Сателлит в коробке передач

Автоматическая коробка передач: устройство и принципы работы АКПП

Автоматическая коробка передач имеет ряд неоспоримых достоинств. Она существенно упрощает управление автомобилем. Переключения производятся плавно, без рывков, что улучшает ездовой комфорт и увеличивает срок службы трансмиссии. Современные АКПП имеют возможность ручного переключения передач и режимов работы, могут подстраиваться под стиль вождения конкретного водителя.

Но даже самые совершенные гидромеханические коробки не лишены недостатков. К ним относятся: сложность конструкции, высокая цена и стоимость обслуживания, более низкий КПД, худшая динамика и повышенный расход топлива по сравнению с механической КПП, медлительность переключений.

Устройство и принцип работы АКПП

Автоматическая коробка передач состоит из следующих основных узлов: гидротрансформатора, планетарного ряда, системы управления и контроля. Коробка переднеприводных автомобилей дополнительно содержит внутри корпуса главную передачу и дифференциал.

Гидротрансформатор

Чтобы понять, как работает АКПП, необходимо представлять себе, что такое гидромуфта и планетарная передача. Гидромуфта — устройство, состоящее из двух лопастных колес, установленных в одном корпусе, который заполнен специальным маслом. Одно из колес, называемое насосным, соединяется с коленвалом двигателя, а второе, турбинное, — с трансмиссией. При вращении насосного колеса отбрасываемые им потоки масла раскручивают турбинное колесо. Такая конструкция позволяет передавать крутящий момент примерно в соотношении 1:1. Для автомобиля такой вариант не подходит, так как нам нужно, чтобы крутящий момент изменялся в широких пределах. Поэтому между насосным и турбинным колесами стали устанавливать еще одно колесо — реакторное, которое в зависимости от режима движения автомобиля может быть либо неподвижно, либо вращаться. Когда реактор неподвижен, он увеличивает скорость потока рабочей жидкости, циркулирующей между колёсами. Чем выше скорость движения масла, тем большее воздействие оно оказывает на турбинное колесо. Таким образом момент на турбинном колесе увеличивается, т.е. мы его трансформируем. Поэтому устройство с тремя колесами это уже не гидромуфта, а гидротрансформатор.

Планетарная передача

Но и гидротрансформатор не может преобразовывать скорость вращения и передаваемый крутящий момент в нужных нам пределах. Да и обеспечить движение задним ходом ему не под силу. Поэтому к нему присоединяют набор из отдельных планетарных передач с разным передаточным коэффициентом — как бы несколько одноступенчатых КПП в одном корпусе. Планетарная передача представляет собой механическую систему, состоящую из нескольких шестерён – сателлитов, вращающихся вокруг центральной шестерни. Сателлиты фиксируются вместе с помощью водила. Внешняя кольцевая шестерня имеет внутреннее зацепление с планетарными шестернями. Сателлиты, закрепленные на водиле, вращаются вокруг центральной шестерни, как планеты вокруг Солнца (отсюда и название- планетарная передача), внешняя шестерня – вокруг сателлитов. Различные передаточные отношения достигаются путем фиксации различных деталей относительно друг друга.

Переключение передач осуществляется системой управления, которая на ранних моделях была полностью гидравлической, а на современных на помощь гидравлике пришла электроника.

Режимы работы гидротрансформатора

Движение масла в гидротрансформаторе

Перед началом движения насосное колесо вращается, реакторное и турбинное — неподвижны. Реакторное колесо закреплено на валу при помощи обгонной муфты, и поэтому может вращаться только в одну сторону. Включаем передачу, нажимаем педаль газа — обороты двигателя растут, насосное колесо набирает обороты и потоками масла раскручивает турбинное. Масло, отбрасываемое обратно турбинным колесом, попадает на неподвижные лопатки реактора, которые дополнительно «подкручивают» поток масла, увеличивая его кинетическую энергию, и направляют на лопасти насосного колеса. Таким образом с помощью реактора увеличивается крутящий момент, что и требуется при разгоне автомобиля. Когда автомобиль разогнался, и движется с постоянной скоростью, насосное и турбинное колеса вращаются примерно с одинаковыми оборотами. При этом поток масла от турбинного колеса попадает на лопасти реактора уже с другой стороны, благодаря чему реактор начинает вращаться. Увеличения крутящего момента не происходит, гидротрансформатор переходит в режим гидромуфты. Если же сопротивление движению автомобиля возросло (например, автомобиль едет в гору), скорость вращения ведущих колес, а, соответственно, и турбинного колеса падает. В этом случае потоки масла опять останавливают реактор — крутящий момент возрастает. Таким образом осуществляется автоматическое регулирование крутящего момента в зависимости от режима движения.

Отсутствие жесткой связи в гидротрансформаторе имеет свои достоинства и недостатки. Плюсы: крутящий момент изменяется плавно и бесступенчато, демпфируются крутильные колебания и рывки, передаваемые от двигателя к трансмиссии. Минусы — низкий КПД, так как часть энергии теряется при «перелопачивании масла» и расходуется на привод насоса АКПП, что, в конечном итоге, приводит к увеличению расхода топлива.

Для устранения этого недостатка в гидротрансформаторе применяется режим блокировки. При установившемся режиме движения на высших передачах автоматически включается механическая блокировка колес гидротрансформатора, то есть он начинает выполнять функцию обычного «сухого» сцепления. При этом обеспечивается жесткая непосредственная связь двигателя с ведущими колесами, как в механической трансмиссии. На некоторых АКПП включение режима блокировки предусмотрено и на низших передачах. Движение с блокировкой является наиболее экономичным режимом работы АКПП. При повышении нагрузки на ведущих колесах блокировка автоматически выключается.

При работе гидротрансформатора происходит значительный нагрев рабочей жидкости, поэтому в конструкции АКПП предусматривается система охлаждения с радиатором, который или встраивается в радиатор двигателя, или устанавливается отдельно.

Как работает планетарная передача

Почему в АКПП в подавляющем большинстве случаев применяется планетарная передача, а не валы с шестернями, как в механической коробке? Планетарная передача более компактна, она обеспечивает более быстрое и плавное переключение скоростей без разрыва в передаче мощности двигателя. Планетарные передачи отличаются долговечностью, так как нагрузка передается несколькими сателлитами, что снижает напряжения зубьев.

В одинарной планетарной передаче крутящий момент передается с помощью каких-либо (в зависимости от выбранной передачи) двух ее элементов, из которых один является ведущим, второй — ведомым. Третий элемент при этом неподвижен.

Неподвижный	Ведущий	Ведомый	Передача
Корона	Солнце	Водило	Понижающая
Корона	Водило	Солнце	Повышающая
Солнце	Корона	Водило	Понижающая
Солнце	Водило	Корона	Повышающая
Водило	Солнце	Корона	Реверс, понижающая
Водило	Корона	Солнце	Реверс, повышающая

Для получения прямой передачи необходимо зафиксировать между собой два любых элемента, которые будут играть роль ведомого звена, третий элемент при таком включении является ведущим. Общее передаточное отношение такого зацепления 1:1.

Таким образом, один планетарный механизм может обеспечить три передачи для движения вперед (понижающую, прямую и повышающую) и передачу заднего хода. Посмотреть анимированное изображение.

Передаточные отношения одиночного планетарного ряда не дают возможности оптимально использовать крутящий момент двигателя. Поэтому необходимо соединение двух или трех таких механизмов. Существует несколько вариантов соединения, каждое из которых носит название по имени своего изобретателя.

Механизм Симпсона

Планетарный механизм Симпсона, состоящий из двух планетарных редукторов, часто называют двойным рядом. Обе группы сателлитов, каждая из которых вращается внутри своей коронной шестерни, объединены в единый механизм общей солнечной шестерней. Планетарный ряд такой конструкции обеспечивает три ступени изменения передаточного отношения. Для получения четвертой, повышающей, передачи последовательно с рядом Симпсона установлен еще один планетарный ряд. Схема Симпсона нашла наибольшее применение в АКПП для заднеприводных автомобилей. Высокая надежность и долговечность при относительной простоте конструкции — вот ее неоспоримые достоинства.

Механизм Равинье

Планетарный ряд Равиньё иногда называют полуторным, подчеркивая этим особенности его конструкции: наличие одной коронной шестерни, двух солнечных и водила с двумя группами сателлитов. Главным преимуществом схемы Равиньё является то, что она позволяет получить четыре ступени изменения передаточного отношения редуктора. Отсутствие отдельного планетарного ряда повышающей передачи позволяет сделать редуктор коробки очень компактным, что особенно важно для трансмиссий переднеприводных автомобилей. К недостаткам следует отнести уменьшение ресурса механизма приблизительно в полтора раза по сравнению с планетарным рядом Симпсона. Это связано стем, что шестерни передачи Равиньё нагружены постоянно, на всех режимах работы коробки, в то время как элементы ряда Симпсона не нагружены во время движения на повышенной передаче. Второй недостаток — низкий КПД на пониженных передачах, приводящий к снижению разгонной динамики автомобиля и шумности работы коробки.

Коробка передач Уилсона состоит из 3 планетарных редукторов. Коронная шестерня первого планетарного редуктора, водило второго редуктора, и коронная шестерня третьего постоянно соединены между собой, образуя единое целое. Кроме того, второй и третий планетарные редукторы имеют общую солнечную шестерню, которая приводит в действие передачи переднего хода. Схема Уилсона обеспечивает 5 передач вперед и одну заднего хода.

Планетарная передача Лепелетье объединяет в себе обыкновенный планетарный ряд и пристыкованный за ним планетарный ряд Равинье. Несмотря на простоту, такая коробка обеспечивает переключение 6 передач переднего хода и одну заднего. Преимуществом схемы Лепелетье является ее простая, компактная и имеющая небольшую массу конструкция.

Конструкторы постоянно совершенствуют АКПП, увеличивая количество передач, что улучшает плавность работы и экономичность автомобиля. Современные «автоматы» могут иметь до восьми передач.

Как работает система управления АКПП

Системы управления АКПП бывают двух типов: гидравлические и электронные. Гидравлические системы используются на устаревших или бюджетных моделях, современные АКПП управляются электроникой.

Устройством «жизнеобеспечения» для любой системы управления является масляный насос. Его привод осуществляется непосредственно от коленвала двигателя. Масляный насос создает и поддерживает в гидравлической системе постоянное давление, независимо от частоты вращения коленвала и нагрузки на двигатель. В случае отклонения давления от номинального функционирование АКПП нарушается ввиду того, что исполнительные механизмы включения передач управляются давлением.

Момент переключения передач определяется по скорости автомобиля и нагрузке на двигатель. Для этого в гидравлической системе управления существуют два датчика: скоростной регулятор и клапан — дроссель или модулятор. Скоростной регулятор давления или гидравлический датчик скорости устанавливается на выходном валу АКПП. Чем быстрее едет машина, тем больше открывается клапан, тем больше давление проходящей через этот клапан трансмиссионной жидкости. Предназначенный для определения нагрузки на двигатель клапан — дроссель соединяется тросом либо с дроссельной заслонкой (в бензиновых двигателях), либо с рычагом ТНВД (в дизелях).

В некоторых автомобилях для подачи давления на клапан — дроссель используется не трос, а вакуумный модулятор, который приводится в действие разряжением во впускном коллекторе (при увеличении нагрузки на двигатель разряжение падает). Таким образом, эти клапаны формируют давления, пропорциональные скорости движения автомобиля и загруженности двигателя. Соотношение этих давлений и позволяет определять моменты переключения передач и блокировки гидротрансформатора. В «принятии решения» о переключении передачи участвует и клапан выбора диапазона, который соединен с рычагом селектора АКПП и, в зависимости от его положения, запрещает включение определенных передач. Результирующее давление, создаваемое клапаном — дросселем и скоростным регулятором, вызывает срабатывание соответствующего клапана переключения. Причем, если машина ускоряется быстро, то система управления включит повышенную передачу позже, чем при спокойном разгоне.

Определение момента переключения передач

Как это происходит? Клапан переключения находится под давлением масла от скоростного регулятора давления с одной стороны и от клапана — дросселя с другой. Если машина ускоряется медленно, давление от гидравлического клапана скорости нарастает, что приводит к открытию клапана переключения. Поскольку педаль акселератора нажата не полностью, клапан — дроссель не создает большое давление на клапан переключения. Если же машина ускоряется быстро, клапан — дроссель создает большее давление на клапан переключения, препятствуя его открытию. Чтобы преодолеть это противодействие, давление от скоростного регулятора давления должно превысить давление от клапана — дросселя, но это произойдет при достижении автомобилем более высокой скорости, чем при медленном разгоне.

Блок клапанов в сборе

Корпус блока клапанов

АКПП в разрезе

Каждый клапан переключения соответствует определенному уровню давления: чем быстрее движется автомобиль, тем более высшая передача включится. Блок клапанов представляет собой систему каналов с расположенными в них клапанами и плунжерами. Клапаны переключения подают гидравлическое давление на исполнительные механизмы: муфты фрикционов и тормозные ленты, посредством которых осуществляется блокировка различных элементов планетарного ряда и, следовательно, включение (выключение) различных передач. Тормоз — это механизм, который осуществляет блокировку элементов планетарного ряда на неподвижный корпус АКПП. Фрикцион же блокирует подвижные элементы планетарного ряда между собой.

Электронная система управления так же, как и гидравлическая, использует для работы два основных параметра: скорость движения автомобиля и нагрузку на двигатель. Но для определения этих параметров используются не механические, а электронные датчики. Основными из них являются датчики: частоты вращения на входе коробки передач, частоты вращения на выходе коробки передач, температуры рабочей жидкости, положения рычага селектора, положения педали акселератора. Кроме того, блок управления АКПП получает дополнительную информацию от блока управления двигателем и других электронных систем автомобиля (например, от АБС). Это позволяет более точно, чем в обычной АКПП, определять моменты переключений и блокировки гидротрансформатора. Программа переключения передач по характеру изменения скорости при данной нагрузке на двигатель может легко вычислить силу сопротивления движению автомобиля и ввести соответствующие поправки в алгоритм переключения, например, попозже включать повышенные передачи на полностью загруженном автомобиле.

АКПП с электронным управлением так же, как и простые гидромеханические коробки, используют гидравлику для включения муфт и тормозных лент, но каждый гидравлический контур управляется электромагнитным, а не гидравлическим клапаном.

Применение электроники существенно расширило возможности АКПП. Они получили различные режимы работы: экономичный, спортивный, зимний. Резкий рост популярности «автоматов» был вызван появлением режима Autostick, который позволяет водителю самостоятельно выбирать нужную передачу. Каждый производитель дал такому типу коробки передач свое название: Audi — Tiptronic, BMW — Steptronic. Благодаря электронике в современных АКПП стала доступна и возможность их «самообучения», т.е. изменение алгоритма переключений в зависимости от стиля вождения. Электроника предоставила широкие возможности для самодиагностики АКПП. И речь идет не только о запоминании кодов неисправностей. Программа управления, контролируя износ фрикционных дисков, температуру масла, вносит необходимые коррективы в работу АКПП.

Неисправности АКПП

Неисправности в работе АКП чаще всего проявляются в вялом разгоне, толчках при переключениях, невключении одной или нескольких передач, беспорядочном их переключении, посторонних шумах при работе. Причиной многих неполадок в работе является недостаточный уровень масла в коробке. На большинстве автомобилей порядок его проверки одинаков. Установив машину на ровную площадку, при заведенном двигателе и нажатой педали тормоза поочередно, на несколько секунд, включаем все режимы. Это позволяет маслу растечься по всем каналам. После этого селектор АКП устанавливаем, в зависимости от конкретной марки, либо в нейтральное положение, либо в положение парковки. Вынимаем щуп и проверяем уровень. На щупе может быть или две метки — минимального и максимального уровня, или четыре – две для холодного масла, две для прогретого.

На некоторых марках процедура проверки отличается от вышеописанной. Например, на «автоматах» Хонды уровень масла проверяют при неработающем двигателе. Не на всех коробках имеются щупы, а может быть только контрольное отверстие, закрытое пробкой. В этом случае уровень проверяется «сервисным» щупом, который есть только в мастерской. Для проверки уровня может использоваться и контрольная пробка в поддоне.

В некоторых автомобилях в главной передаче применяются не цилиндрические, а конические гипоидные шестерни, которые смазываются трансмиссионным маслом. Поэтому если шестерни располагаются в одном корпусе с фрикционами АКП, для масла используется отдельный картер. При доливке важно не перепутать пробки, так как масла для коробки и главной передачи, естественно, несовместимы.

При недостаточном уровне масла из коробки слышны посторонние звуки, начинает шуметь масляный насос. Перелив тоже вреден – лишнее масло вспенивается, подвергается перегреву и окислению. Излишки легко откачать с помощью шприца с надетой на него гибкой трубкой.

После проверки уровня в обязательном порядке следует оценить состояние масла – его цвет и запах. Нормальное, рабочее масло должно быть темно-коричневого или темно-красного цвета и не иметь запаха гари. Оно должно быть текучим и не липким. О наличии неисправностей свидетельствуют механические примеси и помутнение. Примеси попадают в масло в результате износа деталей коробки. Помутнение вызывается попаданием антифриза, если масляный радиатор АКП встроен в радиатор охлаждения двигателя. Кроме того, фрикционы, впитывая антифриз, разбухают, теряя при этом свои свойства. Если масло имеет запах гари, это верный признак подгорания фрикционов. Тяжелые условия эксплуатации приводят к перегреву масла, при этом оно обесцвечивается. Если цвет и запах масла в норме, то его уровень восстанавливают доливкой, если же масло непригодно, его заменяют с обязательной заменой и масляного фильтра. Масло также рекомендуется заменить после 120-150 тысяч километров пробега, даже если производитель обещает его использование на протяжении всего срока службы коробки.

Одна из важнейших деталей АКПП – насос. Они бывают шестеренчатого или лопастного типа. Насос создает давление, необходимое для работы коробки. Если уровень масла недостаточен, в систему попадает воздух. Так как воздух сжимается, давление в гидросистеме падает. В результате передачи переключаются с запозданием, фрикционы пробуксовывают и быстрее изнашиваются. К нарушениям в работе насоса могут привести и повреждения поддона. Если автомобиль ударился днищем, после чего появился громкий шум – в первую очередь проверьте поддон. Деформированная деталь мешает нормальной закачке масла.

В случае, если наблюдаются нарушения в работе коробки, а уровень масла и его качество в норме, необходима более серьезная диагностика. Электроника – самая капризная и непредсказуемая часть АКПП. Все современные коробки имеют собственный блок управления, в котором фиксируются ошибки в ее работе. Но сканеры, способные считывать полную информацию, имеются только у официальных дилеров. Однако некоторые ЭБУ имеют «продвинутую» систему самодиагностики, что упрощает работу диагноста специализированного сервиса. Но вот найти хорошего диагноста непросто. Ведь он должен не только знать, как работает АКПП, но и как она взаимодействует с системой управления двигателем. Например, из-за неисправности датчика массового расхода воздуха на некоторых автомобилях может снижаться давление масла в АКПП. В результате фрикционы «буксуют», а малоопытный специалист будет искать неисправность в самой коробке очень долго. Хороший диагност должен обладать аналитическими способностями, ведь инженеры постоянно совершенствуют конструкции АКП, вводя новые датчики и исполнительные механизмы. Документация по ремонту далеко не всегда отражает эти изменения, специалисту сервиса приходится разбираться в них самостоятельно.

Кроме того, в работе вполне исправной коробки могут возникать временные сбои. Например, при плотном городском движении электроника, перегреваясь, начинает хаотично переключаться с первой на вторую передачу и наоборот. Как только условия движения становятся более равномерными, работа АКП нормализуется. Такую же нелогичную работу может спровоцировать и «спортивный» стиль езды. Владелец обращается в сервис с жалобой, а диагност не находит в памяти ЭБУ никаких ошибок!

Еще один важный узел любой АКПП – гидротрансформатор. Он играет роль сцепления, передавая крутящий момент от двигателя. Наиболее часто встречающиеся его неисправности – поломка муфты свободного хода реактора и износ упорных подшипников. При выходе из строя муфты падает передаваемый гидротрансформатором крутящий момент, разгон автомобиля становится медленным. Износ упорного подшипника проявляется повышенным шумом при положении селектора во всех «ездовых» режимах и его пропадании в положениях «нейтрали» и «парковки». Сильный износ может привести к тому, что турбинное и насосное колесо цепляются друг за друга, и загиб их лопаток неизбежен.

Вообще, при любом ремонте АКПП гидротрансформатор в обязательном порядке вскрывают для проведения профилактики. Такую работу производят высококвалифицированные специалисты. Гидротрансформатор закрепляют и вскрывают по сварочному шву. Особого мастерства требует регулировка зазоров подшипников и окончательная сварка при сборке.

avtonov.info

Принцип работы автоматической коробки передач Daewoo Espero 1999-2001

В отличие от простой механической трансмиссии, в которой используются параллельные валы и соединяющиеся между собой шестерни, в автоматических трансмиссиях в подавляющем большинстве используются планетарные передачи.

Преимущества планетарной передачи заключаются в её компактности, использовании лишь одного центрального вала и в способе переключения передач, осуществляемом путем блокировки одних и разблокировании других элементов планетарного ряда.

В автомобиле с простой механической трансмиссией водитель для переключения передач вынужден постоянно и последовательно выжимать педаль сцепления и отпускать педаль акселератора. Автоматическая трансмиссия автоматически переключает передачи в нужное время. Для этого водителю достаточно манипулировать лишь педалью акселератора, нажимая или отпуская ее. Планетарная передача обеспечивает ровное, без рывков, переключение скоростей движения автомобиля без потерь мощности двигателя, толчков и ударов, обычно ассоциируемых с моментом переключения передачи в механической трансмиссии. Солнечная шестерня находится в центре. Сателлиты вращаются вокруг солнечной шестерни, в то время как она вращается вокруг своей собственной оси. Корончатая шестерня охватывает сателлиты, которые поддерживают водило. Все сателлиты вращаются одновременно и в одном направлении.

Рис. 9.1. Взаимосвязь компонентов коробки передач: 1 – заднее корончатое колесо планетарной передачи; 2 – задний сателлит планетарной передачи; 3 – передний сателлит планетарной передачи; 4 – водило планетарной передачи; 5 – ведущий привод счетчика; 6 – входной вал; 7 – солнечное зубчатое колесо; 8 – ведущая шестерня главной передачи; 9 – водило понижающей главной передачи; 10 – сателлит понижающей главной передачи; 11 – ведомая шестерня главной передачи; 12 – ведомая шестерня привода счетчика; 13 – солнечное колесо понижающей передачи; 14 – передний зубчатый венец планетарной передачи

Рис. 9.2. Работа компонентов коробки передач в позиции селектора D-3-2 (1-я передача): 1 – заднее корончатое колесо планетарной передачи; 2 – задний сателлит планетарной передачи; 3 – передний сателлит планетарной передачи; 4 – водило планетарной передачи; 5 – ведущий привод счетчика; 6 – входной вал; 7 – солнечное зубчатое колесо; 8 – сателлит понижающей главной передачи; 9 –ведомая шестерня привода счетчика; 10 – солнечное колесо понижающей передачи; 11 – переднее корончатое колесо планетарной передачи

Рис. 9.3. Работа компонентов коробки передач в позиции селектора D-3-2 (2-я передача): 1 – заднее корончатое колесо планетарной передачи; 2 – задний сателлит планетарной передачи; 3 – передний сателлит планетарной передачи; 4 –водило планетарной передачи; 5 – ведущий привод счетчика; 6 – входной вал; 7 – солнечное зубчатое колесо; 8 – сателлит понижающей главной передачи; 9 – ведомая шестерня привода счетчика; 10 – солнечное колесо понижающей передачи; 11 – переднее корончатое колесо планетарной передачи

Рис. 9.4. Работа компонентов коробки передач в позиции селектора D-3-2 (3-я передача): 1 – заднее корончатое колесо планетарной передачи; 2 – задний сателлит планетарной передачи; 3 – передний сателлит планетарной передачи; 4 – водило планетарной передачи; 5 – ведущий привод счетчика; 6 – входной вал; 7 – солнечное зубчатое колесо; 8 – сателлит понижающей главной передачи; 9 –ведомая шестерня главной передачи; 10 – ведомая шестерня привода счетчика; 11 – солнечное колесо понижающей передачи; 12 – переднее корончатое колесо планетарной передачи

Рис. 9.5. Работа компонентов коробки передач в позиции селектора D (4-я передача): 1 – заднее корончатое колесо планетарной передачи; 2 – задний сателлит планетарной передачи; 3 – передний сателлит планетарной передачи; 4 – водило планетарной передачи; 5 – ведущий привод счетчика; 6 – входной вал; 7 – солнечное зубчатое колесо; 8 – сателлит понижающей главной передачи; 9 – ведомая шестерня привода счетчика; 10 – солнечное колесо понижающей передачи; 11 – переднее корончатое колесо планетарной передачи

Рис. 9.6. Работа компонентов коробки передач в позиции селектора R: 1 – заднее корончатое колесо планетарной передачи; 2 – задний сателлит планетарной передачи; 3 – передний сателлит планетарной передачи; 4 – водило планетарной передачи; 5 – ведущий привод счетчика; 6 – входной вал; 7 – солнечное зубчатое колесо; 8 – сателлит понижающей главной передачи; 9 – ведомая шестерня главной передачи; 10 – ведомая шестерня привода счетчика; 11 – солнечное колесо понижающей передачи; 12 – переднее корончатое колесо планетарной передачи

Переключение частоты вращения в планетарной передаче происходит тогда, когда 2 из 3-х элементов планетарной передачи (солнечная шестерня, корончатая шестерня, водило) находятся в определённых условиях – блокированы или разблокированы в различной комбинации ( рис. 9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5, 9.6).

Работа компонентов коробки передач в зависимости от позиции рычага селектора приведена в таблице 9.1.

Таблица 9.1. Работа компонентов коробки передач в зависимости от позиции рычага селектора

mashintop.ru

Планетарная передача в автоматической коробке передач

23.05.2010

Назначение планетарной передачи

Планетарная передача в автоматической коробке передач передает крутящий момент двигателя от первичного вала к вторичному валу. Планетарная передача включает в себя комплект шестерен (зубчатых колес), который обеспечивают различные передачи, требуемые для перемещения автомобиля. В этом разделе описывается работа планетарной передачи и два различных типа планетарной передачи.

Планетарная передача получила свое название по расположению шестерен в ней. Шестерни вращаются вокруг центральной шестерни аналогично тому, как планеты солнечной системы вращаются вокруг Солнца. Поэтому вращающиеся шестерни называются сателлитами, а центральная шестерня солнечной шестерней.

Типовая планетарная передача имеет в центре солнечную шестерню. Вокруг нее располагается коронная шестерня, которая представляет собой зубчатое колесо с внутренним зацеплением.

Сателлиты связывают солнечную шестерню с коронной шестерней. Зубья сателлитов находятся в одновременном зацеплении и с солнечной шестерней и с коронной шестерней. Сателлиты установлены на осях, закрепленных в водиле.

Поэтому, планетарная передача включает в себя три звена: солнечную шестерню, водило и коронную шестерню.

Удерживая или приводя элементы в движение в различных комбинациях, планетарная передач может создавать три основных типа передаточных чисел:

• Понижение (низкая передача)• Прямая передача (высокая передача)• Передача заднего хода

Сложная планетарная передача или планетарная передача Равиньо (Ravigneaux) может обеспечивать дополнительное передаточное число, называемое ускоряющей (или повышающей) передачей, описание которой дается в этом разделе позже.

Понижение

Понижение относится к работе с более низкими передаточными числами, когда вторичный вал вращается медленнее, чем первичный вал. Ускорение автомобиля с места начинается на низкой передаче таким образом, чтобы частота вращения коленчатого вала двигателя могла плавно передаваться к ведущим колесам автомобиля. Когда солнечная шестерня удерживается, а водило приводит в движение коронную шестерню, вращение коронной шестерни заставляет сателлиты "обкатываться" по солнечной шестерне в том же самом направлении, в котором вращается коронная шестерня. Однако, сателлиты вращаются медленнее, чем коронная шестерня, тем самым уменьшая частоту вращения вторичного вала.

Прямая передача

На прямой передаче первичный и вторичный валы вращаются с одинаковой скоростью. Чтобы обеспечить прямую передачу, любые два элемента планетарной передачи стопорятся, заставляя передачу вращаться, как единый блок. На этом рисунке коронная шестерня и солнечная шестерня удерживаются, а водило обеспечивает прямую передачу к вторичному валу.

Передача заднего хода

Чтобы обеспечить передачу заднего хода, водило удерживается, а солнечная шестерня приводится в движение. В этом случае сателлиты просто вращаются на своих осях, действуя как промежуточные зубчатые колеса. Промежуточное зубчатое колесо полностью изменяет направление вращения. Например, солнечная шестерня вращается по часовой стрелке, в то время как водило удерживается. Это заставляет сателлиты вращаться против часовой стрелки. Сателлиты заставляют коронную шестерню вращаться также против часовой стрелки.

Простые и сложные планетарные передачи

В большинстве автомобилей используются два различных типа планетарной передачи: простая планетарная передача (планетарная передача Симпсона) и сложная планетарная передача (планетарная передача Равиньо).

Простая планетарная передача имеет две отдельных ступени планетарной передачи, одну для движения вперед и одну для передачи заднего хода.

В сложной планетарной передаче используются два водила и две коронные шестерни с общей солнечной шестерней.

Поток мощностиНейтральное положение

Простая планетарная передача производит следующие диапазоны передач:

• Нейтральное положение• Понижение (первая и вторая передачи)• Прямая передача• Передача заднего хода В нейтральном положении турбина гидротрансформатора приводит в движение первичный вал, который приводит в движение корпус муфты. Т.к. никакая муфта не задействуется, нет никакой дальнейшей передачи мощности двигателя.

Первая передача (низкая)

На 1-ой передаче поток мощности идет следующим образом:

• Турбина гидротрансформатора приводит в движение первичный вал в направлении по часовой стрелке.• Первичный вал приводит в движение корпус муфты движения вперед в направлении по часовой стрелке.• Муфта движения вперед активизируется, блокируя первичный вал относительно коронной шестерни движения вперед. Первичный вал приводит в движение коронную шестерню муфты движения вперед в направлении по часовой стрелке.• Коронная шестерня муфты движения вперед приводит в движение сателлиты движения вперед в направлении по часовой стрелке.• Сателлиты движения вперед приводят в движение солнечную шестерню в направлении против часовой стрелки.• Солнечная шестерня приводит в движение сателлиты передачи заднего хода в направлении по часовой стрелке.• Муфта одностороннего действия удерживает водило передачи заднего хода в неподвижном состоянии.• Сателлиты передачи заднего хода приводят в движение коронную шестерню вторичного вала в направлении по часовой стрелке.• Коронная шестерня вторичного вала приводит в движение вторичный вал в направлении по часовой стрелке.

Вторая передача (промежуточная)

На 2-ой передаче поток мощности идет следующим образом:

• Турбина гидротрансформатора приводит в движение первичный вал в направлении по часовой стрелке.• Первичный вал приводит в движение корпус муфты движения вперед в направлении по часовой стрелке.• Муфта движения вперед активизируется, приводя коронную шестерню движения вперед в направлении по часовой стрелке.• Промежуточный ленточный тормоз удерживает барабан промежуточного ленточного тормоза. Этот барабан соединяется с солнечной шестерней и входной обоймой, которые также удерживаются.• Коронная шестерня движения вперед приводит в движение сателлиты движения вперед в направлении по часовой стрелке. Сателлиты "обкатываются" по неподвижной солнечной шестерне.• Сателлиты движения вперед заставляют водило движения вперед вращаться в направлении по часовой стрелке.• Водило движения вперед вращает вторичный вал в направлении по часовой стрелке.

Третья передача (высокая)

На 3-ей передаче (высокой) поток мощности идет следующим образом:

• Турбина гидротрансформатора приводит в движение первичный вал в направлении по часовой стрелке.• Первичный вал приводит в движение корпус муфты движения вперед в направлении по часовой стрелке.• Корпус муфты движения вперед также является ступицей муфты передачи заднего хода/ высокой передачи.• Муфты движения вперед и передачи заднего хода/ высокой передачи активизируются.• Муфта движения вперед приводит в движение активизированную муфту передачи заднего хода/ высокой передачи в направлении по часовой стрелке.• Муфта передачи заднего хода/ высокой передачи приводит в движение входную обойму и солнечную шестерню в направлении по часовой стрелке.

• Муфта движения вперед приводит в движение коронную шестерню движения вперед в направлении по часовой стрелке.• Коронная шестерня движения вперед приводит в движение сателлиты движения вперед в направлении по часовой стрелке.• Т.к. сателлиты движения вперед приводятся в движение и солнечной шестерней и коронной шестерней движения вперед, происходит "блокировка". Сателлиты движения вперед приводят в движение водило движения вперед.• Водило движения вперед имеет шлицевое соединение со вторичным валом и приводит его в движение в направлении по часовой стрелке.

Передача заднего хода

На передаче заднего хода поток мощности идет следующим образом:

• Турбина гидротрансформатора приводит в движение первичный вал в направлении по часовой стрелке.• Первичный вал приводит в движение корпус муфты движения вперед в направлении по часовой стрелке.• Корпус муфты движения вперед также образует ступицу муфты передачи заднего хода/ высокой передачи.• Муфты движения вперед и передачи заднего хода/ высокой передачи активизируются. Муфта движения вперед приводит в движение активизированную муфту передачи заднего хода/ высокой передачи в направлении по часовой стрелке.• Муфта передачи заднего хода/ высокой передачи приводит в движение входную обойму и солнечную шестерню в направлении по часовой стрелке.• Ленточный тормоз низкой передачи/передачи заднего хода удерживает барабан низкой передачи/ передачи заднего хода и водило передачи заднего хода в неподвижном состоянии.• Солнечная шестерня приводит в движение сателлиты передачи заднего хода в направлении против часовой стрелки.• Сателлиты передачи заднего хода приводят в движение вторичный вал в направлении против часовой стрелки.

Преимущества планетарной передачи

В любой момент времени, когда элементы планетарной передачи приводятся в движение или удерживаются, шестерни всегда находятся в зацеплении. Поэтому они никогда не "стучат", как иногда происходит в механической коробке передач. Кроме того, компоновка планетарной передачи позволяет в любой момент времени находиться в зацеплении нескольким зубьям шестерен. Это означает, что планетарная передача распределяет нагрузки от крутящего момента по более широкой зоне, в результате повышая "несущую способность" передачи. Другим преимуществом планетарной передачи является ее компактность. В отличие от механической коробки передач, в которой используются блоки зубчатых колес и отдельные валы, в автоматической коробке передач валы планетарной передачи устанавливаются на общей осевой линии.

Сложная планетарная передача

Второй тип планетарной передачи, используемый в некоторых автомобилях -это сложная планетарная передача или планетарная передача Равиньо. Сложная планетарная передача имеет два водила и две коронные шестерни с общей солнечной шестерней. Каждое водило держит несколько пар сателлитов. Один сателлит в каждой паре - это длинный сателлит; а другой - это короткий сателлит.

автозапчасти в москве

www.mskjapan.ru

Принцип работы автоматической коробки передач

9.2. Принцип работы автоматической коробки передач

Работа компонентов коробки передач в зависимости от позиции рычага селектора приведена в таблице 9.1.

Таблица 9.1. Работа компонентов коробки передач в зависимости от позиции рычага селектора

manual.countryauto.ru

Устройство АКПП

Часть I. Введение.

Если Вы ездили хотя бы раз на автомате, тогда Вам известны принципиальные отличия между автоматическими и механическими коробками передач:

в автоматической КПП нет педали сцепления и нет рычага переключения передач. Вам только надо выбрать режим движения вперед - drive, все остальное происходит автоматически.

Расположение АКПП

Эта статья посвящена принципам работы АКПП. Мы начнем с ключевого механического решения – планетарная передача. Затем рассмотрим, из чего состоит автомат, познакомимся с его управлением и обсудим нюансы процесса управления АКПП.

Как и у механики, основная задача автомата – позволить двигателю работать в узком диапазоне входных скоростей и получать широкий диапазон скоростей на выходе.

Mercedes-Benz CLK, автоматическая трансмиссия в разрезе

Без трансмиссии машины ехали бы на одном передаточном числе, которое подбиралось бы исходя из желаемой скорости передвижения. Если такая скорость была бы 120 км/ч, то передаточное число соответствовало бы 3-й передаче современной механики.

Полагаем, что Вы никогда не пытались ездить только на 3-й передаче. А если попробовать, то станет очевидно, что машина совсем не ускоряется на средних оборотах, а на высоких скоростях двигатель ревет около красной зоны. Такая машина очень быстро бы ломалась.

Итак, КПП максимально эффективно использует крутящий момент двигателя для работы на определенной скорости.

Ключевое отличие между механикой и автоматом заключается в следующем: механика включает и выключает разные наборы шестерней для того, чтобы выходной вал получал различные передаточные числа, тогда как автомат использует один и тот же набор шестерней для получения различных передаточных скоростей.

Планетарная передача – это устройство, которое позволяет это делать автомату.

Посмотрим, как работает планетарная передача.

Планетарная передача & Передаточные числа Если разобрать автомат и заглянуть внутрь, то мы обнаружим огромное скопление частей на маленьком пространстве.

Помимо прочего, Вы увидите:

Остроумную планетарную передачу
Набор тормозных лент для включения частей планетарной передачи
Набор фрикционов для включения других частой планетарной передачи
Невероятно странная гидравлическая система, которая управляет тормозными лентами и фрикционами
Большой насос для перегонки трансмиссионного масла

Основной секрет автомата – планетарная передача. Размером с дыню, эта часть автомата производит его все передаточные числа. Все остальное в трансмиссии помогает планетарной передаче выполнять эту задачу. Автомат состоит из двух полных планетарных передач, связанных вместе в один компонент.

Слева направо: коронная шестерня, сателлиты и две солнечные шестерни

Любая планетарная передача состоит из трех составляющих: Солнечная шестерня Сателлиты Коронная шестерня

Каждый из этих компонентов может работать на вход и на выход, а также может быть зафиксирован. Выбирая, какой компонент, какую роль выполняет, мы определяем передаточное число всего соединения.

Посмотрим на одинарную планетарную передачу.

Одна из планетарных передач нашей трансмиссии имеет коронную шестерню с 72 зубьями и солнечную шестерню с 30 зубьями. Мы можем получить много передаточных чисел для этой пары.

	Вход	Выход	Стационарно	Формула	Передаточное число
A	Солнечная шестерня (S)	Сателлиты (C)	Коронная шестерня (R)	1 + R/S	3.4:1
B	Сателлиты (C)	Коронная шестерня (R)	Солнечная шестерня (S)	1 / (1 + S/R)	0.71:1
C	Солнечная шестерня (S)	Коронная шестерня (R)	Сателлиты (C)	-R/S	-2.4:1

Если затормозить два из трех компонентов планетарной передачи, то передаточное число всего механизма станет равным 1:1. Обратите внимание, что первое передаточное соотношение – это понижение – выходная скорость ниже входной. Второе соотношение - овердрайв – выходная скорость выше входной. Последнее соотношение – снова понижение, при этом направление движения на выходе противоположное. Из этой конструкции можно получить еще несколько передаточных соотношений, но именно эти имеют отношение к автоматической трансмиссии. Вы можете посмотреть работу планетарной передачи в движении:

Нажимайте на кнопки слева в таблице.

Итак, этот тип передачи может производить все эти различные передаточные числа без необходимости включать и выключать передачи. С двумя такими передачами мы получаем 4 передачи и одну передачу назад – все, что нужно нашей КПП. Позднее мы посмотрим, как наши две планетарные передачи работают в едином узле.

Сложная планетарная передача Эта автоматическая передача использует набор шестерен и выглядит как одинарная планетарная передача, но на самом деле работает как две планетарные передачи, соединенные вместе. У нее одна коронная шестерня, которая всегда выдает крутящий момент на выход, но две солнечные шестерни и два набора сателлитов.

Рассмотрим, как выглядит такая передача:

Как собирают шестерни в единый механизм

Слева направо: коронная шестерня, водило сателлитов, 2 солнечные шестерни

Фото ниже показывает расположение сателлитов в водиле. Обратите внимание, что сателлит справа сидит ниже сателлита справа. Сателлит справа не зацепляется с коронной шестерней – он соединяется с другим сателлитом. Только сателлит слева зацепляется с коронной шестерней.

Водило сателлитов: обратите внимание на 2 набора сателлитов.

Вот так выглядит водило сателлитов. Короткие шестерни сателлитов соединены только с малой солнечной шестерней. Длинные сателлиты зацепляются с большей солнечной шестерней и с малыми сателлитами.

Внутри водила: обратите внимание на 2 набора сателлитов.

Анимация ниже показывает, как все эти части собираются в автоматическую КПП. Передвиньте рычаг АКПП, чтобы увидеть распределение мощностных потоков (красный цвет) и заторможенных частей (синий цвет).

Передачи автомата

Первая передача На первой передаче меньшая солнечная шестерня приводится в движение по часовой стрелке при помощи гидротрансформатора. Водило сателлитов пытается вращаться против часовой стрелки, но удерживается на месте однонаправленным фрикционом (который позволяет осуществлять вращение только по часовой стрелке), коронная передача вращается по направлению входного вращения. Малая солнечная передача имеет 30 зубьев, а коронная - 72, то есть передаточное число К:

К = -R/S = - 72/30 = -2.4:1

Направление вращения отрицательное 2.4:1, что означает, что входное вращение вала противоположно выходному. Но на самом деле выходное вращение одинаково по направлению с входным – вот где срабатывает трюк с двойной планетарной передачей. Первый набор сателлитов вращает второй, и именно второй набор вращает коронную шестерню; эта комбинация меняет направление вращения. Можно заметить, что большая солнечная шестерня вынуждена проворачиваться при выключенном фрикционе; направление вращения противоположно вращению турбины (против часовой стрелки).

Передвиньте рычаг АКПП, чтобы увидеть распределение мощностных потоков (красный цвет) и заторможенных частей (синий цвет).

Вторая передача Вторая передача получается соединением двух планетарных передач с общим водилом сателлитов.

На первом этапе водило сателлитов использует большую солнечную шестерню как коронную шестерню. Итак, первая часть состоит из солнца (малая солнечная шестерня), водила сателлитов и короны (большая солнечная передача).

Входной крутящий момент идет через малую солнечную шестерню; коронная шестерня (большая солнечная шестерня) удерживается стационарно тормозной лентой, а выходом становится водило сателлитов. На этом этапе с солнечной шестерней на входе и водилом сателлитов на выходе при фиксированной коронной передачи передаточное число рассчитывается по формуле:

1 + R/S = 1 + 36/30 = 2.2:1

Водило сателлитов проходит 2.2 круга за одно вращение малой солнечной передачи. На втором этапе водило сателлитов служит входом для второй планетарной передачи, большая солнечная шестерня (находится в покое) служит солнцем, а коронная шестерня – выходом. Передаточное число рассчитывается по формуле:

1 / (1 + S/R) = 1 / (1 + 36/72) = 0.67:1

Чтобы рассчитать общее передаточное число второй передачи, умножаем первое передаточное число на второе, 2.2 x 0.67= 1.47:1 понижение. Все это на первый взгляд очень запутанно, но это работает.

Третья передача Большинство автоматов имеют передаточное число 1:1 на этой передаче. Из предыдущей главы Вы помните, что для получения этого передаточного числа достаточно заблокировать 2 из 3-х частей планетарной передачи. При устройстве данного механизма это еще проще – достаточно затормозить обе солнечные шестерни на гидротрансформаторе.

Если обе солнечные шестерни вращаются в одном направлении, сателлиты блокируются, потому что они могут вращаться только в противоположных направляниях. В результате коронная шестерная блокируется с сателлитами и приводит к вращению всего механизма как единого целого, тем самым получается передаточное число 1:1.

Овердрайв По определению овердрайв, в переводе повышенная передача, имеет выходную скорость выше, чем входную. Увеличение скорости – противоположность понижению. В данном типе трансмиссии выбор овердрайва приводит к двум результатам одновременно. В статье «Как работают гидротрансформаторы» мы останавливаемся на блокировке гидротрансформаторов. Для увеличения КПД многие машины используют механизм, который блокирует гидротрансформатор таким образом, что крутящий момент двигателя напрямую идет к трансмиссии.

Для данной трансмиссии в режиме овердрайв вал, прикрепленный к корпусу гидротрансформатора (который жестко соединен с маховиком двигателя), соединяется фрикционом с водилом сателлитов. Малая солнечная шестерня свободно вращается, а большая удерживается в покое тормозной лентой овердрайва. С гидротрансформатором нет соединения; входной крутящий момент идет от корпуса гидротрансформатора. На этот раз при входе на водило, зафиксированной солнечной передаче и коронной шестерне на выходе получаем следующую формулу передаточного соотношения К:

К = 1 / (1 + S/R) = 1 / ( 1 + 36/72) = 0.67:1

Таким образом, выходной вал крутится на один оборот за 2/3 оборота входного. Если двигатель работает при 2000 об/мин, то выходная частота вращения будет 3000 об/мин. Это позволяет машине лететь по трассе тогда, когда сам двигатель работает медленно и спокойно.

Передвиньте рычаг АКПП, чтобы увидеть распределение мощностных потоков.

Задняя передача Reverse (задняя передача) очень напоминает первую передачу, но только вместо малой солнечный шестерни большая приводится в движение турбиной гидротрансформатора, а малая свободно вращается в противоположном направлении. Водило сателлитов удерживается тормозной лентой заднего хода вместе с корпусом гидротрансформатора. Получаем формулу:

К = -R/S = 72/36 = 2.0:1

Итак, передаточное число заднего хода немного меньше числа первой передачи.

Передаточные числа

Наши трансмиссия имеет 4 передачи вперед и одну передачу назад. Давайте подведем передаточные числа, входные и выходные части в таблицу:

Передача	Вход	Выход	Фиксированно	Передаточное число
1я	солнце 30 зубьев	корона 72 зуба	водило сателлитов	2.4:1
2я	солнце 30 зубьев	водило сателлитов	корона 36 зубьев	2.2:1
	водило сателлитов	корона 72 зуба	солнце 36 зубьев	0.67:1
			Итого 2-я	1.47:1
3-я	30- и 36-зубьевые солнечные шестерни	корона 72 зуба		1.0:1
Овердрайв	водило сателлитов	корона 72 зуба	солнце 36 зубьев	0.67:1
Реверс	солнце 36 зубьев	корона 72 зуба	водило сателлитов	-2.0:1

Прочитав эти части, Вы, наверное, задаете себе вопрос, как разные передачи включаются и выключаются. Это делается набором фрикционов и тормозных лент трансмиссии. В следующей части посмотрим, как именно. Муфты и тормозные ленты в АКПП

В прошлой главе мы остановились на том, как каждая передача создается в трансмиссии. Например, рассматривая овердрайв, мы говорили:

Для данной трансмиссии в режиме овердрайв вал, прикрепленный к корпусу гидротрансформатора (который жестко соединен с маховиком двигателя), соединяется муфтой с водилом сателлитов. Малая солнечная шестерня свободно вращается, а большая удерживается в покое тормозной лентой овердрайва. С гидротрансформатором нет соединения; входной крутящий момент идет от корпуса гидротрансформатора.

Чтобы выбрать овердрайв, многие части автомата должны быть соединены и разъединены при помощи муфт и тормозных лент. Большое солнце соединяется с корпусом гидротрансформатора при помощи муфты, малая солнечная шестерня отсоединяется от турбины гидротрансформатора муфтой, что позволяет ей свободно вращаться. Большая солнечная шестерня соединяется с корпусом гидротрансформатора тормозной лентой и не может вращаться. Каждая передача вызывает серию событий с включением и отсоединением различных муфт и тормозных лент. Давайте рассмотрим тормозные ленты.

Тормозные ленты В данной трансмиссии две тормозные ленты. Эти ленты представляют собой стальные ленты, которые обматывают конкретную секцию блока шестерен автомата и соединяются с корпусом. Эти ленты приводятся в действие гидравлическими цилиндрами внутри самой трансмиссии.

Одна из тормозных лент

На фото выше Вы видите одну из тормозных лент в корпусе трансмиссии. Блок шестерен удален. Металлический стержень соединяется с поршнем, который приводит в движение тормозную ленту.

Поршни, которые приводят в действие тормозные ленты, видны на этой фотографии

Выше Вы видите два поршня, которые управляют работой тормозных лент. Гидравлическое давление, которое доходит до цилиндра через набор клапанов, приводит к тому, что поршни давят на тормозные ленты, соединяя соответствующую часть блока шестерен с корпусом АКПП.

Муфты АКПП чуть сложнее. В данной трансмиссии 4 муфты. Каждый муфта управляется давлением масла, которое направлено на поршень внутри муфты. При уменьшении давления пружины разъединяют фрикционы. Ниже Вы видите поршень и барабан фрикционов. Обратите на резиновый сальник поршня – этот компонент всегда меняется при ремонте автомата.

Одна муфт трансмиссии

Следующая фотография показывает чередующиеся части из фрикционных дисков и стальных пластин. Фрикционный материал имеет шлицы на внутренней стороны, где он стыкуется с одной из шестерен. Стальная пластина имеет шлицы снаружи, где она соединяется с корпусом фрикционной муфты. Эти фрикционные диски меняются на новые при ремонте трансмиссии.

Давление на фрикционы подается через каналы в валах. Гидравлическая система контролирует, какие фрикционы и тормозные ленты приводятся в действие в данный момент времени.

Когда Вы ставите машину на паркинг

Кажется, все очень просто – достаточно заблокировать автомат, чтобы шестерни не вращались, но для этого механизма существует на самом деле ряд сложных требований: Вы должны иметь возможность снять машину с парковки, когда она стоит под наклоном (вес машины ложится на механизм паркинга). Вы должны иметь возможность поставить машину на паркинг, даже если штырь не совпадает со впадиной на выходном валу.

В положении паркинг что-то должно предотвращать парковочный механизм от произвольного разблокирования.

Механизм паркинга изящно решает эти вопросы. Сначала посмотрим на его части.

Выход трансмиссии: квадратные зубцы включаются механизмом парковочного тормоза, чтобы удерживать машину на месте.

Механизм парковочного тормоза включает зубья на выходе, чтобы машина стояла на месте. Эта часть трансмиссии соединена с карданным валом, поэтому если эта часть не может вращаться, то машина не может передвигаться.

Этот стержень приводит в действие механизм парковки

Пустой корпус автомата с выступающим парковочным механизмом – именно эта выступающая часть держит машину на месте.

Выше показан парковочный механизм, вошедший в корпус трансмиссии в том месте, где находятся шестерни. Обратите внимание, на форму его сторон в виде трапеции. Это позволяет снять тормоз, когда машина запаркована под наклоном – вес автомобиля помогает вытолкнуть парковочный механизм благодаря углам сторон трапеции.

Этот стержень приводит в действие механизм парковки

Этот стержень соединен с кабелем, которые перемещается рычагом АКПП машины.

Парковочный механизм – вид сверху

Когда рычаг АКПП переводится в положение паркинг, шток толкает пружину против маленькой конусообразной втулки. Если парковочный штырь выровнен по отношению с углублением на выходном валу, то конусообразная втулка опустит штырь вниз. Если парковочный штырь попадает на выступ выходного вала, то пружина будет толкать конусообразную втулку, но штырь не войдет в контакт с углублением, пока машина немного не покатится, и зубья лягут соответствующим образом. Именно по этой причине Ваша машина немного двигается после выбора рычагом АКПП паркинга: она вынуждена сдвинуться после отпускания педали тормоза настолько, насколько это необходимо для попадания штыря в углубление.

Как только машина оказалась в паркинге, втулка удерживает штырь в нижнем положении таким образом, чтобы машина не могла покатиться при парковке на склоне.

Автоматическая трансмиссия: гидравлика, насосы и скоростной регулятор давления

Гидравлика Автомат в Вашей машине решает множество задач. Вы даже не подозреваете, насколько велико это разнообразие. Например, вот некоторые задачи, стоящие перед автоматом: Если машина находится на передаче овердрайв (4-ступенчатый автомат), трансмиссия автоматически выберет передачу исходя из скорости машины и расположения дроссельной заслонки. При мягком ускорении переключение передача происходит на более низких скоростях, чем при полностью открытой заслонке. Если утопить педаль газа в пол, автомат переключит в следующую низкую передачу. Если Вы переключаете селектор передач на одну передачу ниже, автомат переключается при условии приемлемой для данной передачи скорости. Если машина едет слишком быстро, она подождет, пока скорость не снизится и перейдет на передачу вниз. Если поставить АКПП на 2-ю передачу, она никогда с нее не сдвинется, даже при полной остановке.

Поршни, которые приводят в действие тормозные ленты, видны на этой фотографии

Возможно, Вы видели нечто похожее. Это действительно мозги автомата, управляющие всеми функциями и более того. Вы видите каналы, которые направляют масло к разным компонентам трансмиссии. Каналы получаются литьем металла и выполнены очень практично; в противном случае множество шлангов потребовалось, чтобы заменить их. Сначала мы обсудим ключевые компоненты гидравлической системы; затем посмотрим, как они работают вместе.

Насос

Автоматическая КПП имеет аккуратный насос, называемый шестеренчатым насосом. Он обычно расположен в крышке трансмиссии и отводит масло с поддона АКПП для питания гидравлической системы. Этот насос еще питает радиатор охлаждения трансмиссии и гидротрансформатор.

Шестеренчатый насос автоматической трансмиссии

Внутренняя шестерня насоса крепится к корпусу гидротрансформатора, то есть скорость ее вращения равно скорости вращения коленвала двигателя. Внешняя шестерня приводится в движение внутренней, вращение шестерен собирают масло с поддона и гонит его в гидравлическую систему на другой стороне.

Скоростной регулятор давления

Скоростной регулятор давления или гидравлический датчик скорости – это умный датчик, который говорит трансмиссии о том, как быстро едет автомобиль. Он расположен на выходном валу, поэтому, чем быстрее едет машина, тем быстрее вращается скоростной регулятор давления. Внутри скоростного регулятора давления находится прижимаемый пружиной клапан, который открывается в прямой зависимости от частоты вращения регулятора давления – чем быстрее вращается гидравлический датчик скорости, тем больше открывается клапан. Масло от насоса попадает в гидравлический датчик скорости через выходной вал.

Чем быстрее едет машина, тем больше открывается клапан, тем больше давление проходящей через этот клапан трансмиссионной жидкости. Автоматическая трансмиссия: клапаны и модуляторы

Чтобы правильно переключаться, автоматическая трансмиссия должна знать, под какой нагрузкой находится двигатель. Есть два способа это сделать. Некоторые машины используют простой трос, соединяющий трансмиссию и клапан-дроссель. Чем сильнее выжата педаль газа, тем выше давление на клапан-дроссель. Другие машины используют вакуумный модулятор для подачи давления на клапан-дроссель. Модулятор улавливает разрежение давления во впускном коллекторе, которое падает при увеличении нагрузки на двигатель.

Рычаг АКПП соединен с клапаном выбора диапазона. В зависимости от выбора передачи, клапан выбора диапазона питает гидравлический контур, который запрещает выбор определенных передач. Например, если рычаг АКПП на 3-й передаче, то клапан выбора диапазона препятствует включению овердрайва.

Клапаны переключения подают гидравлическое давление на муфты фрикционов тормозные ленты, чтобы выбрать каждую передачу. Гидравлическая схема трансмиссии имеет несколько клапанов. Клапан переключения определяет, когда переходить с одной передачи на другую. Например, клапан переключения 1 - 2 определяет, когда надо переключаться с 1-й на 2-ю передачу. Клапан переключения находится под давлением масла от скоростного регулятора давления с одной стороны и от клапан-дросселя с другой. Масло подается насосом, масло направляется по одному из двух контуров для выбора нужной передачи.

Контур переключения

Клапан переключения замедлит выбор более высокой передачи, если машина быстро ускоряется. Если машина ускоряется мягко, то передача переключится на меньшей скорости. Давайте рассмотрим, что происходит, когда машина ускоряется медленно.

Когда машина ускоряется, давление от гидравлического клапана скорости растет. Это приводит к движению клапана переключения, пока контур первой передачи не закрывается, и открывается контур второй передачи. Поскольку машина ускоряется с открытой не полностью дроссельной заслонкой, клапан-дроссель не создает большое давление на клапан переключения.

Когда машина ускоряется быстро, клапан-дроссель создает большее давление на клапан переключения. Это значит, что давление от скоростного регулятора давления должно быть выше (а значит скорость машины - быстрее) до того, как клапан переключения достаточно сдвинется для включения 2-й передачи.

Каждый клапан переключения соответствует определенному уровню давления; едет еще быстрее, то управление заберет клапан 2-на-3, потому что давление от скоростного регулятора давления достаточно высокое, чтобы включить клапан.

Трансмиссии с электронным управлением

Трансмиссии с электронным управлением устанавливаются на довольно свежие модели и все еще используют гидравлику для включения муфт и тормозных лент, но каждый гидравлический контур управляется электрическим соленоидом. Это упрощает процесс ремонта автоматов и позволяет использовать более продвинутые схемы управления работой агрегата.

В последней главе мы видели некоторые механические принципы управления автоматической трансмиссией. Трансмиссии с электронным управлением используют еще более навороченные схемы. Помимо контроля скорости автомобиля и положения дроссельной заслонки, контроллер трансмиссии может отслеживать частоту вращения коленвала, нажатие педали тормоза и даже систему АБС.

Используя эту информацию и продвинутую логику программирования искусственного интеллекта, трансмиссии с электронным управлением могут делать следующие вещи: Автоматически переключаться вниз при езде вниз по наклонной для контроля скорости и уменьшения износа тормозов Переключаться вверх при торможении на скользкой дороге для уменьшения тормозного крутящего момента, направленного на двигатель Обучаться необходимости включения верхней передачи при входе в поворот на извилистой дороге

Давайте остановимся на последнем свойстве. Допустим, Вы едете вверх по извилистой горной дороге. Когда Вы находитесь на прямых отрезках дороги, автомат переключается на 2-ю передачу для обеспечения подъемной мощности. Когда Вы подходите к повороту. Вы притормаживаете, убирая ногу с педали газа и даже нажимая на тормоз. Большинство АКПП в этой ситуации переключится на следующую передачу или даже на овердрайв, когда нога уходит с газа. При ускорении на выходе из поворота, они переключаются на нижнюю передачу. Но при езде с механикой Вы, скорее всего, выполняли бы этот маневр на одной и той же передаче. Некоторые АКП с продвинутыми системами управления могут опознать эту ситуацию после нескольких поворотов и "научиться" не переходить на верхнюю передачу в следующий раз.

Источник статьи: http://auto.howstuffworks.com перевод статьи http://www.apsolute.ru

www.raap.lv

КОРОБКА ПЕРЕДАЧ …НА ЛАДОНИ | МОДЕЛИСТ-КОНСТРУКТОР

Лаборатория технического творчества СГПТУ № 33 при ленинградском объединении «Светлана» уже известна нашим читателям. Десятки оригинальных разработок, заслуживших дипломы на многих выставках, авторские свидетельства, внедренные рационализаторские предложения, дающие солидный экономический эффект, лауреатские медали — таков итог работы ЛТТ за несколько лет ее существования.

Недавняя публикация (см. «М-К» № 11 за 1977 год), где упоминалась интересная разработка ЛТТ — планетарная коробка передач любопытной конструкции, — вызвала живейший читательский интерес. Редакция получила десятки писем с просьбами дать дополнительную информацию о необычном механизме. Выполняя пожелания читателей, мы пригласили выступить на страницах журнала руководителя ЛТТ Александра Михайловича Иванова.

Нашу «планетарку» можно использовать в таких агрегатах, где другие редукторы или коробки передач при той же передаваемой мощности не могут быть использованы вообще: например, в забойных двигателях электробуров, где диаметр редуктора ограничен стандартной трубой. Оси зубчатых колес в нашей коробке передач в отличие от существующих не параллельны, а расположены под углом друг к другу. Это на первый взгляд незначительное отличие и дало возможность создать механизм с исключительно малыми габаритами.

Все планетарные ряды (ступени замедления) «планетарки» образованы из одинаковых деталей, что обеспечивает хорошую технологичность ее изготовления. Нет в ней и соосных трубчатых валов, а для включения любой передачи требуется работа только одного тормозного элемента. Количество же передач в такой коробке может быть практически любое. Мы, в частности, сделали ее в автомобильном, четырехскоростном варианте (рис. 1).

Рис. 1. Внешний вид планетарной коробки передач (модель).

Рис. 2. Кинематическая схема коробки передач:

1 — выходной вал, 2 — сателлиты третьей передачи, 3 — блок из двух центральных зубчатых колес, свободно сидящий на ведомом валу, 4 — сателлиты второй передачи, 5 — сателлиты первой передачи, 6 — сателлиты передачи заднего хода, 7 — выходной вал;

А — фрикционная коническая муфта четвертой (прямой) передачи, Б — ленточный тормоз третьей передачи, В — ленточный тормоз второй передачи, Г — ленточный тормоз первой передачи, Д — ленточный тормоз передачи заднего хода

Кинематическая схема механизма изображена на рисунке 2. Как видно, коробка обеспечивает четыре передачи переднего хода и одну заднего. Четвертая передача прямая, то есть ведущий вал при этом блокируется с ведомой фрикционной конической муфтой. Задний ход можно включить, приведя в действие ленточный тормоз Д, а три передачи переднего хода — тормозами Г, В и Б с помощью гидросистемы.

Принципиальная схема гидропривода — на рисунке 3. С его помощью любая передача включается лишь одним поворотным золотником.

Гидросистема обеспечивает переключение передач (начиная со второй) без разрыва потока мощности, то есть с некоторым перекрытием. Наличие гидроаккумулятора позволяет осуществлять быстрое, но в то же время плавное включение каждой новой передачи. Гидропривод дает возможность двигаться накатом с любой передачи. Причем каждую можно включать, минуя промежуточные. Это бывает необходимо, например, при торможении машины двигателем.

Коробка передач ЛТТ настолько универсальна, что ею можно снабдить даже такой инструмент, как электро- или пневмодрель, что существенно расширяет диапазон их применения. Так, например, становится возможным дрелью нарезать резьбы, заворачивать болты или гайки. Еще одно удобство заключается в том, что требуемая передача в такой дрели будет включаться без остановки двигателя — блокированием одного из трех тормозных барабанов ленточным тормозом. Блокировка барабана происходит плавно, работающий чувствует ее по изменению положения тормозной рукоятки. Это помогает предохранить сверло от поломки.

Крутящий момент передается на ведомый вал через сателлиты, таким образом подшипники разгружены от действия радиальных сил. Число сателлитов в каждом планетарном ряду должно быть не менее двух. Хорошие результаты дает применение пластмассовых колес с использованием зацепления Новикова. По мере трансформации крутящего момента в нашей коробке передач автоматически увеличивается контактная площадь, воспринимающая этот момент на ведомом валу. Например, на третьей передаче (при остановленном водиле 4) этот момент воспринимает только одно зубчатое колесо, жестко связанное с ведомым валом, на второй уже два колеса, а на первой три.

Рис. 3. Схема гидропривода управления коробкой передач:

1 — гидроаккумулятор, 2 — калиброванное отверстие, 3 — клапан слива, 4 — клапан перекрытия передач, 5 — распределительный золотник поворотного типа, 6 — обратные клапаны на сливных каналах, 7 — рычаг управления поворотным золотником, 8 — гидроцилиндры переключення передач;

А — трубопровод от линии насоса, Б —- трубопровод от линии слива.

Рис. 4. Дрель с планетарной коробкой передач:

1 — центральное колесо, жестко связанное с валом двигателя, 2 — сателлиты, 3 — центральное колесо третьей передачи, 4 — водило третьей передачи, сблокированное с центральным ведущим колесом второй ступени, 5 — центральное колесо второй передачи, жестко связанное с ведомым валом, 6 — водило второй передачи, сблокированное с центральным ведущим колесом первой ступени, 7 — водило первой передачи, 8 — центральное колесо первой передачи, жестко связанное с ведомым валом, 9 — ведомый вал, 10 — ленточный тормоз, 11 — ручка для блокировки водила ленточным тормозом.

При необходимости число ступеней замедления можно увеличить и даже ввести реверс.

Передаточное отношение коробки нарастает по закону геометрической прогрессии, но может корректироваться за счет угла пересечения зубчатых колес.

Если не требуется передачи больших мощностей, то коробка передач может быть образована гладкими коническими колесами с высоким коэффициентом трения. При этом придется только увеличить число сателлитов в каждом ряду, а сцепление фрикционов обеспечить поджатием пружиной. Для компенсации износа трущихся поверхностей отдельные элементы коробки передач должны иметь плавающую конструкцию.

А. ИВАНОВ, Ленинград

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.

Opel Astra | Принцип работы автоматической коробки передач

Работа компонентов коробки передач в зависимости от позиции рычага селектора приведена в таблице 9.1.

Таблица 9.1. Работа компонентов коробки передач в зависимости от позиции рычага селектора

automn.ru

Сателлит в коробке передач

Автоматическая коробка передач: устройство и принципы работы АКПП

Устройство и принцип работы АКПП

Режимы работы гидротрансформатора

Как работает планетарная передача

Как работает система управления АКПП

Неисправности АКПП

Принцип работы автоматической коробки передач Daewoo Espero 1999-2001

Планетарная передача в автоматической коробке передач

Принцип работы автоматической коробки передач

9.2. Принцип работы автоматической коробки передач

Устройство АКПП

КОРОБКА ПЕРЕДАЧ …НА ЛАДОНИ | МОДЕЛИСТ-КОНСТРУКТОР

Рекомендуем почитать

Opel Astra | Принцип работы автоматической коробки передач