Enheden og princippet for drift af en bils automatiske gearkasse

2024 Forfatter: Erin Ralphs | [email protected]. Sidst ændret: 2024-02-19 13:09

I dag er biler udstyret med forskellige typer gearkasser. Og hvis tidligere størstedelen var mekanikere, foretrækker flere og flere bilister nu automatisk. Dette er ikke overraskende, fordi en sådan transmission er mere praktisk at bruge, især når det kommer til ture i byen. Indtil for nylig var sådanne kasser kendetegnet ved lav effektivitet. Gamle momentomformere skiftede langsomt gear, og med dem brugte bilen meget mere brændstof. Men i dag er design, enhed og funktionsprincip for den automatiske transmission lidt anderledes. Disse bokse er måder at skifte hurtigt på, og med dem bruger bilen mindre brændstof. Men først ting først.

Typer

I øjeblikket er der flere varianter af automatiske gearkasser. Dette er en klassisk automat med en momentomformer, en variator og en DSG-robot. Sidstnævnte blev udviklet specifikt af koncernen "Volkswagen-Audi". Enheden og princippet om drift af automatiske transmissioner af disse typer er væsentligt anderledes. Men det, der forener dem, er skift af hastigheder i automatisk tilstand. Lad os se nærmere på funktionerne i hver af disse transmissioner.

Almindelig maskingevær

Det er en hydromekanisk gearkasse. På trods af at designet dukkede op for mere end et halvt århundrede siden, er det stadig meget relevant. Selvfølgelig er dens enhed blevet væsentligt forbedret til denne dag. Nu har disse kasser seks gear. Hvis vi taler om biler fra 80'erne og 90'erne, havde de en firetrins automatgearkasse.

Denne gearkasse inkluderer:

• Manuel transmission.
• Momentomformer eller donut.
• Kontrolsystem.

Hvis en forhjulstrukket bil er udstyret med en sådan transmission, så er hovedgear og differentiale også inkluderet. En af de mest basale dele i en automatgearkasse er momentomformeren. Den består af flere dele. Det er pumpe-, turbine- og reaktorhjul. Takket være dem udføres en jævn transmission af drejningsmoment fra forbrændingsmotoren til en manuel gearkasse.

En anden automatisk gearkasse inkluderer en kobling (frihjul og blokering). Disse elementer er sammen med turbinehjulene lukket i en rund metalkasse, formet som en donut. Inde i momentomformeren er der en fungerende ATP-væske. Pumpehjulet er forbundet med krumtapakslen. Og fra siden af checkpointet er turbinen. Et reaktorhjul er også placeret mellem disse to elementer.

Hvordan virker det?

Hvad er funktionsprincippet for denne type automatisk gearkasse? En klassisk lukket kredsløbsmaskine fungerer. Som vi sagde tidligere, er der ATP indenivæske. Det er en slags gearolie. Men i modsætning til en mekanisk gearkasse udfører den ikke kun en smørende funktion, men overfører også drejningsmoment. Hvad er princippet om drift af en automatisk transmissionsvæskekobling? Under tryk kommer denne væske ind i turbinehjulet (fra pumpehjulet), og kommer derefter ind i reaktorhjulet. Da det har blade af en speciel form, begynder væskestrømningshastigheden gradvist at stige under elementets rotation. Således driver ATP-olien turbinehjulet.

Det maksimale drejningsmoment i transmissionen genereres, når bilen starter. Når maskinens hastighed øges, aktiveres låsekoblingen. Sidstnævnte tjener til hårdt at blokere "donut" af den automatiske transmission i visse driftstilstande af forbrændingsmotoren. Dette sker norm alt, når akslernes rotationshastighed er den samme. Så drejningsmomentet overføres direkte til kassen uden at "lappe" og ændre gearforholdet. Forresten bruges en slipperkobling på moderne automatgear. Det er i stand til at eliminere fuldstændig blokering af momentomformeren i visse tilstande. Dette bidrager til en jævn acceleration og brændstoføkonomi.

Manuel gearkasse i automatgear

Som sådan er der ingen mekanikere, som alle bilister kender i denne transmission. Den mekaniske gearkasses rolle udføres af en planetgearkasse. Den kan designes til et forskelligt antal trin - fra fire til otte. Men stadig er de mest almindelige muligheder seks-trins automatgear. I sjældne tilfælde kan du finde en nitrins automatgear (f.eks. på Range Rover Evog).

Hvordan fungerer en automatgearkasse? Denne node i transmissionen er et sæt af flere sekventielle hastigheder. Alle er forenet i et planetgearsæt. Planetgearkassen inkluderer følgende komponenter:

• Sol og ringudstyr.
• Carrier.
• Satelitter.

Hvis du dykker ned i enheden og princippet om driften af den automatiske gearkasses momentomformer i detaljer, vil du bemærke, at ændringen i drejningsmomentet udføres præcist ved hjælp af bæreren, såvel som ringen og solgearene. Når den anden mekanisme er blokeret, øges gearforholdet. Selve blokeringen udføres ved drift af friktionskoblinger. De holder delene af planetgearkassen ved at forbinde dem med kassekroppen. Afhængigt af bilens mærke bruger designet en multi-skive eller båndfriktionsbremse. Begge typer systemer styres af hydrauliske cylindre. Signalet til koblingerne kommer fra fordelingsmodulet. Og for at forhindre, at holderen roterer i den modsatte retning, har automatgearet en friløbskobling.

Kontrolsystem

Nu er det umuligt at forestille sig en automatisk gearkasse, hvis princip ikke afhænger af elektronik. Så dette system inkluderer forskellige sensorer, et distributionsmodul og en kontrolenhed. Under drift af automatisk transmission læser systemet information fra forskellige elementer. Dette er en ATP-væske temperatursensor, akselhastighed ved udgang og indgang, samt positionen af speederen. Alle disse signaler behandles i re altid. Derefter genererer styreenheden kontrolimpulser, der kommer ind i aktuatorerne. Vi bemærker også, at funktionsprincippet for den automatiske transmissionsventilkropp ikke kun er baseret på læsning af data fra sensorer, men også på koordineringen af signaler, der er tilgængelige i den elektroniske motorstyringsenhed.

Fordelingsmodulet er ansvarligt for at kontrollere flowet af arbejdsvæsken og for driften af friktionskoblingerne, som består af:

• Magnetventiler (de er mekanisk drevne).
• Spoleventiler.
• Aluminiumshus, der indeholder ovenstående dele.

I betragtning af princippet om Toyotas automatgear, er det vigtigt at bemærke sådan noget som solenoider. Disse dele kaldes også magnetventiler. Hvad er solenoider til? Takket være disse elementer reguleres trykket af ATP-væsken i kassen. Hvor kommer olietrykket fra? Denne opgave udføres af en speciel automatisk gearpumpe. Dets arbejdsprincip er enkelt. Dette element opererer fra "donut"-hubben. Jeg roterer med en bestemt frekvens, den fanger en vis mængde olie med løbehjulene og pumper den. Og for at arbejdsvæsken ikke overophedes, og princippet om drift af bilens automatiske transmission ikke krænkes, er der en radiator i designet af nogle kasser. Den kan placeres separat foran (skjult under kofangeren) eller tilsluttes hovedkøleren. Sidstnævnte ordning praktiseres ofte på Mercedes-biler.

Vælger

Betjeningsprincippet for den automatiske gearvælger er ekstremt simpelt. Denne mekanisme er strukturelt forbundet med spolen, som udfører en bestemt tilstandautomatgear arbejde. Der er flere af dem:

• Parkering.
• Omvendt.
• Neutral.
• Kør.

Men det er ikke alt. Hvis vi overvejer princippet om drift af Honda automatgear, vil du bemærke, at der er en sportstilstand på vælgeren. For at tænde den skal du blot flytte håndtaget til den passende position. I betragtning af driftprincippet for Nissan automatgear, er det værd at sige, at der på nogle modeller er mulighed for manuel gearskifte.

DSG Robot

Denne type automatisk gearkasse er dukket op for relativt nylig. De første modeller begyndte først at blive brugt i midten af 2000'erne. Oprindeligt blev sådanne kasser installeret på Skoda-biler. Men de kan også findes på Volkswagens og Audis.

Blandt funktionerne er det værd at bemærke et helt andet princip for automatgeardrift. Momentomformeren som sådan er i princippet fraværende her. I stedet bruger den en dobbeltpladekobling og et dobbeltmassesvinghjul. Dette design giver dig mulighed for at reducere tidsintervallet mellem gearskift markant.

Med hensyn til enhed inkluderer denne boks:

• Manuel gearkasse med to rækker gear.
• Elektronisk kontrolsystem.
• Differential.
• Afsluttende gear.
• Dobbeltkobling.

Alle ovenstående elementer er indesluttet i en enkelt metalkasse. Hvorfor bruger designet en dobbeltkobling og to rækker gear? Hvis vi overvejer princippet om drift af en automatisk transmission af en bil med DSG, har du brug forBemærk, at mens det ene gear er i drift, er det andet allerede ved at forberede den næste optagelse. Dette sker ved acceleration og deceleration. Friktionskoblinger er også til stede i en sådan gearkasse. De er forbundet via hovednavet til geartogene i transmissionen.

Der er flere typer DSG-bokse:

• Seks-speed.
• Syv-speed.

Betjeningsprincippet for den første type automatisk gearkasse er baseret på virkningen af en "våd" kobling. Så i kassen er der en speciel olie, der ikke kun giver smøring, men også køling af koblingerne. Væske under tryk cirkulerer i systemet og overfører drejningsmoment.

Med hensyn til den anden type DSG er der allerede påført en tør kobling her. Funktionsprincippet ligner en manuel transmission - skiven presses mod svinghjulet og overfører drejningsmoment gennem friktion. Ifølge eksperter er en sådan designordning mindre pålidelig. Diskressourcen er omkring 50 tusinde kilometer, og udskiftningsomkostningerne når $700, inklusive forbrugsvarer.

Gearområder inkluderer bakgear, lige og ulige hastigheder. Hver række er et sæt aksler (bestående af primære og sekundære) samt et bestemt sæt gear. For at udføre bevægelsen tilbage bruger designet en mellemaksel med bakgear.

Som i en klassisk maskine er der en elektronik, der styrer hastighedsændringen. Dette inkluderer styreenheden, sensorer og aktuatorer. Så først læser sensorerne data om hastigheden af akslerne ogpositionen af geargaflen, og derefter analyserer enheden denne information og anvender en specifik kontrolalgoritme.

DSG hydraulisk kredsløb består af:

• Spoleventiler, der betjenes fra vælgeren.
• Magnetventiler (samme magnetventiler). De tjener til at skifte gear i automatisk tilstand.
• Trykreguleringsventiler, som bidrager til en jævn drift af friktionskoblingen.

Hvordan fungerer DSG?

Princippet for driften af det hydrauliske system i robottens automatiske transmission er at skifte et antal gear sekventielt. Når bilen begynder at bevæge sig fra et sted, inkluderer systemet den første hastighed. I dette tilfælde er den anden allerede engageret. Så snart bilen har fået en højere hastighed (ca. 20 kilometer i timen), skifter elektronikken hastigheden til øget. Det tredje gear er allerede sat i. Dette går op til det højeste. Hvis bilen sænker farten, kobler elektronikken i det allerede lave gear. Skiftet sker øjeblikkeligt, da designet involverer to rækker gear.

Application

Det er værd at bemærke, at sådan en transmission ikke bruges på alle biler. Som vi sagde tidligere, er hovedparten biler fra VAG-koncernen. Men erhvervskøretøjer (for eksempel Volkswagen Crafter) er ikke udstyret med dem. Og alt sammen fordi kassen er designet til en vis tærskel for drejningsmoment. Den må ikke overstige 350 Nm.

Dette gælder for seks-trins transmissioner. DSGved syv hastigheder og tåler slet ikke mere end 250 Nm. Derfor kan man højst møde sådan en kasse på tuaregerne og svagere biler som Passat eller Octavia.

Variator

Denne gearkasse fungerer også i automatisk tilstand. Det dukkede op for et halvt århundrede siden, men kun de sidste 10-15 år er blevet aktivt brugt. Hvad er en variator? Dette er en trinløs automatgearkasse, der jævnt ændrer gearforholdet ved hjælp af et rem- eller kædetræk. Gearforholdene ændrer sig, når køretøjet øger farten. I øjeblikket er sådan en boks meget brugt af følgende bilproducenter:

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

Hvad er fordelene ved denne boks? Takket være en jævn ændring i gearforholdet øger bilen farten hurtigt og uden ryk. Føreren og passagererne mærker ikke stød under acceleration, uanset hvor hårdt speederen trykkes ned. Der er dog faldgruber her. Sådan en boks har også momentgrænser, som DSG. Derfor bruges den hovedsageligt i personbiler.

Sorts af variatorer

Der er flere typer transmissionsdata:

• Toroid.
• Kileremsvariator.

Samtidig har begge typer kasser næsten samme enhed og funktionsprincip. Variatorens design inkluderer:

• Systemkontroller.
• Trive, der giver momentoverførsel.
• Kæde- eller remtræk.
• Boksudløsermekanisme (bruges til at sætte i bakgear).

For at transmissionen kan opfatte drejningsmoment, er en kobling involveret i designet. Det kan være af flere typer:

• Centrifugalautomatik.
• Elektronisk.
• Multidisk.

Der findes også sådanne variatorer, hvor en momentomformer bruges som kobling (som på klassiske automatiske maskiner). Typisk praktiseres en sådan ordning på Honda Multimatic-kasser. Eksperter mener, at denne type kobling er den mest pålidelige og opfindsomme.

Kør

Som vi allerede har sagt, kan et andet drev bruges i variatoren - kæde, dibo-rem. Sidstnævnte er mere populær. Remmen går på to remskiver, som danner koniske skiver. Disse remskiver er i stand til at bevæge sig og flytte fra hinanden afhængigt af behovet. For at bringe skiverne tættere på hinanden er der forsynet med specielle fjedre i designet. Selve remskiverne har en lille hældningsvinkel. Dens værdi er cirka 20 grader. Dette gøres, så bæltet bevæger sig med minimal modstand under boksens drift.

Nu om kædetrækket. Kæden på en automatisk variabel gearkasse er flere metalplader, der er forbundet med aksler. Ifølge eksperter er et sådant drev og design mere fleksibelt. Kæden er i stand til at bøje i en vinkel på op til 25 grader uden tab af ressourcer. Men i modsætning til et remtræk har dette drevandet funktionsprincip. Automatgearet overfører drejningsmoment gennem punktkontakt med remskiverne. I visse områder dannes der høj spænding (friktionskraft). Herved opnås høj effektivitet. Og for at remskiverne ikke skal blive slidt af sådanne belastninger, er de lavet af højstyrke lejestål.

Bakgear i CVT

Fordi variatordrevet kun kan rotere i én retning, var ingeniørerne nødt til at udvikle en separat planetgearkasse for at implementere bakgearet. Den er designet og fungerer på samme måde som en gearkasse i en klassisk maskine.

Kontrolsystem

I lighed med tidligere automatiske transmissioner bruger CVT'en et elektronisk styresystem. Imidlertid er dens funktionsprincip noget anderledes. Så systemet sørger for justering af diameteren af variatorskiverne.

Når hastigheden ændres, øges den ene remskivediameter, og den anden falder. Funktionerne styres via vælgeren takket være sensoren til automatisk transmission. Funktionsprincippet for en variator med et kædetræk og en rem er at ændre diameteren af remskiverne.

Om problemer

På grund af det komplekse design og lave udbredelse nægter mange tjenester at arbejde med sådanne transmissioner. Derfor har CVT ikke slået rod i vores land. Som driftserfaring har vist, er ressourcen til denne boks, selv med korrekt vedligeholdelse, ikke mere end 150 tusinde kilometer. I lyset af dette er det rimeligt kun at købe sådanne biler i ny stand, som er under garanti. Det er farligt at tage en bil på en variator fra dine hænder - du kan komme pådyre reparationer, som ikke enhver service vil udføre.

Opsummering

Så vi fandt ud af enheden og funktionsprincippet for en hydromekanisk automatisk transmission, en robot og en variator. Som du kan se, er alle disse kasser arrangeret forskelligt og har deres egen handlingsalgoritme. Hvilken transmission er bedre at vælge? Eksperter siger, at det mest rimelige valg ville være en klassisk spillemaskine. Som driftserfaringen har vist, henvendte ejere af biler med DSG og CVT sig ofte til tjenester, og disse kasser er dyre at vedligeholde. Den klassiske spillemaskine har været på markedet i meget lang tid, og dens design bliver konstant forfinet og forbedret. Derfor er sådanne kasser kendetegnet ved en høj ressource, uhøjtidelige i drift og kan repareres i enhver tjeneste. Praksis har vist, at ressourcen til en automatisk transmission i en bil er fra 300 til 400 tusinde kilometer. Dette er en alvorlig periode, da nogle moderne motorer kun kører 250. Men for at en sådan transmission skal holde i lang tid, er det værd at skifte ATP-væsken i den regelmæssigt, nemlig hver 60. tusinde kilometer.