Uređaj i princip rada automatskog mjenjača automobila

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-02-19 16:17

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 prikladniji za korištenje, pogotovo kada su u pitanju putovanja u gradu. Donedavno su takve kutije karakterizirala niska učinkovitost. Stari pretvarači momenta sporo su mijenjali brzine i s njima je automobil trošio puno više goriva. Ali danas su dizajn, uređaj i princip rada automatskog mjenjača malo drugačiji. Ove kutije su načini za brzo prebacivanje i s njima automobil troši manje goriva. Ali prvo o svemu.

Vrste

Trenutno postoji nekoliko varijanti automatskih mjenjača. Ovo je klasični automatik s pretvaračem momenta, varijatorom i DSG robotom. Potonji je posebno razvio koncern "Volkswagen-Audi". Uređaj i princip rada automatskih mjenjača ovih vrsta značajno se razlikuju. Ali ono što ih spaja je prebacivanje brzina u automatskom načinu rada. Pogledajmo pobliže značajke svakog od ovih prijenosa.

Obični mitraljez

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

Ovaj mjenjač uključuje:

• Ručni mjenjač.
• Pretvarač zakretnog momenta ili krafna.
• Upravljački sustav.

Ako je automobil s prednjim pogonom opremljen takvim prijenosom, tada su uključeni i glavni stupanj prijenosa i diferencijal. Jedan od najosnovnijih dijelova u automatskom mjenjaču je pretvarač zakretnog momenta. Sastoji se od nekoliko dijelova. To su pumpni, turbinski i reaktorski kotači. Zahvaljujući njima, ostvaruje se nesmetan prijenos okretnog momenta s motora s unutarnjim izgaranjem na ručni mjenjač.

Drugi automatski mjenjač uključuje spojku (slobodni hod i blokiranje). Ovi elementi, zajedno s turbinskim kotačima, zatvoreni su u okruglo metalno kućište, u obliku krafne. Unutar pretvarača zakretnog momenta nalazi se radna ATP tekućina. Kotač pumpe spojen je na radilicu. A sa strane kontrolne točke je turbina. Reaktorski kotač je također postavljen između ova dva elementa.

Kako funkcionira?

Koji je princip rada ovog tipa automatskog mjenjača? Radi klasični stroj zatvorene petlje. Kao što smo ranije rekli, unutra je ATPtekućina. To je vrsta ulja za prijenosnike. Ali, za razliku od mehaničkog mjenjača, on ne samo da obavlja funkciju podmazivanja, već i prenosi zakretni moment. Koji je princip rada fluidne spojke automatskog mjenjača? Pod pritiskom ova tekućina ulazi u turbinski kotač (iz kotača pumpe), a zatim ulazi u kotač reaktora. Budući da ima oštrice posebnog oblika, brzina protoka tekućine počinje postupno rasti tijekom rotacije elementa. Dakle, ATP ulje pokreće turbinski kotač.

Najveći moment u mjenjaču se stvara kada automobil krene. Kako se brzina stroja povećava, aktivira se blokadna spojka. Potonji služi za tvrdo blokiranje "krafne" automatskog mjenjača u određenim načinima rada motora s unutarnjim izgaranjem. To se obično događa kada je brzina rotacije osovina ista. Dakle, moment se prenosi izravno na kutiju, bez "lappinga" i promjene omjera prijenosa. Usput, na modernim automatskim mjenjačima koristi se klizna spojka. Može eliminirati potpuno blokiranje pretvarača zakretnog momenta u određenim načinima rada. To doprinosi glatkom ubrzanju i ekonomičnosti goriva.

Ručni mjenjač u automatskom mjenjaču

Kao takav, u ovom mjenjaču nema mehanike poznate svim vozačima. Ulogu mehaničkog mjenjača obavlja planetarni mjenjač. Može biti dizajniran za različit broj koraka - od četiri do osam. No, ipak, najčešće opcije su automatski mjenjači sa šest stupnjeva prijenosa. U rijetkim slučajevima možete pronaći automatik s devet stupnjeva prijenosa (na primjer, na Range Rover Evog).

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

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

Udubite li se u uređaj i princip rada pretvarača momenta automatskog mjenjača, primijetit ćete da se promjena momenta vrši upravo uz pomoć nosača, kao i prstenastog i sunčanog zupčanika. Kada je drugi mehanizam blokiran, omjer prijenosa se povećava. Samo blokiranje se izvodi radom tarnih spojki. Oni drže dijelove planetarnog mjenjača spajajući ih na kućište kutije. Ovisno o marki automobila, dizajn koristi kočnicu s više diskova ili traka. Obje vrste sustava kontroliraju hidraulični cilindri. Signal spojkama dolazi iz razdjelnog modula. A kako bi se spriječilo okretanje nosača u suprotnom smjeru, uređaj automatskog mjenjača ima spojku za pretjecanje.

Upravljački sustav

Sada je nemoguće zamisliti automatski mjenjač čiji princip ne bi ovisio o elektronici. Dakle, ovaj sustav uključuje različite senzore, distribucijski modul i upravljačku jedinicu. Tijekom rada automatskog mjenjača, sustav čita informacije iz različitih elemenata. Ovo je senzor temperature ATP-tekućine, brzina osovine na izlazu i ulazu, kao i položaj akceleratora. Svi ovi signali se obrađuju u stvarnom vremenu. Tada upravljačka jedinica stvara kontroluimpulsi koji ulaze u aktuatore. Također napominjemo da se princip rada tijela ventila automatskog mjenjača ne temelji samo na čitanju podataka sa senzora, već i na koordinaciji signala koji su dostupni u elektroničkoj upravljačkoj jedinici motora.

Distribucijski modul odgovoran je za kontrolu protoka radne tekućine i za rad tarnih spojki, koji se sastoji od:

• Solenoidni ventili (mehanički pogonjeni).
• Razvojni ventili.
• Aluminijsko 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 tim elementima regulira se tlak ATP tekućine u kutiji. Odakle dolazi tlak ulja? Taj zadatak obavlja posebna pumpa zupčanika automatskog mjenjača. Njegov princip rada je jednostavan. Ovaj element djeluje iz čvorišta "krafne". Ja rotiram određenom frekvencijom, ono rotorima hvata određenu količinu ulja i pumpa je. A kako se radna tekućina ne bi pregrijala i princip rada automatskog mjenjača automobila nije narušen, u dizajnu nekih kutija nalazi se radijator. Može se postaviti zasebno sprijeda (skriveno ispod branika) ili spojiti na glavni hladnjak za hlađenje. Potonja shema se često prakticira na Mercedesovim automobilima.

Selektor

Princip rada selektora automatskog mjenjača iznimno je jednostavan. Ovaj mehanizam je strukturno povezan s špulom, koji izvodi određeni način radarad automatskog mjenjača. 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 biraču 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 mjenjača pojavila se 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 značajkama vrijedi istaknuti potpuno drugačiji princip rada automatskog mjenjača. Pretvarač zakretnog momenta kao takav ovdje je u principu odsutan. Umjesto toga, koristi spojku s dvije ploče i zamašnjak s dvije mase. Ovaj dizajn omogućuje značajno smanjenje vremenskog intervala između promjena stupnjeva prijenosa.

U pogledu uređaja, ovaj okvir uključuje:

• Ručni mjenjač s dva reda brzina.
• Elektronički upravljački sustav.
• Diferencijal.
• Završna oprema.
• Dvostruka spojka.

Svi gore navedeni elementi su zatvoreni u jednom metalnom kućištu. Zašto dizajn koristi dvostruku spojku i dva reda zupčanika? Ako uzmemo u obzir princip rada automatskog mjenjača automobila s DSG-om, trebateimajte na umu da dok je jedan prijenosnik u pogonu, drugi se već priprema za sljedeće uključivanje. To se događa pri ubrzavanju i pri usporavanju. U takvom mjenjaču prisutne su i tarne spojke. Oni su povezani preko glavnog čvorišta sa zupčanicima u mjenjaču.

Postoji nekoliko vrsta DSG kutija:

• Šest brzina.
• Sedam brzina.

Princip rada prvog tipa automatskog mjenjača temelji se na djelovanju "mokre" spojke. Dakle, u kutiji se nalazi posebno ulje koje osigurava ne samo podmazivanje, već i hlađenje spojki. Tekućina pod tlakom cirkulira u sustavu i prenosi zakretni moment.

Što se tiče druge vrste DSG-a, ovdje je već primijenjena suha spojka. Princip rada sličan je ručnom mjenjaču - disk je pritisnut uz zamašnjak i kroz trenje prenosi zakretni moment. Prema riječima stručnjaka, takva shema dizajna je manje pouzdana. Resurs diska je oko 50 tisuća kilometara, a cijena zamjene doseže 700 dolara, uključujući potrošni materijal.

Rasponi brzina uključuju brzinu unatrag, parne i neparne brzine. Svaki red je skup osovina (koji se sastoje od primarne i sekundarne), kao i određeni set zupčanika. Za izvođenje pokreta unatrag, dizajn koristi međuosovinu s prijenosom za vožnju unatrag.

Kao u klasičnom stroju, postoji elektronika koja kontrolira promjenu brzine. To uključuje upravljačku jedinicu, senzore i aktuatore. Dakle, prvo, senzori čitaju podatke o brzini osovina ipoložaj vilice mjenjača, a zatim jedinica analizira ove informacije i primjenjuje određeni algoritam upravljanja.

DSG hidraulički krug se sastoji od:

• Razvojni ventili koji rade iz selektora.
• Elektromagnetni ventili (isti solenoidi). Služe za mijenjanje brzina u automatskom načinu rada.
• Ventili za kontrolu tlaka, koji doprinose glatkom radu tarne spojke.

Kako DSG radi?

Princip rada hidrauličkog sustava automatskog mjenjača robota je uzastopno mijenjanje većeg broja stupnjeva prijenosa. Kada se automobil počne kretati s mjesta, sustav 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 niski stupanj prijenosa. 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, većina su automobili iz koncerna VAG. No gospodarska vozila (na primjer, Volkswagen Crafter) nisu njima opremljena. I sve zato što je kutija dizajnirana za određeni prag zakretnog momenta. Ne smije prijeći 350 Nm.

Ovo se odnosi na mjenjače sa šest stupnjeva prijenosa. DSGna sedam brzina i uopće ne podnose više od 250 Nm. Stoga takvu kutiju možete sresti najviše na Tuaregu i slabijim automobilima poput Passata ili Octavie.

Varijator

Ovaj mjenjač također radi u automatskom načinu rada. Pojavio se prije pola stoljeća, ali se aktivno koristi tek posljednjih 10-15 godina. Što 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. U ovom trenutku, takvu kutiju naširoko koriste sljedeći proizvođači automobila:

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

Koje su prednosti ove kutije? Zahvaljujući glatkoj promjeni omjera prijenosa, automobil brzo i bez trzaja povećava brzinu. Vozač i putnici ne osjećaju udarce tijekom ubrzanja, koliko god snažno pritisnuli papučicu gasa. Međutim, ovdje postoje zamke. Takva kutija također ima ograničenja zakretnog momenta, poput DSG-a. Stoga se uglavnom koristi u osobnim automobilima.

Varieti varijatora

Postoji nekoliko vrsta podataka za prijenos:

• Toroid.
• Varijator klinastog remena.

Istovremeno, obje vrste kutija imaju gotovo isti uređaj i princip rada. Dizajn varijatora uključuje:

• Sustavkontrole.
• Remenica koja osigurava prijenos zakretnog momenta.
• Pogon lanca ili remena.
• Mehanizam za otpuštanje kutije (koristi se za uključivanje brzine unatrag).

Kako bi prijenos mogao percipirati okretni moment, spojka je uključena u dizajn. Može biti nekoliko vrsta:

• Centrifugalni automatski.
• Elektronski.
• Multidisc.

Postoje i takvi varijatori gdje se pretvarač momenta koristi kao spojka (kao na klasičnim automatskim strojevima). Obično se takva shema prakticira na kutijama Honda Multimatic. Stručnjaci smatraju da je ova vrsta spojke najpouzdanija i najsnalažljivija.

Vozite

Kao što smo već rekli, u varijatoru se može koristiti drugačiji pogon - lanac, dibo remen. Potonji je popularniji. Remen ide na dvije remenice, koje tvore stožaste diskove. Ove remenice se mogu pomicati i odvajati ovisno o potrebi. Kako bi se diskovi zbližili, u dizajnu su predviđene posebne opruge. Same remenice imaju blagi kut nagiba. Njegova vrijednost je oko 20 stupnjeva. To je učinjeno tako da se remen pomiče uz minimalan otpor tijekom rada kutije.

Sada o lančanom pogonu. Lanac na automatskom varijabilnom mjenjaču je nekoliko metalnih ploča koje su povezane osovinama. Prema riječima stručnjaka, takav pogon i dizajn su fleksibilniji. Lanac se može savijati pod kutom do 25 stupnjeva bez gubitka resursa. Ali za razliku od remenskog pogona, ovaj pogon imadrugačiji princip rada. Automatski mjenjač prenosi okretni moment kroz točki kontakt s remenicama. U određenim područjima nastaje veliko naprezanje (sila trenja). Time se postiže visoka učinkovitost. A kako se remenice ne bi istrošile od takvog naprezanja, izrađene 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 zaseban planetarni mjenjač za implementaciju prijenosa unatrag. Dizajniran je i radi slično kao mjenjač u klasičnom stroju.

Upravljački sustav

Slično prethodnim automatskim mjenjačima, CVT koristi elektronički upravljački sustav. Međutim, njegov princip rada je nešto drugačiji. Dakle, sustav omogućuje podešavanje promjera diskova varijatora.

Kako se brzina mijenja, jedan promjer remenice se povećava, a drugi smanjuje. Načini rada se kontroliraju preko selektora zahvaljujući senzoru automatskog mjenjača. Princip rada varijatora s lančanim pogonom i remenom je promjena promjera remenica.

O problemima

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

Sumiranje

Dakle, otkrili smo uređaj i princip rada hidromehaničkog automatskog mjenjača, robotskog i varijatora. Kao što vidite, sve ove kutije su drugačije raspoređene i imaju svoj vlastiti algoritam djelovanja. Koji prijenos je bolje odabrati? Stručnjaci kažu da bi najrazumniji izbor bio klasični automat. Kao što je pokazalo operativno iskustvo, vlasnici automobila s DSG-om i CVT-om često su se obraćali servisima i te su kutije skupe za održavanje. Klasični automat je na tržištu već jako dugo, a njegov dizajn se stalno usavršava i usavršava. 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 tisuća kilometara. Ovo je ozbiljno razdoblje, s obzirom na to da neki moderni motori rade samo 250. Ali da bi takav prijenos trajao dugo, vrijedi redovito mijenjati ATP tekućinu u njemu, odnosno svakih 60 tisuća kilometara.