Automašīnas automātiskās pārnesumkārbas ierīce un darbības princips

2024 Autors: Erin Ralphs | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-02-19 17:43

Šodien automašīnas ir aprīkotas ar dažāda veida ātrumkārbām. Un, ja agrāk lielākā daļa bija mehāniķi, tagad arvien vairāk autovadītāju dod priekšroku automātam. Tas nav pārsteidzoši, jo šāda transmisija ir ērtāk lietojama, it īpaši, ja runa ir par braucieniem pilsētā. Vēl nesen šādām kastēm bija raksturīga zema efektivitāte. Vecie griezes momenta pārveidotāji pārnesumus pārslēdza lēni un līdz ar tiem auto iztērēja daudz vairāk degvielas. Bet šodien automātiskās pārnesumkārbas dizains, ierīce un darbības princips nedaudz atšķiras. Šīs kastes ir veidi, kā ātri pārslēgties, un ar tām automašīna patērē mazāk degvielas. Bet vispirms vispirms.

Veidi

Šobrīd ir vairākas automātisko pārnesumkārbu šķirnes. Šī ir klasiska automātika ar griezes momenta pārveidotāju, variatoru un DSG robotu. Pēdējo īpaši izstrādāja koncerns "Volkswagen-Audi". Šo tipu automātisko pārnesumkārbu ierīce un darbības princips būtiski atšķiras. Bet tas, kas tos vieno, ir ātruma pārslēgšana automātiskajā režīmā. Sīkāk apskatīsim katras šīs pārraides funkcijas.

Parastais ložmetējs

Tā ir hidromehāniskā pārnesumkārba. Neskatoties uz to, ka dizains parādījās vairāk nekā pirms pusgadsimta, tas joprojām ir ļoti aktuāls. Protams, tā ierīce ir ievērojami uzlabota līdz šai dienai. Tagad šīm kastēm ir seši pārnesumi. Ja runājam par 80. un 90. gadu automašīnām, tām bija četrpakāpju automātiskā pārnesumkārba.

Šajā pārnesumkārbā ietilpst:

• Manuālā pārnesumkārba.
• Griezes momenta pārveidotājs vai virtulis.
• Vadības sistēma.

Ja ar šādu transmisiju ir aprīkots priekšpiedziņas auto, tad komplektā ir arī galvenais pārnesums un diferenciālis. Viena no automātiskās pārnesumkārbas elementārākajām daļām ir griezes momenta pārveidotājs. Tas sastāv no vairākām daļām. Tie ir sūknēšanas, turbīnu un reaktoru riteņi. Pateicoties tiem, tiek nodrošināta vienmērīga griezes momenta pārnešana no iekšdedzes dzinēja uz manuālo pārnesumkārbu.

Cita automātiskās pārnesumkārbas ierīce ietver sajūgu (brīvā gaita un bloķēšana). Šie elementi kopā ar turbīnas riteņiem ir noslēgti apaļā metāla korpusā, kas veidots kā virtulis. Griezes momenta pārveidotāja iekšpusē ir darba ATP šķidrums. Sūkņa ritenis ir savienots ar kloķvārpstu. Un no kontrolpunkta puses ir turbīna. Starp šiem diviem elementiem ir novietots arī reaktora ritenis.

Kā tas darbojas?

Kāds ir šāda veida automātiskās pārnesumkārbas darbības princips? Darbojas klasiska slēgta cikla mašīna. Kā jau teicām iepriekš, iekšpusē ir ATPšķidrums. Tā ir sava veida transmisijas eļļa. Bet atšķirībā no mehāniskās pārnesumkārbas tā veic ne tikai eļļošanas funkciju, bet arī pārraida griezes momentu. Kāds ir automātiskās pārnesumkārbas šķidruma sakabes darbības princips? Zem spiediena šis šķidrums nonāk turbīnas ritenī (no sūkņa riteņa) un pēc tam nonāk reaktora ritenī. Tā kā tam ir īpašas formas asmeņi, šķidruma plūsmas ātrums elementa rotācijas laikā sāk pakāpeniski palielināties. Tādējādi ATP eļļa virza turbīnas riteni.

Maksimālais griezes moments pārnesumkārbā tiek ģenerēts, kad automašīna sāk darboties. Palielinoties mašīnas ātrumam, tiek aktivizēts bloķēšanas sajūgs. Pēdējais kalpo, lai stingri bloķētu automātiskās pārnesumkārbas “donut” noteiktos iekšdedzes dzinēja darbības režīmos. Tas parasti notiek, ja vārpstu griešanās ātrums ir vienāds. Tātad, griezes moments tiek pārsūtīts tieši uz kasti, bez "pārlaiduma" un pārnesuma attiecības maiņas. Starp citu, modernajām automātiskajām pārnesumkārbām tiek izmantots slīdošais sajūgs. Tas spēj novērst pilnīgu griezes momenta pārveidotāja bloķēšanu noteiktos režīmos. Tas veicina vienmērīgu paātrinājumu un degvielas ekonomiju.

Manuālā pārnesumkārba automātiskajā pārnesumkārbā

Šajā transmisijā nav nevienas visiem autobraucējiem pazīstamas mehānikas. Mehāniskās pārnesumkārbas lomu pilda planetārā pārnesumkārba. Tas var būt paredzēts dažādam soļu skaitam - no četriem līdz astoņiem. Tomēr visizplatītākās iespējas ir sešpakāpju automātiskās pārnesumkārbas. Retos gadījumos jūs varat atrast deviņu ātrumu automātu (piemēram, Range Rover Evog).

Kā darbojas automātiskā pārnesumkārba? Šis transmisijas mezgls ir vairāku secīgu ātrumu kopums. Tie visi ir apvienoti planētu pārnesumu komplektā. Planētu pārnesumkārba ietver šādas sastāvdaļas:

• Saule un gredzens.
• Pārvadātājs.
• Satelīti.

Sīkāk iedziļinoties automātiskās pārnesumkārbas griezes momenta pārveidotāja ierīcē un darbības principā, pamanīsiet, ka griezes momenta maiņa tiek veikta precīzi ar nesēja, kā arī gredzena un saules zobratu palīdzību. Kad otrais mehānisms ir bloķēts, pārnesumskaitlis palielinās. Pati bloķēšana tiek veikta ar berzes sajūgu darbību. Tie notur planetārās pārnesumkārbas daļas, savienojot tās ar kastes korpusu. Atkarībā no automašīnas markas dizainā tiek izmantota daudzdisku vai lentes berzes bremze. Abu veidu sistēmas kontrolē hidrauliskie cilindri. Signāls sajūgiem nāk no sadales moduļa. Un, lai neļautu turētājam griezties pretējā virzienā, automātiskās pārnesumkārbas ierīcei ir pārgājiena sajūgs.

Vadības sistēma

Tagad nav iespējams iedomāties automātisko pārnesumkārbu, kuras darbības princips nebūtu atkarīgs no elektronikas. Tātad šajā sistēmā ietilpst dažādi sensori, sadales modulis un vadības bloks. Automātiskās pārnesumkārbas darbības laikā sistēma nolasa informāciju no dažādiem elementiem. Tas ir ATP šķidruma temperatūras sensors, vārpstas ātrums pie izejas un ieejas, kā arī akseleratora stāvoklis. Visi šie signāli tiek apstrādāti reāllaikā. Tad vadības bloks ģenerē kontroliimpulsi, kas nonāk izpildmehānismos. Mēs arī atzīmējam, ka automātiskās pārnesumkārbas vārsta korpusa darbības princips ir balstīts ne tikai uz datu nolasīšanu no sensoriem, bet arī uz signālu koordināciju, kas ir pieejami elektroniskajā dzinēja vadības blokā.

Sadales modulis ir atbildīgs par darba šķidruma plūsmas kontroli un berzes sajūgu darbību, kas sastāv no:

• Solenoīda vārsti (tie ir mehāniski piedzīti).
• Spoles vārsti.
• Alumīnija korpuss, kurā ir iepriekš minētās daļas.

Ņemot vērā Toyota automātiskās pārnesumkārbas darbības principu, ir svarīgi atzīmēt tādu lietu kā solenoīdi. Šīs daļas sauc arī par solenoīda vārstiem. Kam domāti solenoīdi? Pateicoties šiem elementiem, tiek regulēts ATP šķidruma spiediens kastē. No kurienes nāk eļļas spiediens? Šo uzdevumu veic īpašs automātiskās pārnesumkārbas zobratu sūknis. Tās darbības princips ir vienkāršs. Šis elements darbojas no “donut” centrmezgla. Es griežu ar noteiktu frekvenci, tas ar lāpstiņriteņiem uztver noteiktu eļļas daudzumu un sūknē to. Un, lai darba šķidrums nepārkarstu un netiktu pārkāpts automašīnas automātiskās pārnesumkārbas darbības princips, dažu kastu konstrukcijā ir radiators. To var novietot atsevišķi priekšpusē (paslēpt zem bufera) vai savienot ar galveno dzesēšanas radiatoru. Pēdējā shēma bieži tiek izmantota Mercedes automašīnām.

Selector

Automātiskās pārnesumkārbas selektora darbības princips ir ārkārtīgi vienkāršs. Šis mehānisms ir strukturāli savienots ar spoli, kas veic noteiktu režīmuautomātiskās pārnesumkārbas darbs. Ir vairāki no tiem:

• Autostāvvieta.
• Reverse.
• Neitrāls.
• Brauc.

Bet tas vēl nav viss. Ja ņemam vērā Honda automātiskās pārnesumkārbas darbības principu, pamanīsit, ka selektorā ir sporta režīms. Lai to ieslēgtu, vienkārši pārvietojiet rokturi atbilstošā pozīcijā. Ņemot vērā Nissan automātiskās pārnesumkārbas darbības principu, ir vērts teikt, ka dažiem modeļiem ir iespēja manuāli pārslēgt pārnesumus.

DSG robots

Šis automātiskās pārnesumkārbas veids parādījās salīdzinoši nesen. Pirmos modeļus sāka izmantot tikai 2000. gadu vidū. Sākotnēji šādas kastes tika uzstādītas Skoda automašīnām. Taču tos var atrast arī Volkswagen un Audi.

Starp funkcijām ir vērts atzīmēt pavisam citu automātiskās pārnesumkārbas darbības principu. Griezes momenta pārveidotāja kā tāda šeit principā nav. Tā vietā tas izmanto divu plākšņu sajūgu un divu masu spararatu. Šis dizains ļauj ievērojami samazināt laika intervālu starp pārnesumu pārslēgšanu.

Ierīces ziņā šajā lodziņā ir:

• Manuālā pārnesumkārba ar divām pārnesumu rindām.
• Elektroniskā vadības sistēma.
• Diferenciālis.
• Pēdējais aprīkojums.
• Dubultais sajūgs.

Visi iepriekš minētie elementi ir ievietoti vienā metāla korpusā. Kāpēc dizainā tiek izmantots dubultsajūgs un divas pārnesumu rindas? Ja ņemam vērā automašīnas ar DSG automātiskās pārnesumkārbas darbības principu, jums ir nepieciešamsņemiet vērā: kamēr darbojas viens pārnesums, otrais jau gatavojas nākamajai iekļaušanai. Tas notiek, paātrinot un samazinot ātrumu. Šādā pārnesumkārbā ir arī berzes sajūgi. Tie caur galveno rumbu ir savienoti ar pārnesumkārbas pārnesumkārbām.

Ir vairāki DSG kārbu veidi:

• Sešu ātrumu.
• Septiņu ātrumu.

Pirmā tipa automātiskās pārnesumkārbas darbības princips ir balstīts uz "slapjā" sajūga darbību. Tātad kastē ir speciāla eļļa, kas nodrošina ne tikai eļļošanu, bet arī sajūgu dzesēšanu. Šķidrums zem spiediena cirkulē sistēmā un pārraida griezes momentu.

Kas attiecas uz otro DSG tipu, tad šeit jau ir uzlikts sausais sajūgs. Darbības princips ir līdzīgs manuālajai pārnesumkārbai – disks tiek nospiests pret spararatu un caur berzi pārraida griezes momentu. Pēc ekspertu domām, šāda dizaina shēma ir mazāk uzticama. Diska resurss ir aptuveni 50 tūkstoši kilometru, un nomaiņas izmaksas sasniedz 700 USD, ieskaitot palīgmateriālus.

Pārnesumu diapazonos ietilpst atpakaļgaitas, pāra un nepāra ātrumi. Katra rinda ir vārpstu komplekts (sastāv no primārā un sekundārā), kā arī noteikts zobratu komplekts. Lai veiktu kustību atpakaļ, konstrukcijā tiek izmantota starpvārpsta ar atpakaļgaitas pārnesumu.

Tāpat kā klasiskajā mašīnā, ir arī elektronika, kas kontrolē ātruma maiņu. Tas ietver vadības bloku, sensorus un izpildmehānismus. Tātad, pirmkārt, sensori nolasa datus par vārpstu ātrumu unpārnesumu dakšas pozīciju, un pēc tam iekārta analizē šo informāciju un izmanto īpašu vadības algoritmu.

DSG hidrauliskā ķēde sastāv no:

• Spoles vārsti, kas darbojas no selektora.
• Solenoīda vārsti (tie paši solenoīdi). Tie kalpo pārnesumu pārslēgšanai automātiskajā režīmā.
• Spiediena regulēšanas vārsti, kas veicina vienmērīgu berzes sajūga darbību.

Kā darbojas DSG?

Robota automātiskās pārnesumkārbas hidrauliskās sistēmas darbības princips ir secīgi pārslēgt vairākus pārnesumus. Kad automašīna sāk kustēties no vietas, sistēma iekļauj pirmo ātrumu. Šajā gadījumā otrais jau ir iesaistīts. Tiklīdz automašīna ir uzņēmusi lielāku ātrumu (apmēram 20 kilometri stundā), elektronika pārslēdz ātrumu uz palielinātu. Trešais pārnesums jau ir ieslēgts. Tas turpinās līdz augstākajam līmenim. Ja automašīna palēninās, elektronika ieslēdz jau tā zemo pārnesumu. Pārslēgšanās notiek acumirklī, jo dizains ietver divas pārnesumu rindas.

Pieteikums

Ir vērts atzīmēt, ka šāda transmisija netiek izmantota katrā automašīnā. Kā jau teicām iepriekš, lielākā daļa ir koncerna VAG automašīnas. Bet komerctransports (piemēram, Volkswagen Crafter) ar tiem nav aprīkots. Un viss tāpēc, ka kaste ir paredzēta noteiktam griezes momenta slieksnim. Tas nedrīkst pārsniegt 350 Nm.

Tas attiecas uz sešpakāpju pārnesumkārbām. DSGseptiņos ātrumos un nemaz neiztur vairāk par 250 Nm. Tāpēc šādu kasti var sastapt ne vairāk kā uz Tuareg un vājākām automašīnām, piemēram, Passat vai Octavia.

Variators

Šī pārnesumkārba darbojas arī automātiskajā režīmā. Tas parādījās pirms pusgadsimta, bet tikai pēdējos 10-15 gadus ir aktīvi izmantoti. Kas ir variators? Šī ir nepārtraukti mainīga automātiskā pārnesumkārba, kas vienmērīgi maina pārnesumu attiecību, izmantojot siksnas vai ķēdes piedziņu. Pārnesumu attiecības mainās, transportlīdzeklim uzņemot ātrumu. Šobrīd šādu kasti plaši izmanto šādi autoražotāji:

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

Kādas ir šīs kastes priekšrocības? Pateicoties vienmērīgai pārnesumu skaita maiņai, automašīna ātri un bez raustīšanās uzņem ātrumu. Paātrinājuma laikā vadītājs un pasažieri nejūt triecienus, lai cik spēcīgi tiktu nospiests akseleratora pedālis. Tomēr šeit ir kļūmes. Šādai kastei ir arī griezes momenta ierobežojumi, piemēram, DSG. Tāpēc to galvenokārt izmanto vieglajos automobiļos.

Variatoru šķirnes

Ir vairāki pārraides datu veidi:

• Toroid.
• Ķīļsiksnas variators.

Tajā pašā laikā abu veidu kastēm ir gandrīz vienāda ierīce un darbības princips. Variatora dizains ietver:

• Sistēmavadīklas.
• Trīsis, kas nodrošina griezes momenta pārvadi.
• Ķēdes vai siksnas piedziņa.
• Kastes atbrīvošanas mehānisms (izmanto, lai ieslēgtu atpakaļgaitas pārnesumu).

Lai transmisija uztvertu griezes momentu, konstrukcijā ir iesaistīts sajūgs. Tas var būt vairāku veidu:

• Centrbēdzes automāts.
• Elektroniski.
• Daudzdiski.

Ir arī tādi variatori, kur kā sajūgs tiek izmantots griezes momenta pārveidotājs (kā klasiskajiem automātiem). Parasti šāda shēma tiek praktizēta Honda Multimatic kastēs. Eksperti uzskata, ka šāda veida sajūgs ir visuzticamākais un atjautīgākais.

Brauciens

Kā jau teicām, variatorā var izmantot citu piedziņu - ķēdi, dibo siksnu. Pēdējais ir populārāks. Siksna iet uz diviem skriemeļiem, kas veido konusveida diskus. Šie skriemeļi var pārvietoties un atdalīties atkarībā no vajadzības. Lai tuvinātu diskus, dizainā ir paredzētas īpašas atsperes. Pašiem skriemeļiem ir neliels slīpuma leņķis. Tās vērtība ir aptuveni 20 grādi. Tas tiek darīts, lai kastes darbības laikā josta kustētos ar minimālu pretestību.

Tagad par ķēdes piedziņu. Automātiskās mainīgās pārnesumkārbas ķēde ir vairākas metāla plāksnes, kas ir savienotas ar asīm. Pēc ekspertu domām, šāda piedziņa un dizains ir elastīgāks. Ķēde spēj saliekties līdz 25 grādu leņķī, nezaudējot resursus. Bet atšķirībā no siksnas piedziņas šai piedziņai iratšķirīgs darbības princips. Automātiskā pārnesumkārba pārraida griezes momentu caur punktu kontaktu ar skriemeļiem. Atsevišķās vietās veidojas liels spriegums (berzes spēks). Tādējādi tiek sasniegta augsta efektivitāte. Un, lai skriemeļi nenolietotu no šādas slodzes, tie ir izgatavoti no augstas stiprības gultņu tērauda.

Atpakaļgaita CVT

Tā kā variatora piedziņa var griezties tikai vienā virzienā, inženieriem bija jāizstrādā atsevišķa planetārā pārnesumkārba, lai ieviestu atpakaļgaitas pārnesumu. Tas ir izstrādāts un darbojas līdzīgi klasiskās mašīnas pārnesumkārbai.

Vadības sistēma

Līdzīgi kā iepriekšējām automātiskajām pārnesumkārbām, CVT izmanto elektronisku vadības sistēmu. Tomēr tā darbības princips ir nedaudz atšķirīgs. Tātad sistēma nodrošina variatora disku diametra regulēšanu.

Mainoties ātrumam, viena skriemeļa diametrs palielinās, bet otra – samazinās. Režīmi tiek kontrolēti, izmantojot selektoru, pateicoties automātiskās pārnesumkārbas sensoram. Variatora ar ķēdes piedziņu un siksnu darbības princips ir skriemeļu diametra maiņa.

Par problēmām

Sarežģītā dizaina un zemās izplatības dēļ daudzi dienesti atsakās strādāt ar šādām pārraidēm. Tāpēc CVT mūsu valstī nav labi iesakņojusies. Kā liecina ekspluatācijas pieredze, šīs kastes resurss pat ar pienācīgu apkopi nav lielāks par 150 tūkstošiem kilometru. Ņemot to vērā, šādas automašīnas ir saprātīgi iegādāties tikai jaunā stāvoklī, kurām ir garantija. Ir bīstami paņemt no rokām automašīnu uz variatora - var uzkāptdārgs remonts, ko ne katrs serviss uzņemsies.

Rezumējot

Tātad, noskaidrojām hidromehāniskās automātiskās pārnesumkārbas, robotizētās un variatora ierīci un darbības principu. Kā redzat, visas šīs kastes ir sakārtotas atšķirīgi un tām ir savs darbības algoritms. Kuru transmisiju labāk izvēlēties? Speciālisti saka, ka saprātīgākā izvēle būtu klasiskais spēļu automāts. Kā liecina ekspluatācijas pieredze, DSG un CVT automašīnu īpašnieki bieži vērsās pie servisa, un šo kastu uzturēšana ir dārga. Klasiskais spēļu automāts ir bijis tirgū ļoti ilgu laiku, un tā dizains tiek nemitīgi pilnveidots un pilnveidots. Tāpēc šādas kastes izceļas ar lieliem resursiem, nepretenciozas darbībā un var remontēt jebkurā servisā. Prakse ir parādījusi, ka automātiskās pārnesumkārbas resurss automašīnā ir no 300 līdz 400 tūkstošiem kilometru. Šis ir nopietns periods, ņemot vērā, ka daži mūsdienu dzinēji strādā tikai 250. Bet, lai šāda transmisija kalpotu ilgi, ir vērts regulāri mainīt tajā esošo ATP šķidrumu, proti, ik pēc 60 tūkstošiem kilometru.