степень контроля над всем транспортным средством и его движением, позволяя изменять входные и выходные сигналы трансмиссии. Этот процесс эффективно дает вам контроль над передаточными числами.

Редуктор Ravigneaux представляет собой двойной планетарный редуктор. Он состоит из маленькой солнечной шестерни, которая входит в зацепление с тремя шестернями, окружающими ее наподобие планет.

(Изображение набора шестерен Ravigneaux с названиями)

Многие современные автоматические коробки передач используют так называемый составной планетарный ряд Ravigneaux. Этот набор шестерен уникален, потому что он имеет две солнечные шестерни, одну большую и одну маленькую, а также два комплекта сателлитов, одну внутреннюю, одну внешнюю и одно водило планетарной передачи. По сути, это две системы, объединенные в одну.

Стержень большого солнца проходит через полый стержень маленького солнца. Остальные планеты соединяются вместе с большим солнцем, планетами малого солнца и зубчатым венцом.

(Изображение зубчатого венца)

Все сателлиты автоматической коробки передач содержат один водил планетарной передачи. В таких автоматических трансмиссиях высокие коэффициенты шума могут быть достигнуты за счет соединения и блокировки компонентов.

(Изображение планетоносца)

Далее следует «как работает ваша автоматическая коробка передач с 1 по 5 передачу».

Как работают компоненты автоматической коробки передач с первой по пятую передачу

Передаточные числа зависят от , фиксированы определенные компоненты или нет. Например, если зубчатый венец находится в фиксированном положении, передаточное число будет намного короче, чем если бы, скажем, солнечная шестерня находилась в фиксированном положении. Роль сцепления и тормоза заключается в перемещении шестерен. Давление трансмиссионной жидкости — это то, что заставляет муфты и тормоза активироваться в планетарной системе передач. Шестеренчатый насос, обычно героторный, который вращается и зацепляется со своим корпусом, образуя «камеры», объем которых может колебаться. Когда объем увеличивается до определенного порога, это увеличение создает вакуум, который является входом для насоса. Как только уровень объема снижается, зацепляющиеся шестерни перекачивают жидкость по мере того, как она сжимается через выходное отверстие насоса. Переключение передач сигнализируется гидравлическим блоком, который также может блокировать гидротрансформатор.

Как работает 1-я передача вашей коробки передач

(Изображение 1-й передачи)

На 1-й первой передаче маленькие звезды обычно приводятся в действие гидротрансформатором, который приводится в движение автомобильным двигателем. Водило планетарной передачи удерживается односторонней муфтой или многодисковым тормозом, поэтому оно не может вращаться. Зубчатый венец соединен с выводом, который используется для привода колес автомобиля.

Как работает вторая передача вашей коробки передач

(Изображение 2-й передачи)

Планетарная передача больше не является фиксированным элементом системы на 2-й передаче. Теперь он может свободно вращаться, однако большое солнце удерживается неподвижно, поэтому большое солнце не может вращаться, но снова маленькое солнце является входом системы, которая приводит в движение зубчатый венец.

Как работает 3-я передача вашей коробки передач

(Изображение 3-й передачи)

На 3-й передаче передаточное отношение: 1 достигается за счет блокировки всех роликов планетарного ряда. Теперь вращается весь планетарный ряд.

Как работает 4-я передача вашей коробки передач

(Изображение 4-й передачи)

Водило планетарной передачи является входом 4-й передачи. Большое солнце держится неподвижно, позволяя зубчатому венцу приводить в движение колеса автомобиля.

Как работает задняя передача вашей коробки передач

(Изображение трансмиссии заднего хода)

При передаче заднего хода большое солнце используется в качестве входа, как и на 1-й передаче. Водило планетарной передачи удерживается в неподвижном состоянии тормозным узлом, зубчатый венец является выходным.

Теперь давайте кратко рассмотрим как переключать передачи с помощью многодискового сцепления. Обе корзины сцепления соединены с двигателем и приводятся в движение им.

(Изображение многодисковой муфты)

Когда одна из многодисковых муфт механическая энергия двигателя передается на соответствующую передачу.

(Изображение включенных многодисковых муфт)

Почему трансмиссия проскальзывает и что она делает, когда выходит из строя или заканчивается жидкость?

Причина пробуксовки передач или выхода из строя из-за износа шестерен или низкого давления жидкости. Ваш планетарный ряд может со временем изнашиваться. Этот износ затрудняет правильное переключение передач. Ваш двигатель будет иметь тенденцию к превышению оборотов и вызовет неустойчивое или случайное переключение передач. Кроме того, ваша трансмиссионная жидкость используется для оказания давления на определенные компоненты, чтобы заставить их двигаться. ЕСЛИ у вас низкий уровень жидкости, ваша трансмиссия не может обеспечить все давление, необходимое для управления этими компонентами и приведения в движение вашего колеса.