Zařízení a princip fungování automatické převodovky automobilu

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-02-19 13:00

Auta jsou dnes vybavena různými typy převodovek. A pokud dříve tvořili většinu mechanici, nyní stále více řidičů dává přednost automatu. To není překvapivé, protože použití takové převodovky je pohodlnější, zejména pokud jde o výlety ve městě. Donedávna se takové boxy vyznačovaly nízkou účinností. Staré měniče točivého momentu řadily pomalu a s nimi auto spotřebovalo mnohem více paliva. Ale dnes se design, zařízení a princip fungování automatické převodovky mírně liší. Tyto boxy jsou způsoby, jak rychle přepínat a s nimi auto spotřebuje méně paliva. Ale nejdřív to.

Typy

V současné době existuje několik druhů automatických převodovek. Jedná se o klasický automat s měničem momentu, variátorem a robotem DSG. Ten byl vyvinut speciálně koncernem "Volkswagen-Audi". Zařízení a princip fungování automatických převodovek těchto typů se výrazně liší. Co je ale spojuje, je přepínání rychlostí v automatickém režimu. Pojďme se blíže podívat na vlastnosti každého z těchto přenosů.

Normální kulomet

Jedná se o hydromechanickou převodovku. Navzdory skutečnosti, že se design objevil před více než půl stoletím, je stále velmi relevantní. Jeho zařízení je samozřejmě dodnes výrazně vylepšeno. Nyní mají tyto boxy šest rychlostních stupňů. Pokud se budeme bavit o autech z 80. a 90. let, měly čtyřstupňovou automatickou převodovku.

Tato převodovka obsahuje:

• Manuální převodovka.
• Převodník točivého momentu nebo prstenec.
• Řídící systém.

Pokud je vůz s pohonem předních kol vybaven takovou převodovkou, pak je zahrnut i hlavní převod a diferenciál. Jednou z nejzákladnějších součástí automatické převodovky je měnič točivého momentu. Skládá se z několika částí. Jedná se o kola čerpací, turbínová a reaktorová. Díky nim probíhá plynulý přenos točivého momentu ze spalovacího motoru na manuální převodovku.

Další zařízení automatické převodovky obsahuje spojku (volnoběžka a blokování). Tyto prvky jsou spolu s turbínovými koly uzavřeny v kulatém kovovém pouzdře ve tvaru koblihy. Uvnitř měniče točivého momentu je pracovní kapalina ATP. Kolo čerpadla je spojeno s klikovým hřídelem. A ze strany kontrolního bodu je turbína. Mezi těmito dvěma prvky je také umístěno kolo reaktoru.

Jak to funguje?

Jaký je princip fungování tohoto typu automatické převodovky? Funguje klasický uzavřený stroj. Jak jsme řekli dříve, uvnitř je ATPkapalina. Je to druh převodového oleje. Ale na rozdíl od mechanické převodovky plní nejen funkci mazání, ale také přenáší točivý moment. Jaký je princip činnosti kapalinové spojky automatické převodovky? Pod tlakem tato kapalina vstupuje do kola turbíny (z kola čerpadla) a poté vstupuje do kola reaktoru. Vzhledem k tomu, že má lopatky speciálního tvaru, rychlost proudění tekutiny se během rotace prvku začíná postupně zvyšovat. Olej ATP tedy pohání turbínové kolo.

Špičkový točivý moment v převodovce vzniká při rozjezdu vozu. Se zvyšující se rychlostí stroje se aktivuje blokovací spojka. Ten slouží k tvrdému zablokování „koblihy“automatické převodovky v určitých provozních režimech spalovacího motoru. To se obvykle stává, když je rychlost otáčení hřídelí stejná. Točivý moment se tedy přenáší přímo do skříně, bez "lapování" a změny převodového poměru. Mimochodem, na moderních automatických převodovkách se používá kluzná spojka. Je schopen eliminovat úplné zablokování měniče momentu v určitých režimech. To přispívá k hladké akceleraci a spotřebě paliva.

Manuální převodovka v automatické převodovce

V této převodovce jako takové nejsou žádné mechaniky známé všem motoristům. Roli mechanické převodovky plní planetová převodovka. Může být navržen pro různý počet kroků - od čtyř do osmi. Ale přesto jsou nejběžnější možností šestistupňové automatické převodovky. Ve vzácných případech se můžete setkat s devítistupňovým automatem (například u Range Rover Evog).

Jak funguje automatická převodovka? Tento uzel v převodovce je souborem několika sekvenčních rychlostí. Všechny jsou sdruženy v planetovém soukolí. Planetová převodovka obsahuje následující součásti:

• Slunce a ozubené kolo.
• Dopravce.
• Satelity.

Pokud se podrobně ponoříte do zařízení a principu činnosti měniče točivého momentu automatické převodovky, všimnete si, že změna točivého momentu se provádí precizně pomocí unašeče, jakož i ozubeného věnce a centrálního kola. Při zablokování druhého mechanismu se převodový poměr zvýší. Samotné blokování se provádí chodem třecích spojek. Drží díly planetové převodovky připojením ke skříňovému tělesu. V závislosti na značce vozu používá konstrukce vícekotoučovou nebo pásovou třecí brzdu. Oba typy systémů jsou ovládány hydraulickými válci. Signál do spojek přichází z distribučního modulu. A aby se zabránilo otáčení unašeče v opačném směru, zařízení automatické převodovky má jednosměrnou spojku.

Řídící systém

Nyní si nelze představit automatickou převodovku, jejíž princip by nezávisel na elektronice. Tento systém tedy obsahuje různé senzory, distribuční modul a řídicí jednotku. Během provozu automatické převodovky systém čte informace z různých prvků. Jedná se o snímač teploty kapaliny ATP, otáčky hřídele na výstupu a vstupu a také polohu akcelerátoru. Všechny tyto signály jsou zpracovávány v reálném čase. Poté řídicí jednotka generuje řízeníimpulsy, které vstupují do aktuátorů. Upozorňujeme také, že princip fungování těla ventilu automatické převodovky je založen nejen na čtení dat ze snímačů, ale také na koordinaci signálů, které jsou k dispozici v elektronické řídicí jednotce motoru.

Rozvodný modul je zodpovědný za řízení průtoku pracovní kapaliny a za provoz třecích spojek, který se skládá z:

• Solenoidové ventily (jsou poháněny mechanicky).
• Ventilky.
• Hliníkové pouzdro obsahující výše uvedené díly.

Vzhledem k principu fungování automatické převodovky Toyota je důležité poznamenat takovou věc, jako jsou solenoidy. Tyto části se také nazývají solenoidové ventily. K čemu jsou solenoidy? Díky těmto prvkům je regulován tlak kapaliny ATP v boxu. Odkud se bere tlak oleje? Tento úkol plní speciální zubové čerpadlo automatické převodovky. Jeho pracovní princip je jednoduchý. Tento prvek funguje z „koblihového“náboje. Točím se s určitou frekvencí, zachytí to určité množství oleje s oběžnými koly a pumpuje to. A aby se pracovní kapalina nepřehřívala a nebyl porušen princip fungování automatické převodovky automobilu, v designu některých krabic je chladič. Může být umístěn samostatně v přední části (schován pod nárazníkem) nebo připojen k hlavnímu chladiči chlazení. Posledně uvedené schéma je často praktikováno na vozech Mercedes.

Selector

Princip činnosti voliče automatické převodovky je extrémně jednoduchý. Tento mechanismus je konstrukčně spojen s cívkou, která vykonává určitý režimpráce automatické převodovky. Je jich několik:

• Parkování.
• Reverse.
• Neutrální.
• Drive.

To ale není všechno. Pokud vezmeme v úvahu princip fungování automatické převodovky Honda, všimnete si, že na voliči je sportovní režim. Chcete-li jej zapnout, stačí přesunout rukojeť do příslušné polohy. Vzhledem k principu fungování automatické převodovky Nissan stojí za zmínku, že u některých modelů existuje možnost manuálního řazení.

DSG Robot

Tento typ automatické převodovky se objevil relativně nedávno. První modely se začaly používat až v polovině roku 2000. Zpočátku byly takové boxy instalovány na vozech Škoda. Ale lze je najít také na Volkswagenech a Audi.

Z vlastností stojí za zmínku zcela odlišný princip fungování automatické převodovky. Měnič točivého momentu jako takový zde z principu chybí. Místo toho využívá dvoulamelovou spojku a dvouhmotový setrvačník. Tato konstrukce umožňuje výrazně zkrátit časový interval mezi změnami převodového stupně.

Pokud jde o zařízení, tato krabice obsahuje:

• Manuální převodovka se dvěma řadami převodů.
• Elektronický řídicí systém.
• Rozdíl.
• Koncová výbava.
• Dvojitá spojka.

Všechny výše uvedené prvky jsou uzavřeny v jediném kovovém pouzdře. Proč konstrukce používá dvojitou spojku a dvě řady převodů? Pokud vezmeme v úvahu princip fungování automatické převodovky automobilu s DSG, potřebujetevšimněte si, že zatímco jeden rychlostní stupeň je v provozu, druhý se již připravuje na další zařazení. To se děje při zrychlování a při zpomalování. V takové převodovce nechybí ani třecí spojky. Jsou připojeny přes hlavní uzel k ozubeným soukolím v převodovce.

Existuje několik typů DSG boxů:

• Šestrychlostní.
• Sedmirychlostní.

Princip činnosti prvního typu automatické převodovky je založen na působení „mokré“spojky. V krabici je tedy speciální olej, který zajišťuje nejen mazání, ale také chlazení spojek. Kapalina pod tlakem cirkuluje v systému a přenáší točivý moment.

Pokud jde o druhý typ DSG, zde již byla použita suchá spojka. Princip činnosti je podobný jako u manuální převodovky – kotouč je přitlačován k setrvačníku a třením přenáší točivý moment. Podle odborníků je takové schéma návrhu méně spolehlivé. Zdroj disku je asi 50 tisíc kilometrů a náklady na výměnu dosahují 700 USD včetně spotřebního materiálu.

Převodové rozsahy zahrnují zpátečku, sudé a liché rychlosti. Každá řada je sada hřídelů (skládající se z primárního a sekundárního) a také určitá sada ozubených kol. K provedení zpětného pohybu konstrukce využívá mezihřídel se zpátečkou.

Stejně jako v klasickém stroji je zde elektronika, která řídí změnu rychlosti. To zahrnuje řídicí jednotku, senzory a akční členy. Nejprve tedy snímače načtou údaje o otáčkách hřídelí apolohu řadicí vidlice a poté jednotka tyto informace analyzuje a aplikuje specifický řídicí algoritmus.

hydraulický okruh DSG se skládá z:

• Valivé ventily, které se ovládají z voliče.
• Solenoidové ventily (stejné solenoidy). Slouží k řazení rychlostních stupňů v automatickém režimu.
• Tlakové regulační ventily, které přispívají k hladkému chodu třecí spojky.

Jak funguje DSG?

Princip činnosti hydraulického systému automatické převodovky robota spočívá v postupném řazení několika rychlostních stupňů. Když se auto začne pohybovat z místa, systém zahrne první rychlost. V tomto případě je druhý již zasnoubený. Jakmile vůz nabere vyšší rychlost (asi 20 kilometrů za hodinu), elektronika přepne rychlost na zvýšenou. Třetí rychlostní stupeň je již zařazen. Toto pokračuje až k nejvyšším. Pokud vůz zpomalí, elektronika zařadí již nízký rychlostní stupeň. Řazení je okamžité, protože konstrukce zahrnuje dvě řady převodů.

Aplikace

Za zmínku stojí, že taková převodovka se nepoužívá u každého auta. Jak jsme již řekli, převážnou část tvoří vozy koncernu VAG. Ale užitková vozidla (například Volkswagen Crafter) jimi vybavena nejsou. A to vše proto, že skříň je navržena pro určitý práh točivého momentu. Nesmí překročit 350 Nm.

To platí pro šestistupňové převodovky. DSGna sedm rychlostí a vůbec nevydrží víc než 250 Nm. Proto se s takovou krabicí můžete setkat maximálně na Tuaregu a slabších autech jako Passat nebo Octavia.

Variátor

Tato převodovka funguje také v automatickém režimu. Objevil se před půl stoletím, ale aktivně se používá pouze posledních 10-15 let. Co je variátor? Jedná se o bezstupňovou automatickou převodovku, která plynule mění převodový poměr pomocí řemenového nebo řetězového pohonu. Převodové poměry se mění, jak vozidlo nabírá rychlost. V současné době je taková krabice široce používána následujícími výrobci automobilů:

• Nissan.
• Mercedes.
• Honda.
• Audi.
• Subaru.
• Toyota.
• Ford.

Jaké jsou výhody tohoto boxu? Díky plynulé změně převodového poměru vůz nabírá rychlost rychle a bez cukání. Řidič a spolujezdci nepociťují při akceleraci rázy, ať je pedál plynu sešlápnutý sebevíc. Jsou zde však úskalí. Taková skříň má také limity točivého momentu, jako DSG. Proto se používá hlavně v osobních automobilech.

Růdy variátorů

Existuje několik typů přenosových dat:

• Toroid.
• Variátor klínového řemene.

Zároveň mají oba typy boxů téměř stejné zařízení a princip fungování. Konstrukce variátoru zahrnuje:

• Systémovládací prvky.
• Řemenice, která zajišťuje přenos točivého momentu.
• Pohon řetězem nebo řemenem.
• Uvolňovací mechanismus skříně (používá se k zařazení zpětného chodu).

Aby převodovka vnímala točivý moment, je do konstrukce zapojena spojka. Může být několika typů:

• Odstředivé automatické.
• Elektronický.
• Multidisc.

Existují i takové variátory, kde je jako spojka použit měnič momentu (jako na klasických automatech). Obvykle se takové schéma praktikuje na boxech Honda Multimatic. Odborníci se domnívají, že tento typ spojky je nejspolehlivější a nejvynalézavější.

Drive

Jak jsme již řekli, ve variátoru lze použít jiný pohon - řetěz, dibo řemen. Poslední jmenovaný je populárnější. Řemen jde na dvou kladkách, které tvoří kónické kotouče. Tyto kladky se mohou pohybovat a oddalovat v závislosti na potřebě. Aby se disky přiblížily k sobě, jsou v designu navrženy speciální pružiny. Samotné kladky mají mírný úhel sklonu. Jeho hodnota je přibližně 20 stupňů. To je provedeno tak, aby se pás během provozu boxu pohyboval s minimálním odporem.

Nyní o řetězovém pohonu. Řetěz na automatické převodovce je několik kovových desek, které jsou spojeny nápravami. Podle odborníků je takový pohon a provedení flexibilnější. Řetěz je schopen ohnout pod úhlem až 25 stupňů bez ztráty zdrojů. Ale na rozdíl od řemenového pohonu tento pohon májiný princip fungování. Automatická převodovka přenáší točivý moment bodovým kontaktem s řemenicemi. V určitých oblastech se vytváří vysoké napětí (třecí síla). Tím je dosaženo vysoké účinnosti. A aby se kladky takovým namáháním neopotřebovávaly, jsou vyrobeny z vysokopevnostní ložiskové oceli.

Zpátečka v CVT

Vzhledem k tomu, že se pohon variátoru může otáčet pouze jedním směrem, museli inženýři vyvinout samostatnou planetovou převodovku, která by zpátečku implementovala. Je navržena a funguje podobně jako převodovka v klasickém stroji.

Řídící systém

Podobně jako předchozí automatické převodovky využívá CVT elektronický řídicí systém. Jeho princip fungování je však poněkud odlišný. Systém tedy umožňuje nastavení průměru kotoučů variátoru.

Se změnou rychlosti se průměr jedné řemenice zvětšuje a druhý zmenšuje. Režimy se ovládají voličem díky senzoru automatické převodovky. Principem činnosti variátoru s řetězovým pohonem a řemenem je změna průměru řemenic.

O problémech

Vzhledem ke složité konstrukci a nízkému rozšíření mnoho služeb s takovými přenosy odmítá pracovat. Proto se u nás převodovky CVT příliš neujaly. Jak ukázaly provozní zkušenosti, zdroj tohoto boxu, i při správné údržbě, není větší než 150 tisíc kilometrů. Vzhledem k tomu je rozumné kupovat takové vozy pouze v novém stavu, které jsou v záruce. Je nebezpečné vzít si auto na variátor z rukou - můžete nastoupitdrahé opravy, které ne každý servis provede.

Shrnutí

Zjistili jsme tedy zařízení a princip fungování hydromechanické automatické převodovky, robotické převodovky a variátoru. Jak můžete vidět, všechny tyto boxy jsou uspořádány jinak a mají svůj vlastní algoritmus akce. Jakou převodovku je lepší zvolit? Odborníci tvrdí, že nejrozumnější volbou by byl klasický automat. Jak ukázaly provozní zkušenosti, majitelé vozů s DSG a CVT se často obraceli na servis a tyto boxy jsou drahé na údržbu. Klasický výherní automat je na trhu již velmi dlouho a jeho design se neustále zdokonaluje a zdokonaluje. Proto se takové krabice vyznačují vysokým zdrojem, nenáročným v provozu a lze je opravit v jakékoli službě. Praxe ukázala, že zdroj automatické převodovky v autě je od 300 do 400 tisíc kilometrů. To je vážné období, vzhledem k tomu, že některé moderní motory jezdí jen na 250. Ale aby taková převodovka dlouho vydržela, vyplatí se v ní pravidelně měnit kapalinu ATP, konkrétně každých 60 tisíc kilometrů.