Uređaj i princip rada automatskog mjenjača automobila

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-02-19 12:41

Danas su automobili opremljeni raznim vrstama mjenjača. I ako su ranije većina bili mehaničari, sada sve više vozača preferira automatiku. To nije iznenađujuće, jer je takav prijenos praktičniji za korištenje, posebno kada su u pitanju putovanja u gradu. Do nedavno su se takve kutije odlikovale niskom efikasnošću. Stari pretvarači obrtnog momenta su sporo menjali brzine i sa njima je automobil trošio mnogo više goriva. Ali danas su dizajn, uređaj i princip rada automatskog mjenjača malo drugačiji. Ove kutije su načini za brzo prebacivanje i sa njima automobil troši manje goriva. Ali prvo stvari.

Vrste

U ovom trenutku postoji nekoliko varijanti automatskih menjača. Ovo je klasični automatik sa pretvaračem obrtnog momenta, varijatorom i DSG robotom. Potonji je posebno razvio koncern "Volkswagen-Audi". Uređaj i princip rada automatskih mjenjača ovih tipova značajno se razlikuju. Ali ono što ih spaja je prebacivanje brzina u automatskom načinu rada. Pogledajmo bliže karakteristike svakog od ovih prijenosa.

Obični mitraljez

To je hidromehanički mjenjač. Unatoč činjenici da se dizajn pojavio prije više od pola stoljeća, i dalje je vrlo relevantan. Naravno, njegov uređaj je do danas značajno poboljšan. Sada ove kutije imaju šest brzina. Ako govorimo o automobilima iz 80-ih i 90-ih, oni su imali četvorostepeni automatski menjač.

Ovaj mjenjač uključuje:

• Ručni mjenjač.
• Pretvarač obrtnog momenta ili krofna.
• Kontrolni sistem.

Ako je automobil s prednjim pogonom opremljen takvim prijenosom, tada su uključeni i glavni prijenosnik i diferencijal. Jedan od najosnovnijih delova u automatskom menjaču je pretvarač obrtnog momenta. Sastoji se od nekoliko dijelova. To su pumpni, turbinski i reaktorski kotači. Zahvaljujući njima, ostvaruje se nesmetan prenos obrtnog momenta sa motora sa unutrašnjim sagorevanjem na ručni menjač.

Još jedan automatski mjenjač uključuje kvačilo (slobodni hod i blokiranje). Ovi elementi, zajedno sa turbinskim točkovima, zatvoreni su u okruglo metalno kućište, u obliku krofne. Unutar pretvarača obrtnog momenta nalazi se radni ATP fluid. Točak pumpe je spojen na radilicu. A sa strane kontrolnog punkta je turbina. Reaktorski točak je takođe postavljen između ova dva elementa.

Kako to funkcionira?

Koji je princip rada ovog tipa automatskog mjenjača? Radi klasična mašina zatvorene petlje. Kao što smo ranije rekli, unutra je ATPtečnost. To je vrsta ulja za prijenosnike. Ali, za razliku od mehaničkog mjenjača, on ne samo da obavlja funkciju podmazivanja, već i prenosi okretni moment. Koji je princip rada tečne spojnice automatskog mjenjača? Pod pritiskom ova tečnost ulazi u turbinski točak (sa pumpnog točka), a zatim ulazi u reaktorski točak. Budući da ima lopatice posebnog oblika, brzina protoka fluida počinje postepeno rasti tokom rotacije elementa. Dakle, ATP ulje pokreće turbinski točak.

Maksimalni obrtni moment u menjaču se generiše kada automobil krene. Kako se brzina mašine povećava, aktivira se kvačilo za zaključavanje. Potonji služi za tvrdo blokiranje "krofne" automatskog mjenjača u određenim režimima rada motora s unutrašnjim sagorijevanjem. To se obično događa kada je brzina rotacije osovina ista. Dakle, obrtni moment se prenosi direktno na kutiju, bez "zapiranja" i promjene omjera prijenosa. Usput, na modernim automatskim mjenjačima koristi se klizno kvačilo. Može eliminirati potpuno blokiranje pretvarača okretnog momenta u određenim načinima rada. Ovo doprinosi glatkom ubrzanju i uštedi goriva.

Ručni mjenjač u automatskom mjenjaču

Kao takav, ne postoji mehanika poznata svim vozačima u ovom menjaču. Ulogu mehaničkog mjenjača obavlja planetarni mjenjač. Može biti dizajniran za različit broj koraka - od četiri do osam. Ali ipak, najčešće opcije su šestostepeni automatski menjači. U rijetkim slučajevima možete pronaći automatski devetostepeni (na primjer, na Range Rover Evog).

Kako funkcioniše automatski menjač? Ovaj čvor u prijenosu je skup od nekoliko uzastopnih brzina. Svi su objedinjeni u planetarni set zupčanika. Planetarni mjenjač uključuje sljedeće komponente:

• Oprema za sunce i prsten.
• Nosilac.
• Sateliti.

Ako se detaljno udubite u uređaj i princip rada pretvarača momenta automatskog menjača, primetićete da se promena obrtnog momenta vrši upravo uz pomoć nosača, kao i prstenastog i sunčanog zupčanika. Kada je drugi mehanizam blokiran, omjer prijenosa se povećava. Samo blokiranje se vrši radom frikcionih spojki. Oni drže dijelove planetarnog mjenjača povezujući ih sa kućištem kutije. Ovisno o marki automobila, dizajn koristi frikcionu kočnicu s više diskova ili traka. Oba tipa sistema kontrolišu se hidrauličnim cilindrima. Signal spojnicama dolazi iz razvodnog modula. A kako bi se spriječilo rotiranje nosača u suprotnom smjeru, uređaj automatskog mjenjača ima kvačilo za prelazak.

Kontrolni sistem

Sada je nemoguće zamisliti automatski menjač, čiji princip ne bi zavisio od elektronike. Dakle, ovaj sistem uključuje različite senzore, distributivni modul i upravljačku jedinicu. Tokom rada automatskog mjenjača, sistem čita informacije iz različitih elemenata. Ovo je senzor temperature ATP-tečnosti, brzina osovine na izlazu i ulazu, kao i položaj gasa. Svi ovi signali se obrađuju u realnom vremenu. Tada upravljačka jedinica stvara kontroluimpulsi koji ulaze u aktuatore. Također napominjemo da se princip rada kućišta ventila automatskog mjenjača zasniva ne samo na očitavanju podataka sa senzora, već i na koordinaciji signala koji su dostupni u elektronskoj upravljačkoj jedinici motora.

Distribucijski modul je odgovoran za kontrolu protoka radnog fluida i za rad frikcionih spojki, koji se sastoji od:

• Magnetni ventili (su mehanički pogonjeni).
• Spool ventili.
• Aluminijumsko kućište koje sadrži gore navedene dijelove.

S obzirom na princip rada Toyotinog automatskog mjenjača, važno je napomenuti takvu stvar kao što su solenoidi. Ovi dijelovi se također nazivaju elektromagnetnim ventilima. Čemu služe solenoidi? Zahvaljujući ovim elementima, reguliše se pritisak ATP tečnosti u kutiji. Odakle dolazi pritisak ulja? Ovaj zadatak obavlja specijalna zupčasta pumpa automatskog mjenjača. Njegov princip rada je jednostavan. Ovaj element radi iz čvorišta "krofne". Ja rotiram određenom frekvencijom, ona hvata određenu količinu ulja rotorima i pumpa je. A kako se radni fluid ne bi pregrijao i princip rada automatskog mjenjača automobila nije narušen, u dizajnu nekih kutija nalazi se radijator. Može se postaviti zasebno ispred (sakriven ispod branika) ili spojiti na glavni hladnjak za hlađenje. Ova druga šema se često praktikuje na Mercedesovim automobilima.

Selektor

Princip rada selektora automatskog menjača je izuzetno jednostavan. Ovaj mehanizam je strukturno povezan sa špulom, koji obavlja određeni način radarad automatskog menjača. Ima ih nekoliko:

• Parking.
• Obrnuto.
• Neutralno.
• Vozi.

Ali to nije sve. Ako uzmemo u obzir princip rada Honda automatskog mjenjača, primijetit ćete da se na selektoru nalazi sportski način rada. Da biste ga uključili, samo pomaknite ručku u odgovarajući položaj. S obzirom na princip rada Nissanovog automatskog mjenjača, vrijedi reći da na nekim modelima postoji mogućnost ručnog mijenjanja brzina.

DSG Robot

Ova vrsta automatskog menjača se pojavila relativno nedavno. Prvi modeli počeli su se koristiti tek sredinom 2000-ih. U početku su takve kutije bile instalirane na automobile Škoda. Ali mogu se naći i na Volkswagenima i Audijima.

Među karakteristikama, vredi istaći potpuno drugačiji princip rada automatskog menjača. Pretvarač obrtnog momenta kao takav ovde u principu odsutan. Umjesto toga, koristi kvačilo s dvije ploče i zamašnjak s dvije mase. Ovaj dizajn vam omogućava da značajno smanjite vremenski interval između promjena brzina.

U pogledu uređaja, ova kutija uključuje:

• Ručni mjenjač sa dva reda brzina.
• Elektronski kontrolni sistem.
• Diferencijal.
• Završna oprema.
• Dvostruko kvačilo.

Svi gore navedeni elementi su zatvoreni u jednom metalnom kućištu. Zašto dizajn koristi dvostruko kvačilo i dva reda zupčanika? Ako uzmemo u obzir princip rada automatskog mjenjača automobila sa DSG-om, potreban vam jeimajte na umu da dok je jedna brzina u funkciji, druga se već priprema za sljedeće uključivanje. To se dešava pri ubrzavanju i pri usporavanju. Frikciona kvačila su takođe prisutna u takvom mjenjaču. Oni su povezani preko glavnog čvorišta sa zupčanicima u transmisiji.

Postoji nekoliko tipova DSG kutija:

• Šest brzina.
• Sedam brzina.

Princip rada prvog tipa automatskog mjenjača zasniva se na djelovanju "mokrog" kvačila. Dakle, u kutiji se nalazi posebno ulje koje obezbeđuje ne samo podmazivanje, već i hlađenje kvačila. Tečnost pod pritiskom cirkuliše u sistemu i prenosi obrtni moment.

Što se tiče drugog tipa DSG-a, ovde je već primenjeno suvo kvačilo. Princip rada je sličan ručnom mjenjaču - disk je pritisnut na zamašnjak i kroz trenje prenosi obrtni moment. Prema mišljenju stručnjaka, takva shema dizajna je manje pouzdana. Resurs diska je oko 50 hiljada kilometara, a cijena zamjene dostiže 700 dolara, uključujući potrošni materijal.

Rasponi brzina uključuju hod unazad, parne i neparne brzine. Svaki red je set osovina (koji se sastoje od primarnog i sekundarnog), kao i određeni set zupčanika. Za izvođenje pokreta unazad, dizajn koristi međuosovinu sa brzinom za vožnju unazad.

Kao u klasičnoj mašini, postoji elektronika koja kontroliše promenu brzine. To uključuje upravljačku jedinicu, senzore i aktuatore. Dakle, prvo senzori čitaju podatke o brzini osovine ipoložaj vilice zupčanika, a zatim jedinica analizira ove informacije i primjenjuje određeni algoritam upravljanja.

DSG hidraulični krug se sastoji od:

• Spool ventili koji rade sa selektora.
• Solenoidni ventili (isti solenoidi). Služe za mijenjanje brzina u automatskom načinu rada.
• Ventili za kontrolu pritiska, koji doprinose nesmetanom radu frikcionog kvačila.

Kako DSG radi?

Princip rada hidrauličkog sistema automatskog mjenjača robota je da se uzastopno mijenja određeni broj brzina. Kada se automobil krene s mjesta, sistem uključuje prvu brzinu. U ovom slučaju, drugi je već angažiran. Čim automobil postigne veću brzinu (oko 20 kilometara na sat), elektronika prebacuje brzinu na povećanu. Treća brzina je već uključena. Ovo ide do najvišeg. Ako automobil uspori, elektronika uključuje već nisku brzinu. Prebacivanje je trenutno, jer dizajn uključuje dva reda brzina.

Prijava

Vrijedi napomenuti da se takav prijenos ne koristi na svakom automobilu. Kao što smo ranije rekli, najveći deo su automobili iz koncerna VAG. Ali komercijalna vozila (na primjer, Volkswagen Crafter) nisu opremljena njima. A sve zato što je kutija dizajnirana za određeni prag okretnog momenta. Ne smije prelaziti 350 Nm.

Ovo se odnosi na mjenjače sa šest brzina. DSGna sedam brzina i uopće ne izdržavaju više od 250 Nm. Stoga takvu kutiju možete sresti najviše na Tuaregu i slabijim automobilima kao što su Passat ili Octavia.

Varijator

Ovaj menjač takođe radi u automatskom režimu. Pojavio se prije pola stoljeća, ali se aktivno koristi tek posljednjih 10-15 godina. Šta je varijator? Ovo je kontinuirano varijabilni automatski mjenjač koji glatko mijenja omjer prijenosa pomoću remena ili lančanog pogona. Omjeri prijenosa se mijenjaju kako vozilo povećava brzinu. Trenutno takvu kutiju naširoko koriste sljedeći proizvođači automobila:

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

Koje su prednosti ove kutije? Zahvaljujući glatkoj promeni stepena prenosa, automobil povećava brzinu brzo i bez trzaja. Vozač i putnici ne osećaju udarce tokom ubrzanja, bez obzira koliko je jako pritisnuta papučica gasa. Međutim, ovdje postoje zamke. Takva kutija takođe ima ograničenja obrtnog momenta, kao DSG. Stoga se uglavnom koristi u putničkim automobilima.

Varieti varijatora

Postoji nekoliko tipova prijenosa podataka:

• Toroid.
• Varijator klinastog remena.

U isto vrijeme, obje vrste kutija imaju skoro isti uređaj i princip rada. Dizajn varijatora uključuje:

• Sistemkontrole.
• Remenica koja obezbeđuje prenos obrtnog momenta.
• Pogon lanca ili remena.
• Mehanizam za otpuštanje kutije (koristi se za uključivanje brzine unatrag).

Da bi mjenjač percipirao obrtni moment, u dizajn je uključeno kvačilo. Može biti nekoliko vrsta:

• Centrifugal automatski.
• Electronic.
• Multidisc.

Postoje i takvi varijatori kod kojih se pretvarač obrtnog momenta koristi kao kvačilo (kao na klasičnim automatskim mašinama). Obično se takva shema prakticira na Honda Multimatic kutijama. Stručnjaci smatraju da je ova vrsta kvačila najpouzdanija i najsnalažljivija.

Vozite

Kao što smo već rekli, u varijatoru se može koristiti drugačiji pogon - lanac, dibo kaiš. Ovo drugo je popularnije. Remen ide na dvije remenice, koje formiraju konusne diskove. Ove remenice se mogu pomicati i odvajati ovisno o potrebi. Da bi se diskovi zbližili, u dizajnu su predviđene posebne opruge. Same remenice imaju blagi ugao nagiba. Njegova vrijednost je oko 20 stepeni. Ovo se radi tako da se kaiš kreće uz minimalan otpor tokom rada kutije.

Sada o lančanom pogonu. Lanac na automatskom varijabilnom mjenjaču je nekoliko metalnih ploča koje su povezane osovinama. Prema mišljenju stručnjaka, takav pogon i dizajn su fleksibilniji. Lanac se može savijati pod uglom do 25 stepeni bez gubitka resursa. Ali za razliku od remenskog pogona, ovaj pogon imadrugačiji princip rada. Automatski mjenjač prenosi obrtni moment kroz tački kontakt sa remenicama. U pojedinim područjima nastaje veliko naprezanje (sila trenja). Time se postiže visoka efikasnost. A kako se remenice ne bi istrošile od takvog naprezanja, napravljene su od čelika za ležajeve visoke čvrstoće.

Unatrag u CVT-u

Budući da se varijatorski pogon može rotirati samo u jednom smjeru, inženjeri su morali razviti poseban planetarni mjenjač za implementaciju brzine za vožnju unazad. Dizajniran je i radi slično kao mjenjač u klasičnoj mašini.

Kontrolni sistem

Slično prethodnim automatskim menjačima, CVT koristi elektronski kontrolni sistem. Međutim, njegov princip rada je nešto drugačiji. Dakle, sistem omogućava podešavanje prečnika diskova varijatora.

Kako se brzina mijenja, jedan prečnik remenice se povećava, a drugi smanjuje. Režimi se kontrolišu preko selektora zahvaljujući senzoru automatskog menjača. Princip rada varijatora sa lančanim pogonom i remenom je promjena prečnika remenica.

O problemima

Zbog složenog dizajna i niske rasprostranjenosti, mnoge službe odbijaju raditi s takvim prijenosima. Stoga se CVT-i nisu dobro ukorijenili u našoj zemlji. Kao što je pokazalo radno iskustvo, resurs ove kutije, čak i uz pravilno održavanje, nije veći od 150 hiljada kilometara. S obzirom na to, razumno je takve automobile kupovati samo u novim stanju, koji su pod garancijom. Opasno je uzeti auto na varijatoru iz ruku - možete ućiskupe popravke, koje neće izvršiti svaki servis.

Sumiranje

Dakle, saznali smo uređaj i princip rada hidromehaničkog automatskog mjenjača, robotskog i varijatora. Kao što vidite, sve ove kutije su drugačije raspoređene i imaju svoj algoritam djelovanja. Koji prijenos je bolje odabrati? Stručnjaci kažu da bi najrazumniji izbor bila klasična slot mašina. Kako je iskustvo u radu pokazalo, vlasnici automobila sa DSG i CVT-om često su se obraćali servisima i ove kutije su skupe za održavanje. Klasična slot mašina je na tržištu već dugo vremena, a njen dizajn se stalno usavršava i unapređuje. Stoga se takve kutije odlikuju visokim resursom, nepretenciozne u radu i mogu se popraviti u bilo kojoj usluzi. Praksa je pokazala da je resurs automatskog mjenjača u automobilu od 300 do 400 hiljada kilometara. Ovo je ozbiljan period, s obzirom da neki moderni motori rade samo 250. Ali da bi takav prijenos trajao dugo, vrijedi redovno mijenjati ATP tekućinu u njemu, odnosno svakih 60 hiljada kilometara.