Automobilio automatinės pavarų dėžės įtaisas ir veikimo principas

2024 Autorius: Erin Ralphs | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-02-19 17:41

Šiandien automobiliai komplektuojami su įvairių tipų pavarų dėžėmis. Ir jei anksčiau dauguma buvo mechanikai, dabar vis daugiau vairuotojų renkasi automatą. Tai nenuostabu, nes tokia transmisija patogiau naudotis, ypač kai kalbama apie keliones mieste. Dar visai neseniai tokios dėžės pasižymėjo mažu efektyvumu. Seni sukimo momento keitikliai pavaras perjungdavo lėtai ir su jais automobilis išeikvodavo kur kas daugiau degalų. Tačiau šiandien automatinės pavarų dėžės konstrukcija, įtaisas ir veikimo principas šiek tiek skiriasi. Šios dėžės yra būdas greitai persijungti ir su jomis automobilis sunaudoja mažiau degalų. Bet pirmiausia pirmiausia.

Tipai

Šiuo metu yra keletas automatinių pavarų dėžių variantų. Tai klasikinis automatas su sukimo momento keitikliu, variatoriumi ir DSG robotu. Pastarąjį specialiai sukūrė koncernas „Volkswagen-Audi“. Šių tipų automatinių pavarų dėžių įtaisas ir veikimo principas gerokai skiriasi. Tačiau juos vienija greičių perjungimas automatiniu režimu. Pažvelkime atidžiau į kiekvienos iš šių transmisijų ypatybes.

Įprastas kulkosvaidis

Tai hidromechaninė pavarų dėžė. Nepaisant to, kad dizainas atsirado daugiau nei prieš pusę amžiaus, jis vis dar labai aktualus. Žinoma, jo įrenginys iki šių dienų buvo gerokai patobulintas. Dabar šios dėžės turi šešias pavaras. Jei kalbėtume apie 80-ųjų ir 90-ųjų automobilius, jie turėjo keturių greičių automatinę pavarų dėžę.

Šią pavarų dėžę sudaro:

• Mechaninė pavarų dėžė.
• Sukimo momento keitiklis arba spurga.
• Valdymo sistema.

Jei priekiniais ratais varomame automobilyje yra tokia transmisija, tada įtraukiama ir pagrindinė pavara bei diferencialas. Viena iš pagrindinių automatinės pavarų dėžės dalių yra sukimo momento keitiklis. Jis susideda iš kelių dalių. Tai siurblinės, turbinos ir reaktoriaus ratai. Jų dėka, sklandžiai perduodamas sukimo momentas iš vidaus degimo variklio į mechaninę pavarų dėžę.

Kitame automatinės pavarų dėžės įrenginyje yra sankaba (laisva eiga ir blokavimas). Šie elementai kartu su turbinos ratais yra uždaryti apvaliame metaliniame korpuse, suformuotame kaip spurgos. Sukimo momento keitiklio viduje yra veikiantis ATP skystis. Siurblio ratas yra prijungtas prie alkūninio veleno. O iš patikros punkto pusės yra turbina. Tarp šių dviejų elementų taip pat yra reaktoriaus ratas.

Kaip tai veikia?

Koks šio tipo automatinės pavarų dėžės veikimo principas? Veikia klasikinė uždaro ciklo mašina. Kaip minėjome anksčiau, viduje yra ATPskystis. Tai savotiška pavarų dėžės alyva. Tačiau, skirtingai nei mechaninė pavarų dėžė, ji atlieka ne tik tepimo funkciją, bet ir perduoda sukimo momentą. Koks yra automatinės transmisijos skysčio movos veikimo principas? Esant slėgiui, šis skystis patenka į turbinos ratą (iš siurblio rato), o tada patenka į reaktoriaus ratą. Kadangi jis turi specialios formos ašmenis, elemento sukimosi metu skysčio srautas pradeda palaipsniui didėti. Taigi ATP alyva varo turbinos ratą.

Didžiausias sukimo momentas pavarų dėžėje sukuriamas automobiliui pajudėjus. Didėjant mašinos greičiui, įsijungia blokavimo sankaba. Pastaroji skirta tam tikrais vidaus degimo variklio darbo režimais automatinės pavarų dėžės „spurgai“užblokuoti. Dažniausiai tai atsitinka, kai velenų sukimosi greitis yra vienodas. Taigi, sukimo momentas perduodamas tiesiai į dėžę, „neperlenkiant“ir nekeičiant pavarų skaičiaus. Beje, šiuolaikinėse automatinėse pavarų dėžėse naudojama šlepetinė sankaba. Jis gali pašalinti visišką sukimo momento keitiklio blokavimą tam tikrais režimais. Tai prisideda prie sklandaus įsibėgėjimo ir degalų taupymo.

Mechaninė pavarų dėžė automatinėje pavarų dėžėje

Šioje transmisijoje nėra visiems vairuotojams pažįstamų mechanikų. Mechaninės pavarų dėžės vaidmenį atlieka planetinė pavarų dėžė. Jis gali būti skirtas skirtingam žingsnių skaičiui – nuo keturių iki aštuonių. Tačiau vis tiek dažniausiai pasitaikančios galimybės yra šešių greičių automatinės pavarų dėžės. Retais atvejais galite rasti devynių greičių automatinį (pavyzdžiui, „Range Rover Evog“).

Kaip veikia automatinė pavarų dėžė? Šis perdavimo mazgas yra kelių nuoseklių greičių rinkinys. Visi jie yra sujungti į planetų pavarų rinkinį. Planetinę pavarų dėžę sudaro šie komponentai:

• Saulė ir žiedinė pavara.
• Vežėjas.
• Palydovai.

Detaliau įsigilinus į automatinės pavarų dėžės sukimo momento keitiklio įrenginį ir veikimo principą, pastebėsite, kad sukimo momento keitimas atliekamas tiksliai su laikiklio, taip pat žiedo ir saulės krumpliaračių pagalba.. Užblokavus antrąjį mechanizmą, pavarų skaičius padidėja. Pats blokavimas atliekamas veikiant frikcinėms sankaboms. Jie laiko planetinės pavarų dėžės dalis, prijungdami jas prie dėžės korpuso. Priklausomai nuo automobilio markės, konstrukcijoje naudojamas kelių diskų arba juostos frikcinis stabdys. Abiejų tipų sistemos valdomos hidrauliniais cilindrais. Signalas į sankabas gaunamas iš paskirstymo modulio. Be to, kad laikiklis nesisuktų priešinga kryptimi, automatinės pavarų dėžės įtaisas turi paleidimo sankabą.

Valdymo sistema

Dabar neįmanoma įsivaizduoti automatinės pavarų dėžės, kurios veikimo principas nepriklausytų nuo elektronikos. Taigi, ši sistema apima įvairius jutiklius, paskirstymo modulį ir valdymo bloką. Automatinės pavarų dėžės veikimo metu sistema nuskaito informaciją iš įvairių elementų. Tai ATP skysčio temperatūros jutiklis, veleno greitis išėjime ir įėjime, taip pat akceleratoriaus padėtis. Visi šie signalai apdorojami realiu laiku. Tada valdymo blokas generuoja valdymąimpulsai, patenkantys į pavaras. Taip pat atkreipiame dėmesį, kad automatinės pavarų dėžės vožtuvo korpuso veikimo principas pagrįstas ne tik duomenų nuskaitymu iš jutiklių, bet ir signalų, pasiekiamų elektroniniame variklio valdymo bloke, koordinavimu.

Paskirstymo modulis yra atsakingas už darbinio skysčio srauto valdymą ir frikcinių sankabų veikimą, kurį sudaro:

• Solenoidiniai vožtuvai (jie varomi mechaniškai).
• Srities vožtuvai.
• Aliuminio korpusas su aukščiau nurodytomis dalimis.

Atsižvelgiant į Toyota automatinės pavarų dėžės veikimo principą, svarbu atkreipti dėmesį į tokį dalyką kaip solenoidai. Šios dalys taip pat vadinamos solenoidiniais vožtuvais. Kam skirti solenoidai? Šių elementų dėka reguliuojamas ATP skysčio slėgis dėžėje. Iš kur kyla alyvos slėgis? Šią užduotį atlieka specialus automatinės pavarų dėžės krumpliaračių siurblys. Jo veikimo principas yra paprastas. Šis elementas veikia iš „spurgos“centro. Suku tam tikru dažniu, jis su sparnuotėmis paima tam tikrą kiekį alyvos ir pumpuoja. O kad darbinis skystis neperkaistų ir nebūtų pažeistas automobilio automatinės pavarų dėžės veikimo principas, kai kurių dėžių konstrukcijoje yra radiatorius. Jis gali būti dedamas atskirai priekyje (paslėptas po buferiu) arba prijungtas prie pagrindinio aušinimo radiatoriaus. Pastaroji schema dažnai taikoma „Mercedes“automobiliuose.

Selector

Automatinės pavarų dėžės selektorių veikimo principas itin paprastas. Šis mechanizmas struktūriškai prijungtas prie ritės, kuri atlieka tam tikrą režimąautomatinės pavarų dėžės darbas. Jų yra keletas:

• Automobilių stovėjimo aikštelė.
• Atvirkščiai.
• Neutralus.
• Vairuoti.

Bet tai dar ne viskas. Jei atsižvelgsime į „Honda“automatinės pavarų dėžės veikimo principą, pastebėsite, kad ant selektorių yra sportinis režimas. Norėdami jį įjungti, tiesiog perkelkite rankeną į atitinkamą padėtį. Atsižvelgiant į „Nissan“automatinės pavarų dėžės veikimo principą, verta pasakyti, kad kai kuriuose modeliuose yra galimybė rankiniu būdu perjungti pavaras.

DSG robotas

Šis automatinės pavarų dėžės tipas pasirodė palyginti neseniai. Pirmieji modeliai pradėti naudoti tik 2000-ųjų viduryje. Iš pradžių tokios dėžės buvo montuojamos Skoda automobiliuose. Tačiau juos taip pat galima rasti „Volkswagen“ir „Audi“.

Tarp savybių verta paminėti visiškai kitokį automatinės pavarų dėžės veikimo principą. Sukimo momento keitiklio kaip tokio čia iš esmės nėra. Vietoj to, jame naudojama dviejų plokščių sankaba ir dvigubos masės smagratis. Ši konstrukcija leidžia žymiai sutrumpinti laiko intervalą tarp pavarų perjungimų.

Kalbant apie įrenginį, šioje dėžutėje yra:

• Mechaninė pavarų dėžė su dviem pavarų eilėmis.
• Elektroninė valdymo sistema.
• Diferencinis.
• Galutinė pavara.
• Dviguba sankaba.

Visi pirmiau minėti elementai yra sudėti į vieną metalinį dėklą. Kodėl konstrukcijoje naudojama dviguba sankaba ir dvi pavarų eilės? Jei atsižvelgsime į automobilio su DSG automatinės pavarų dėžės veikimo principą, jums reikiaatkreipkite dėmesį, kad kol veikia viena pavara, antroji jau ruošiasi kitam įtraukimui. Taip nutinka greitėjant ir lėtėjant. Tokioje pavarų dėžėje yra ir frikcinės sankabos. Jie yra sujungti per pagrindinę stebulę su pavarų dėžėmis.

Yra kelių tipų DSG dėžės:

• Šešių greičių.
• Septynių greičių.

Pirmojo tipo automatinės pavarų dėžės veikimo principas pagrįstas „šlapios“sankabos veikimu. Taigi, dėžutėje yra speciali alyva, kuri užtikrina ne tik sutepimą, bet ir sankabų aušinimą. Slėgis esantis skystis cirkuliuoja sistemoje ir perduoda sukimo momentą.

Kalbant apie antrojo tipo DSG, čia jau buvo pritaikyta sausa sankaba. Veikimo principas panašus į mechaninės pavarų dėžės – diskas prispaudžiamas prie smagračio ir per trintį perduoda sukimo momentą. Pasak ekspertų, tokia dizaino schema yra mažiau patikima. Disko resursas yra apie 50 tūkstančių kilometrų, o pakeitimo kaina siekia 700 USD, įskaitant eksploatacines medžiagas.

Pavarų diapazonas apima atbulinės eigos, lyginį ir nelyginį greitį. Kiekviena eilutė yra velenų rinkinys (sudarytas iš pirminio ir antrinio), taip pat tam tikras krumpliaračių rinkinys. Norint atlikti judėjimą atgal, konstrukcijoje naudojamas tarpinis velenas su atbulinės eigos pavara.

Kaip ir klasikiniame įrenginyje, yra elektronika, kuri valdo greičio keitimą. Tai apima valdymo bloką, jutiklius ir pavaras. Taigi, pirmiausia, jutikliai nuskaito duomenis apie velenų greitį irpavaros šakės padėtį, tada įrenginys analizuoja šią informaciją ir taiko specifinį valdymo algoritmą.

DSG hidraulinę grandinę sudaro:

• Britiniai vožtuvai, veikiantys per selektorių.
• Solenoidiniai vožtuvai (tie patys solenoidai). Jie skirti pavaroms perjungti automatiniu režimu.
• Slėgio valdymo vožtuvai, kurie prisideda prie sklandaus frikcinės sankabos veikimo.

Kaip veikia DSG?

Roboto automatinės pavarų dėžės hidraulinės sistemos veikimo principas yra nuoseklus kelių pavarų perjungimas. Kai automobilis pradeda judėti iš vietos, sistema įtraukia pirmąjį greitį. Šiuo atveju antrasis jau užsiima. Kai tik automobilis pasiekia didesnį greitį (apie 20 kilometrų per valandą), elektronika perjungia greitį į padidintą. Trečia pavara jau įjungta. Tai tęsiasi iki aukščiausio lygio. Jei automobilis sulėtėja, elektronika įjungia ir taip žemą pavarą. Perjungimas vyksta akimirksniu, nes dizainas apima dvi pavarų eiles.

Programa

Verta pažymėti, kad tokia transmisija naudojama ne kiekviename automobilyje. Kaip minėjome anksčiau, didžioji dalis yra koncerno VAG automobiliai. Tačiau komercinėse transporto priemonėse (pavyzdžiui, „Volkswagen Crafter“) jos nėra įrengtos. Ir viskas todėl, kad dėžė skirta tam tikram sukimo momento slenksčiui. Jis neturi viršyti 350 Nm.

Tai taikoma šešių greičių transmisijai. DSGseptyniais greičiais ir visiškai neatlaiko daugiau nei 250 Nm. Todėl tokią dėžę galite sutikti daugiausia ant „Tuareg“ir silpnesnių automobilių, tokių kaip „Passat“ar „Octavia“.

Variatorius

Ši pavarų dėžė taip pat veikia automatiniu režimu. Jis pasirodė prieš pusę amžiaus, tačiau aktyviai naudojamas tik pastaruosius 10-15 metų. Kas yra variatorius? Tai bepakopė automatinė pavarų dėžė, kuri sklandžiai keičia pavarų skaičių diržo arba grandinės pavara. Pavarų skaičius keičiasi automobiliui įsibėgėjus. Šiuo metu tokią dėžę plačiai naudoja šie automobilių gamintojai:

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

Kokie yra šios dėžutės pranašumai? Dėl sklandaus pavarų skaičiaus keitimo automobilis greitai ir be trūkčiojimo pagreitina greitį. Vairuotojas ir keleiviai akceleracijos metu nejaučia smūgių, kad ir kaip stipriai būtų spaudžiamas akceleratoriaus pedalas. Tačiau čia yra spąstų. Tokia dėžė taip pat turi sukimo momento ribas, pavyzdžiui, DSG. Todėl jis daugiausia naudojamas lengvuosiuose automobiliuose.

Variatorių įvairovė

Yra kelių tipų perdavimo duomenys:

• Toroid.
• V formos diržo variatorius.

Tuo pačiu metu abiejų tipų dėžės turi beveik tą patį įrenginį ir veikimo principą. Variatoriaus dizainą sudaro:

• Sistemavaldikliai.
• Skriemulys, užtikrinantis sukimo momento perdavimą.
• Grandinė arba diržinė pavara.
• Dėžutės atleidimo mechanizmas (naudojamas atbulinės eigos pavarai įjungti).

Kad transmisija suvoktų sukimo momentą, konstrukcijoje naudojama sankaba. Jis gali būti kelių tipų:

• Išcentrinė automatinė.
• Elektroninė.
• Dauginis diskas.

Yra ir tokių variatorių, kur sukimo momento keitiklis naudojamas kaip sankaba (kaip klasikinėse automatinėse mašinose). Paprastai tokia schema naudojama Honda Multimatic dėžėse. Ekspertai mano, kad tokio tipo sankaba yra pati patikimiausia ir išradingiausia.

Vairuoti

Kaip jau minėjome, variatoriuje galima naudoti kitokią pavarą – grandinę, dibo diržą. Pastarasis yra populiaresnis. Diržas eina ant dviejų skriemulių, kurie sudaro kūginius diskus. Šie skriemuliai gali judėti ir atskirti, priklausomai nuo poreikio. Kad diskai būtų arčiau vienas kito, konstrukcijoje yra specialios spyruoklės. Patys skriemuliai turi nedidelį pasvirimo kampą. Jo vertė yra apie 20 laipsnių. Tai daroma taip, kad veikiant dėžutei diržas judėtų su minimaliu pasipriešinimu.

Dabar apie grandininę pavarą. Automatinės kintamos pavarų dėžės grandinė yra kelios metalinės plokštės, sujungtos ašimis. Pasak ekspertų, tokia pavara ir dizainas yra lankstesnis. Grandinė gali sulenkti iki 25 laipsnių kampu neprarandant resursų. Tačiau skirtingai nei diržinė pavara, ši pavara turiskirtingas veikimo principas. Automatinė pavarų dėžė perduoda sukimo momentą taškiniu kontaktu su skriemuliais. Tam tikrose vietose susidaro didelis įtempis (trinties jėga). Taip pasiekiamas didelis efektyvumas. O kad skriemuliai nesusidėvėtų nuo tokio įtempimo, jie pagaminti iš itin tvirto guolių plieno.

Atbulinė pavara CVT

Kadangi variatoriaus pavara gali suktis tik viena kryptimi, inžinieriai turėjo sukurti atskirą planetinę pavarų dėžę, kad įdiegtų atbulinę pavarą. Jis sukurtas ir veikia panašiai kaip klasikinės mašinos pavarų dėžė.

Valdymo sistema

Panašiai kaip ir ankstesnėse automatinėse pavarų dėžėse, CVT naudojama elektroninė valdymo sistema. Tačiau jo veikimo principas yra šiek tiek kitoks. Taigi, sistema suteikia galimybę reguliuoti variatoriaus diskų skersmenį.

Kitus greičiui, vieno skriemulio skersmuo didėja, o kito mažėja. Režimai valdomi per selektorių automatinės transmisijos jutiklio dėka. Variatoriaus su grandinine pavara ir diržu veikimo principas – keisti skriemulių skersmenį.

Apie problemas

Dėl sudėtingos konstrukcijos ir mažo paplitimo daugelis paslaugų atsisako dirbti su tokiais perdavimais. Todėl mūsų šalyje CVT neprigijo. Kaip parodė eksploatavimo patirtis, šios dėžės ištekliai, net ir tinkamai prižiūrint, yra ne daugiau kaip 150 tūkstančių kilometrų. Atsižvelgiant į tai, tokius automobilius tikslinga pirkti tik naujus, kuriems taikoma garantija. Automobilį ant variatoriaus paimti iš rankų pavojinga – galima įliptibrangus remontas, kurio imsis ne kiekvienas servisas.

Apibendrinant

Taigi, išsiaiškinome hidromechaninės automatinės pavarų dėžės, roboto ir variatoriaus įrenginį ir veikimo principą. Kaip matote, visos šios dėžutės yra išdėstytos skirtingai ir turi savo veiksmų algoritmą. Kurią transmisiją geriau pasirinkti? Specialistai teigia, kad racionaliausias pasirinkimas būtų klasikinis lošimo automatas. Kaip parodė eksploatavimo patirtis, automobilių su DSG ir CVT savininkai dažnai kreipdavosi į servisus ir šių dėžių priežiūra yra brangi. Klasikinis lošimo automatas rinkoje buvo labai seniai, o jo dizainas nuolat tobulinamas ir tobulinamas. Todėl tokios dėžės išsiskiria dideliais ištekliais, nepretenzingos eksploatacijos ir gali būti taisomos bet kurioje servise. Praktika parodė, kad automatinės pavarų dėžės resursas automobilyje yra nuo 300 iki 400 tūkstančių kilometrų. Tai rimtas laikotarpis, turint omenyje, kad kai kurie šiuolaikiniai varikliai dirba tik 250. Tačiau kad tokia transmisija tarnautų ilgai, verta reguliariai keisti joje esantį ATP skystį, būtent kas 60 tūkstančių kilometrų.