Enheten och funktionsprincipen för en bils automatiska växellåda

2024 Författare: Erin Ralphs | [email protected]. Senast ändrad: 2024-02-19 18:28

Idag är bilar utrustade med olika typer av växellådor. Och om tidigare majoriteten var mekaniker, nu föredrar fler och fler förare automatisk. Detta är inte förvånande, eftersom en sådan överföring är bekvämare att använda, särskilt när det kommer till resor i staden. Tills nyligen kännetecknades sådana lådor av låg effektivitet. Gamla momentomvandlare växlade långsamt och med dem förbrukade bilen mycket mer bränsle. Men idag är designen, enheten och driftprincipen för den automatiska växellådan något annorlunda. Dessa lådor är sätt att snabbt byta och med dem förbrukar bilen mindre bränsle. Men först till kvarn.

Typer

För tillfället finns det flera varianter av automatiska växellådor. Detta är en klassisk automat med en momentomvandlare, en variator och en DSG-robot. Den senare utvecklades specifikt av koncernen "Volkswagen-Audi". Enheten och principen för drift av automatiska växellådor av dessa typer är väsentligt annorlunda. Men det som förenar dem är växlingen av hastigheter i automatiskt läge. Låt oss ta en närmare titt på funktionerna i var och en av dessa sändningar.

Vanligt maskingevär

Det är en hydromekanisk växellåda. Trots att designen dök upp för mer än ett halvt sekel sedan är den fortfarande väldigt relevant. Naturligtvis har dess enhet förbättrats avsevärt till denna dag. Nu har dessa lådor sex växlar. Om vi pratar om bilar från 80- och 90-talen så hade de en fyrväxlad automatlåda.

Denna växellåda innehåller:

• Manuell växellåda.
• Vridmomentomvandlare eller munk.
• Kontrollsystem.

Om en framhjulsdriven bil är utrustad med en sådan växellåda, så ingår även huvudväxeln och differentialen. En av de mest grundläggande delarna i en automatisk växellåda är momentomvandlaren. Den består av flera delar. Dessa är pump-, turbin- och reaktorhjul. Tack vare dem utförs en mjuk överföring av vridmoment från förbränningsmotorn till en manuell växellåda.

En annan automatisk växellåda inkluderar en koppling (frihjul och blockering). Dessa element, tillsammans med turbinhjulen, är stängda i en rund metalllåda, formad som en munk. Inuti momentomvandlaren finns en fungerande ATP-vätska. Pumphjulet är anslutet till vevaxeln. Och från sidan av checkpointen är turbinen. Ett reaktorhjul är också placerat mellan dessa två element.

Hur fungerar det?

Vilken funktionsprincip har den här typen av automatisk växellåda? En klassisk sluten kretsmaskin fungerar. Som vi sa tidigare, det finns ATP inutiflytande. Det är en sorts växelolja. Men till skillnad från en mekanisk växellåda utför den inte bara en smörjande funktion, utan överför också vridmoment. Vad är funktionsprincipen för en automatisk transmissionsvätskekoppling? Under tryck kommer denna vätska in i turbinhjulet (från pumphjulet) och kommer sedan in i reaktorhjulet. Eftersom den har blad av en speciell form, börjar vätskeflödet att öka gradvis under rotationen av elementet. Således driver ATP-oljan turbinhjulet.

Högsta vridmomentet i transmissionen genereras när bilen startar. När maskinens hastighet ökar aktiveras spärrkopplingen. Det senare tjänar till att hårt blockera "munk" i den automatiska växellådan i vissa driftslägen för förbränningsmotorn. Detta händer vanligtvis när rotationshastigheten för axlarna är densamma. Så vridmomentet överförs direkt till lådan, utan att "lappa" och ändra utväxlingsförhållandet. Förresten, en toffelkoppling används på moderna automatiska växellådor. Den kan eliminera fullständig blockering av momentomvandlaren i vissa lägen. Detta bidrar till en mjuk acceleration och bränsleekonomi.

Manuell växellåda i automatlåda

Som sådan finns det ingen mekanik som är bekant för alla bilister i denna transmission. Rollen för den mekaniska växellådan utförs av en planetväxellåda. Den kan utformas för ett annat antal steg - från fyra till åtta. Men fortfarande är de vanligaste alternativen sexväxlade automatiska växellådor. I sällsynta fall kan du hitta en nioväxlad automat (till exempel på Range Rover Evog).

Hur fungerar en automatisk växellåda? Denna nod i överföringen är en uppsättning av flera sekventiella hastigheter. Alla är förenade i en planetväxel. Planetväxellådan innehåller följande komponenter:

• Sol och ringutrustning.
• Carrier.
• satelliter.

Om du fördjupar dig i enheten och funktionsprincipen för den automatiska växellådans momentomvandlare i detalj, kommer du att märka att förändringen av vridmomentet utförs exakt med hjälp av hållaren, såväl som ringen och solhjulen. När den andra mekanismen blockeras ökar utväxlingen. Själva blockeringen utförs av friktionskopplingar. De håller planetväxellådans delar genom att ansluta dem till lådkroppen. Beroende på bilens märke använder konstruktionen en multi-skiva eller bandfriktionsbroms. Båda typerna av system styrs av hydraulcylindrar. Signalen till kopplingarna kommer från distributionsmodulen. Och för att förhindra att hållaren roterar i motsatt riktning har automatväxellådan en frikörningskoppling.

Kontrollsystem

Nu är det omöjligt att föreställa sig en automatisk växellåda, vars princip inte skulle bero på elektronik. Så detta system innehåller olika sensorer, en distributionsmodul och en styrenhet. Under drift med automatisk växellåda läser systemet information från olika element. Detta är en ATP-vätsketemperatursensor, axelhastighet vid utgång och ingång, samt gaspedalens position. Alla dessa signaler bearbetas i re altid. Sedan genererar styrenheten styrningimpulser som kommer in i ställdonen. Vi noterar också att funktionsprincipen för den automatiska växellådans ventilkropp inte bara bygger på att läsa data från sensorer, utan också på koordineringen av signaler som finns tillgängliga i den elektroniska motorstyrenheten.

Fördelningsmodulen ansvarar för att styra flödet av arbetsvätskan och för driften av friktionskopplingarna, som består av:

• magnetventiler (de är mekaniskt drivna).
• Spolventiler.
• Aluminiumhölje som innehåller ovanstående delar.

Med tanke på funktionsprincipen för Toyotas automatiska växellåda är det viktigt att notera en sådan sak som solenoider. Dessa delar kallas även magnetventiler. Vad är solenoider till för? Tack vare dessa element regleras trycket på ATP-vätskan i lådan. Var kommer oljetrycket ifrån? Denna uppgift utförs av en speciell automatväxelpump. Dess arbetsprincip är enkel. Detta element fungerar från "munk"-navet. Jag roterar med en viss frekvens, den fångar upp en viss mängd olja med pumphjulen och pumpar den. Och så att arbetsvätskan inte överhettas och principen för drift av bilens automatiska växellåda inte kränks, finns det en kylare i designen av vissa lådor. Den kan placeras separat i fronten (dold under stötfångaren) eller kopplas till huvudkylaren. Det senare schemat används ofta på Mercedes-bilar.

Väljare

Funktionsprincipen för den automatiska växelväljaren är extremt enkel. Denna mekanism är strukturellt ansluten till spolen, som utför ett visst lägeautomatväxelarbete. Det finns flera av dem:

• Parkering.
• Omvänd.
• Neutral.
• Drive.

Men det är inte allt. Om vi överväger principen för driften av Hondas automatiska växellåda, kommer du att märka att det finns ett sportläge på väljaren. För att slå på den, flytta bara handtaget till lämpligt läge. Med tanke på driftprincipen för Nissan automatväxellåda är det värt att säga att det på vissa modeller finns möjlighet till manuell växling.

DSG Robot

Den här typen av automatisk växellåda har dykt upp relativt nyligen. De första modellerna började användas först i mitten av 2000-talet. Ursprungligen installerades sådana lådor på Skoda-bilar. Men de finns också på Volkswagens och Audis.

Bland funktionerna är det värt att notera en helt annan princip för drift av automatisk växellåda. Momentomvandlaren som sådan saknas här i princip. Istället använder den en dubbelplåtskoppling och ett dubbelmassesvänghjul. Denna design gör att du kan minska tidsintervallet mellan växlingarna avsevärt.

När det gäller enheten innehåller denna box:

• Manuell växellåda med två rader växlar.
• Elektroniskt styrsystem.
• Differential.
• Slutväxel.
• Dubbelkoppling.

Alla ovanstående element är inneslutna i ett enda metallhölje. Varför använder designen en dubbelkoppling och två rader med växlar? Om vi överväger principen för driften av en automatisk växellåda av en bil med DSG, behöver duObservera att medan en växel är i drift, förbereder den andra redan för nästa inkludering. Detta händer vid acceleration och vid inbromsning. Friktionskopplingar finns också i en sådan växellåda. De är länkade via huvudnavet till växelstågen i transmissionen.

Det finns flera typer av DSG-lådor:

• Sex-växlad.
• Sju-växlad.

Funktionsprincipen för den första typen av automatisk växellåda är baserad på verkan av en "våt" koppling. Så i lådan finns en speciell olja som inte bara ger smörjning utan också kyler kopplingarna. Vätska under tryck cirkulerar i systemet och överför vridmoment.

När det gäller den andra typen av DSG har en torrkoppling redan använts här. Funktionsprincipen liknar en manuell växellåda - skivan pressas mot svänghjulet och överför vridmoment genom friktion. Enligt experter är ett sådant designschema mindre tillförlitligt. Diskresursen är cirka 50 tusen kilometer, och ersättningskostnaden når 700 $, inklusive förbrukningsvaror.

Växelområdena inkluderar backning, jämn och udda hastighet. Varje rad är en uppsättning axlar (bestående av primära och sekundära), såväl som en viss uppsättning växlar. För att utföra rörelsen tillbaka använder konstruktionen en mellanaxel med en backväxel.

Som i en klassisk maskin finns det en elektronik som styr hastighetsändringen. Detta inkluderar styrenheten, sensorer och ställdon. Så först läser sensorerna data om axlarnas hastighet ochväxelgaffelns position, och sedan analyserar enheten denna information och tillämpar en specifik styralgoritm.

DSG hydraulisk krets består av:

• Slidventiler som styrs från väljaren.
• Magnetventiler (samma solenoider). De tjänar till att växla i automatiskt läge.
• Tryckreglerventiler, som bidrar till att friktionskopplingen fungerar smidigt.

Hur fungerar DSG?

Principen för driften av det hydrauliska systemet i robotens automatiska växellåda är att sekventiellt växla ett antal växlar. När bilen börjar röra sig från en plats inkluderar systemet den första hastigheten. I det här fallet är den andra redan inkopplad. Så fort bilen har fått en högre hastighet (cirka 20 kilometer i timmen) ställer elektroniken om hastigheten till ökad. Tredje växeln är redan ilagd. Detta fortsätter upp till det högsta. Om bilen saktar ner lägger elektroniken i den redan låga växeln. Växlingen sker omedelbart, eftersom designen involverar två rader med växlar.

Application

Det är värt att notera att en sådan växellåda inte används på alla bilar. Som vi sa tidigare är huvuddelen bilar från VAG-koncernen. Men kommersiella fordon (till exempel Volkswagen Crafter) är inte utrustade med dem. Och allt för att lådan är designad för en viss tröskel för vridmoment. Den får inte överstiga 350 Nm.

Detta gäller sexväxlade växellådor. DSGvid sju hastigheter och tål inte mer än 250 Nm alls. Därför kan du möta en sådan låda som mest på tuaregerna och svagare bilar som Passat eller Octavia.

Variator

Denna växellåda fungerar också i automatiskt läge. Det dök upp för ett halvt sekel sedan, men bara de senaste 10-15 åren har använts aktivt. Vad är en variator? Detta är en steglös automatisk växellåda som smidigt ändrar utväxlingen med hjälp av en rem- eller kedjedrift. Utväxlingsförhållandena ändras när fordonet ökar hastigheten. För närvarande används en sådan låda flitigt av följande biltillverkare:

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

Vilka är fördelarna med denna box? Tack vare en mjuk växling tar bilen upp farten snabbt och utan att rycka. Förare och passagerare känner inga stötar vid acceleration, oavsett hur hårt gaspedalen trycks ned. Det finns dock fallgropar här. En sådan låda har också vridmomentgränser, som DSG. Därför används den främst i personbilar.

Sorter av variatorer

Det finns flera typer av överföringsdata:

• Toroid.
• V-remsvariator.

Samtidigt har båda typerna av boxar nästan samma enhet och funktionsprincip. Variatorns design inkluderar:

• Systemkontroller.
• Remskiva som ger vridmomentöverföring.
• Kedje- eller remdrift.
• Lådans frigöringsmekanism (används för att lägga i backväxeln).

För att transmissionen ska uppfatta vridmoment är en koppling inblandad i designen. Det kan vara av flera typer:

• Centrifugalautomatik.
• Elektroniskt.
• Multidisk.

Det finns även sådana variatorer där en momentomvandlare används som koppling (som på klassiska automatmaskiner). Vanligtvis praktiseras ett sådant schema på Honda Multimatic-lådor. Experter tror att den här typen av koppling är den mest pålitliga och fyndiga.

Drive

Som vi redan har sagt kan en annan drivning användas i variatorn - kedja, diborem. Det senare är mer populärt. Remmen går på två remskivor, som bildar koniska skivor. Dessa remskivor kan flyttas och flyttas isär beroende på behov. För att föra skivorna närmare varandra finns speciella fjädrar i designen. Remskivorna i sig har en liten lutningsvinkel. Dess värde är cirka 20 grader. Detta görs så att bältet rör sig med minim alt motstånd under driften av boxen.

Nu om kedjedriften. Kedjan på en automatisk variabel växellåda är flera metallplattor som är förbundna med axlar. Enligt experter är en sådan drivkraft och design mer flexibel. Kedjan kan böjas i en vinkel på upp till 25 grader utan resursförlust. Men till skillnad från en remdrift har denna drivningannan funktionsprincip. Den automatiska växellådan överför vridmoment genom punktkontakt med remskivorna. I vissa områden bildas hög spänning (friktionskraft). Detta uppnår hög effektivitet. Och för att remskivorna inte ska slitas av sådana påfrestningar är de gjorda av höghållfast lagerstål.

Backväxel i CVT

Eftersom variatordriften bara kan rotera i en riktning, var ingenjörerna tvungna att utveckla en separat planetväxellåda för att implementera backväxeln. Den är designad och fungerar på samma sätt som en växellåda i en klassisk maskin.

Kontrollsystem

I likhet med tidigare automatiska växellådor använder CVT:n ett elektroniskt kontrollsystem. Men dess funktionsprincip är något annorlunda. Så, systemet ger justering av diametern på variatorskivorna.

När hastigheten ändras, ökar den ena remskivans diameter och den andra minskar. Lägena styrs genom väljaren tack vare den automatiska växellådans sensor. Funktionsprincipen för en variator med kedjedrift och rem är att ändra diametern på remskivorna.

Om problem

På grund av den komplexa designen och låga förekomsten vägrar många tjänster att arbeta med sådana överföringar. Därför har CVT inte slagit rot i vårt land. Som driftserfarenhet har visat är resursen för denna låda, även med korrekt underhåll, inte mer än 150 tusen kilometer. Med tanke på detta är det rimligt att köpa sådana bilar endast i nyskick, som är under garanti. Det är farligt att ta en bil på en variator från händerna - du kan gå pådyra reparationer, som inte varje service kommer att utföra.

Sammanfattning

Så, vi fick reda på enheten och funktionsprincipen för en hydromekanisk automatisk växellåda, en robotisk och en variator. Som du kan se är alla dessa rutor arrangerade på olika sätt och har sin egen handlingsalgoritm. Vilken transmission är bättre att välja? Experter säger att det mest rimliga valet skulle vara en klassisk spelautomat. Som drifterfarenheten har visat, vände sig ägare till bilar med DSG och CVT ofta till tjänster och dessa lådor är dyra att underhålla. Den klassiska spelautomaten har funnits på marknaden väldigt länge, och dess design förfinas och förbättras ständigt. Därför kännetecknas sådana lådor av en hög resurs, opretentiös i drift och kan repareras i vilken tjänst som helst. Praxis har visat att resursen för en automatisk växellåda i en bil är från 300 till 400 tusen kilometer. Detta är en allvarlig period, med tanke på att vissa moderna motorer bara kör 250. Men för att en sådan transmission ska hålla länge är det värt att byta ATP-vätskan i den regelbundet, nämligen var 60:e tusende kilometer.