Auton automaattivaihteiston laite ja toimintaperiaate

2024 Kirjoittaja: Erin Ralphs | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-02-19 15:15

Nykyään autot on varustettu erityyppisillä vaihteistoilla. Ja jos aiemmin enemmistö oli mekaanikkoja, niin nyt yhä useammat kuljettajat suosivat automaattista. Tämä ei ole yllättävää, koska tällaista lähetystä on helpompi käyttää, varsinkin kun on kyse kaupunkimatkoista. Viime aikoihin asti tällaisille laatikoille oli ominaista alhainen tehokkuus. Vanhat momentinmuuntimet vaihtoivat vaihteita hitaasti ja niiden myötä auto kulutti paljon enemmän polttoainetta. Mutta nykyään automaattivaihteiston suunnittelu, laite ja toimintaperiaate ovat hieman erilaisia. Nämä laatikot ovat tapoja vaihtaa nopeasti ja niiden avulla auto kuluttaa vähemmän polttoainetta. Mutta ensin asiat ensin.

Tyypit

Tällä hetkellä automaattivaihteistoja on useita erilaisia. Tämä on klassinen automaatti vääntömomentinmuuntimella, variaattorilla ja DSG-robotilla. Jälkimmäisen on erityisesti kehittänyt Volkswagen-Audi. Tällaisten automaattivaihteistojen laite ja toimintaperiaate eroavat merkittävästi. Mutta mikä heitä yhdistää, on nopeuden vaihtaminen automaattitilassa. Tarkastellaanpa lähemmin kunkin näiden lähetysten ominaisuuksia.

Tavallinen konekivääri

Se on hydromekaaninen vaihteisto. Huolimatta siitä, että malli ilmestyi yli puoli vuosisataa sitten, se on edelleen erittäin ajankohtainen. Tietenkin sen laitetta on parannettu merkittävästi tähän päivään asti. Nyt näissä laatikoissa on kuusi vaihdetta. Jos puhumme 80- ja 90-luvun autoista, niissä oli nelivaihteinen automaattivaihteisto.

Tämä vaihteisto sisältää:

• Manuaalivaihteisto.
• Vääntömomentinmuunnin tai donitsi.
• Ohjausjärjestelmä.

Jos etuvetoauto on varustettu tällaisella vaihteistolla, mukana tulee myös päävaihde ja tasauspyörästö. Yksi automaattivaihteiston perusosista on momentinmuunnin. Se koostuu useista osista. Nämä ovat pumppaus-, turbiini- ja reaktoripyörät. Niiden ansiosta vääntömomentti siirtyy tasaisesti polttomoottorista käsivaihteistoon.

Toisessa automaattivaihteistossa on kytkin (vapaapyörä ja lukitus). Nämä elementit yhdessä turbiinin pyörien kanssa on suljettu pyöreään metallikoteloon, joka on muotoiltu donitsiksi. Momentinmuuntimen sisällä on toimiva ATP-neste. Pumpun pyörä on kytketty kampiakseliin. Ja tarkastuspisteen puolelta on turbiini. Näiden kahden elementin väliin sijoitetaan myös reaktoripyörä.

Kuinka se toimii?

Mikä on tämäntyyppisen automaattivaihteiston toimintaperiaate? Klassinen suljetun kierron kone toimii. Kuten aiemmin sanoimme, sisällä on ATPnestettä. Se on eräänlainen vaihteistoöljy. Mutta toisin kuin mekaaninen vaihdelaatikko, se ei vain suorita voitelutoimintoa, vaan myös siirtää vääntömomenttia. Mikä on automaattivaihteiston nestekytkimen toimintaperiaate? Paineen alaisena tämä neste tulee turbiinin pyörään (pumpun pyörästä) ja sitten reaktorin pyörään. Koska siinä on erikoismuotoiset siivet, nesteen virtausnopeus alkaa kasvaa vähitellen elementin pyörimisen aikana. Siten ATP-öljy käyttää turbiinin pyörää.

Vaihteiston huippuvääntömomentti syntyy, kun auto lähtee liikkeelle. Koneen nopeuden kasvaessa lukituskytkin aktivoituu. Jälkimmäinen estää kovasti automaattivaihteiston "dontin" polttomoottorin tietyissä toimintatiloissa. Tämä tapahtuu yleensä, kun akselien pyörimisnopeus on sama. Joten vääntömomentti välittyy suoraan laatikkoon ilman "lippailua" ja välityssuhteen muuttamista. Muuten, liukukytkintä käytetään nykyaikaisissa automaattivaihteistoissa. Se pystyy poistamaan momentinmuuntimen täydellisen tukkeutumisen tietyissä tiloissa. Tämä edistää tasaista kiihtyvyyttä ja polttoainetaloutta.

Manuaalivaihteisto automaattivaihteistossa

Tässä vaihteistossa ei siis ole kaikille autoilijoille tuttua mekaniikkaa. Mekaanisen vaihteiston roolia suorittaa planeettavaihteisto. Se voidaan suunnitella eri askelmäärälle - neljästä kahdeksaan. Mutta silti yleisimmät vaihtoehdot ovat kuusivaihteiset automaattivaihteistot. Harvinaisissa tapauksissa voit löytää yhdeksänvaihteisen automaattivaihteiston (esimerkiksi Range Rover Evogissa).

Kuinka automaattivaihteisto toimii? Tämä lähetyksen solmu on joukko useita peräkkäisiä nopeuksia. Ne kaikki yhdistyvät planeettavaihteistoksi. Planeettavaihteisto sisältää seuraavat komponentit:

• Aurinko ja kehävarusteet.
• Kantaja.
• Satelliitit.

Jos perehtyy automaattivaihteiston vääntömomentinmuuntimen laitteeseen ja toimintaperiaatteeseen yksityiskohtaisesti, huomaat, että vääntömomentin muutos tapahtuu tarkasti kantimen sekä rengas- ja aurinkovaihteiden avulla. Kun toinen mekanismi on tukossa, välityssuhde kasvaa. Itse esto suoritetaan kitkakytkimien toiminnalla. Ne pitävät planeettavaihteiston osia yhdistämällä ne laatikon runkoon. Auton merkistä riippuen suunnittelussa käytetään monilevy- tai nauhakitkajarrua. Molempia järjestelmiä ohjataan hydraulisylintereillä. Signaali kytkimille tulee jakelumoduulista. Ja estääkseen telineen pyörimisen vastakkaiseen suuntaan, automaattivaihteistossa on ylikäyntikytkin.

Ohjausjärjestelmä

Nyt on mahdotonta kuvitella automaattivaihteistoa, jonka toimintaperiaate ei riippuisi elektroniikasta. Joten tämä järjestelmä sisältää erilaisia antureita, jakelumoduulin ja ohjausyksikön. Automaattivaihteiston aikana järjestelmä lukee tietoa eri elementeistä. Tämä on ATP-nesteen lämpötila-anturi, akselin nopeus lähdössä ja sisääntulossa sekä kaasupolkimen asento. Kaikki nämä signaalit käsitellään reaaliajassa. Sitten ohjausyksikkö luo ohjauksenimpulsseja, jotka tulevat toimilaitteisiin. Huomaa myös, että automaattivaihteiston venttiilirungon toimintaperiaate ei perustu pelkästään antureiden tietojen lukemiseen, vaan myös elektronisessa moottorin ohjausyksikössä olevien signaalien koordinointiin.

Jakomoduuli vastaa käyttönesteen virtauksen ohjaamisesta ja kitkakytkimien toiminnasta, joka koostuu:

• Solenoidiventtiilit (ne ovat mekaanisesti ohjattuja).
• Luistiventtiilit.
• Alumiinikotelo, joka sisältää yllä mainitut osat.

Toyotan automaattivaihteiston toimintaperiaate huomioon ottaen on tärkeää huomata sellainen asia kuin solenoidit. Näitä osia kutsutaan myös solenoidiventtiileiksi. Mitä varten solenoidit ovat? Näiden elementtien ansiosta ATP-nesteen painetta laatikossa säädetään. Mistä öljynpaine tulee? Tämän tehtävän suorittaa erityinen automaattivaihteiston hammaspyöräpumppu. Sen toimintaperiaate on yksinkertainen. Tämä elementti toimii "donitsi"-keskittimestä. Pyöritän tietyllä taajuudella, se ottaa tietyn määrän öljyä juoksupyörillä ja pumppaa sitä. Ja jotta käyttöneste ei ylikuumene ja auton automaattivaihteiston toimintaperiaatetta ei rikota, joidenkin laatikoiden suunnittelussa on jäähdytin. Se voidaan sijoittaa erikseen eteen (piilotettu puskurin alle) tai liittää pääjäähdytyspatteriin. Jälkimmäistä järjestelmää käytetään usein Mercedes-autoissa.

Valitsija

Automaattivaihteiston valitsimen toimintaperiaate on erittäin yksinkertainen. Tämä mekanismi on rakenteellisesti kytketty kelaan, joka suorittaa tietyn tilanautomaattivaihteistotyöt. Niitä on useita:

• Pysäköinti.
• Käänteinen.
• Neutraali.
• Aja.

Mutta siinä ei vielä kaikki. Jos harkitsemme Hondan automaattivaihteiston toimintaperiaatetta, huomaat, että valitsimessa on urheilutila. Kytke se päälle siirtämällä kahva oikeaan asentoon. Kun otetaan huomioon Nissanin automaattivaihteiston toimintaperiaate, on syytä sanoa, että joissakin malleissa on mahdollisuus manuaaliseen vaihteistoon.

DSG-robotti

Tällainen automaattivaihteisto on ilmestynyt suhteellisen hiljattain. Ensimmäiset mallit otettiin käyttöön vasta 2000-luvun puolivälissä. Aluksi tällaiset laatikot asennettiin Skoda-autoihin. Mutta niitä löytyy myös Volkswageneista ja Audiista.

Ominaisuuksien joukossa on syytä huomata täysin erilainen automaattivaihteiston toimintaperiaate. Vääntömomentinmuunnin sellaisenaan puuttuu täältä periaatteessa. Sen sijaan se käyttää kaksilevyistä kytkintä ja kaksimassaista vauhtipyörää. Tämän rakenteen avulla voit lyhentää merkittävästi vaihteiden vaihtojen välistä aikaväliä.

Laitteen os alta tämä laatikko sisältää:

• Manuaalivaihteisto kahdella vaihderivillä.
• Elektroninen ohjausjärjestelmä.
• Differentiaali.
• Viimeinen varuste.
• Kaksoiskytkin.

Kaikki yllä mainitut elementit ovat yhdessä metallikotelossa. Miksi suunnittelussa käytetään kaksoiskytkintä ja kahta vaihderiviä? Jos harkitsemme DSG-auton automaattivaihteiston toimintaperiaatetta, tarvitsetHuomaa, että kun yksi vaihde on käytössä, toinen valmistautuu jo seuraavaan sisällyttämiseen. Tämä tapahtuu kiihdytettäessä ja hidastaessa. Tällaisessa vaihteistossa on myös kitkakytkimet. Ne on yhdistetty päänavan kautta vaihteiston vaihteistoon.

DSG-laatikoita on useita tyyppejä:

• Kuusi vaihdetta.
• Seitsemän vaihdetta.

Ensimmäisen tyypin automaattivaihteiston toimintaperiaate perustuu "märän" kytkimen toimintaan. Joten laatikossa on erityinen öljy, joka tarjoaa paitsi voitelun myös kytkimien jäähdytyksen. Paineenalainen neste kiertää järjestelmässä ja välittää vääntömomentin.

Toisen DSG-tyypin os alta kuivakytkin on jo käytössä. Toimintaperiaate on samanlainen kuin manuaalivaihteistossa - levy painetaan vauhtipyörää vasten ja välittää kitkan kautta vääntömomentin. Asiantuntijoiden mukaan tällainen suunnittelujärjestelmä on vähemmän luotettava. Levyresurssi on noin 50 tuhatta kilometriä, ja vaihtokustannukset ovat 700 dollaria, mukaan lukien kulutustarvikkeet.

Vaihdevalikoima sisältää peruutus-, parilliset ja parittomat nopeudet. Jokainen rivi on joukko akseleita (joka koostuu ensisijaisesta ja toissijaisesta) sekä tietyistä vaihteista. Taakseliikkeen suorittamiseksi suunnittelussa käytetään väliakselia, jossa on peruutusvaihde.

Kuten perinteisessä koneessa, siellä on elektroniikka, joka ohjaa nopeuden muutosta. Tämä sisältää ohjausyksikön, anturit ja toimilaitteet. Joten ensin anturit lukevat tietoja akselien nopeudesta javaihdehaarukan asento, ja sitten yksikkö analysoi nämä tiedot ja käyttää erityistä ohjausalgoritmia.

DSG-hydrauliikkapiiri koostuu:

• Luistiventtiilit, jotka toimivat valitsimesta.
• Solenoidiventtiilit (samat solenoidit). Niitä käytetään vaihteiden vaihtamiseen automaattitilassa.
• Paineensäätöventtiilit, jotka edistävät kitkakytkimen sujuvaa toimintaa.

Kuinka DSG toimii?

Robotin automaattivaihteiston hydraulijärjestelmän toimintaperiaate on vaihtaa peräkkäin useita vaihteita. Kun auto lähtee liikkeelle paikasta, järjestelmä sisältää ensimmäisen nopeuden. Tässä tapauksessa toinen on jo kytkettynä. Heti kun auto on saavuttanut suuremman nopeuden (noin 20 kilometriä tunnissa), elektroniikka vaihtaa nopeuteen. Kolmas vaihde on jo kytketty. Tämä jatkuu korkeimmalle asti. Jos auto hidastaa, elektroniikka kytkee jo valmiiksi alhaisen vaihteen. Vaihtaminen on välitöntä, koska suunnittelussa on kaksi vaihderiviä.

Hakemus

On syytä huomata, että tällaista vaihteistoa ei käytetä kaikissa autoissa. Kuten aiemmin totesimme, suurin osa on VAG-konsernin autoja. Mutta hyötyajoneuvot (esimerkiksi Volkswagen Crafter) eivät ole varustettuja niillä. Ja kaikki siksi, että laatikko on suunniteltu tietylle vääntömomentille. Se ei saa ylittää 350 Nm.

Tämä koskee kuusivaihteisia vaihteistoja. DSGseitsemällä nopeudella eivätkä kestä ollenkaan yli 250 Nm. Siksi voit kohdata tällaisen laatikon korkeintaan Tuaregissa ja heikommissa autoissa, kuten Passat tai Octavia.

Variaattori

Tämä vaihdelaatikko toimii myös automaattitilassa. Se ilmestyi puoli vuosisataa sitten, mutta vain viimeiset 10-15 vuotta on käytetty aktiivisesti. Mikä on variaattori? Tämä on portaattomasti säädettävä automaattivaihteisto, joka vaihtaa tasaisesti välityssuhdetta hihna- tai ketjukäytön avulla. Välityssuhteet muuttuvat, kun ajoneuvo kiihtyy. Tällä hetkellä tällaista laatikkoa käyttävät laaj alti seuraavat autonvalmistajat:

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

Mitkä ovat tämän laatikon edut? Tasaisen välityssuhteen vaihdon ansiosta auto ottaa vauhtia nopeasti ja nykimättä. Kuljettaja ja matkustajat eivät tunne iskuja kiihdytyksen aikana, vaikka kaasupoljinta painettaisiin kuinka lujasti. Tässä on kuitenkin sudenkuoppia. Tällaisella laatikolla on myös vääntömomenttirajat, kuten DSG. Siksi sitä käytetään pääasiassa henkilöautoissa.

Monimuotoiset variaattorit

Lähetystietoja on useita tyyppejä:

• Toroid.
• Kiilahihnavariaattori.

Samaan aikaan molemmissa laatikoissa on lähes sama laite ja toimintaperiaate. Variaattorin suunnittelu sisältää:

• Järjestelmäsäätimet.
• Vääntömomentin välittäjähihnapyörä.
• Ketju tai hihnakäyttö.
• Laatikon vapautusmekanismi (käytetään peruutusvaihteen kytkemiseen).

Jotta vaihteisto havaitsee vääntömomentin, suunnittelussa on mukana kytkin. Se voi olla useita tyyppejä:

• Automaattinen keskipako.
• Elektroninen.
• Monilevy.

On myös sellaisia variaattoreita, joissa momentinmuunninta käytetään kytkimenä (kuten klassisissa automaattisissa koneissa). Tyypillisesti tällaista järjestelmää harjoitetaan Honda Multimatic -laatikoissa. Asiantuntijat uskovat, että tämäntyyppinen kytkin on luotettavin ja kekseliäin.

Aja

Kuten olemme jo todenneet, variaattorissa voidaan käyttää erilaista vetoa - ketju, dibo hihna. Jälkimmäinen on suositumpi. Hihna kulkee kahdella hihnapyörällä, jotka muodostavat kartiomaisia kiekkoja. Nämä hihnapyörät voivat liikkua ja siirtyä erilleen tarpeen mukaan. Levyjen tuomiseksi lähemmäksi toisiaan suunnittelussa on erityisiä jousia. Itse hihnapyörillä on pieni kallistuskulma. Sen arvo on noin 20 astetta. Tämä tehdään niin, että hihna liikkuu mahdollisimman pienellä vastuksella laatikon käytön aikana.

Nyt ketjukäytöstä. Automaattivaihteiston ketju koostuu useista metallilevyistä, jotka on yhdistetty akseleilla. Asiantuntijoiden mukaan tällainen käyttö ja muotoilu ovat joustavampia. Ketju pystyy taipumaan jopa 25 asteen kulmaan ilman resurssien menetystä. Mutta toisin kuin hihnakäytössä, tällä vetolaitteella oneri toimintaperiaate. Automaattivaihteisto välittää vääntömomentin pistekosketuksen kautta hihnapyörien kanssa. Tietyillä alueilla muodostuu suuri jännitys (kitkavoima). Tällä saavutetaan korkea hyötysuhde. Ja jotta hihnapyörät eivät kuluisi sellaisesta jännityksestä, ne on valmistettu erittäin lujasta laakeriteräksestä.

Peruutusvaihde CVT:ssä

Koska variaattorikäyttö voi pyöriä vain yhteen suuntaan, insinöörien oli kehitettävä erillinen planeettavaihteisto peruutusvaihteen toteuttamiseksi. Se on suunniteltu ja toimii samalla tavalla kuin perinteisen koneen vaihdelaatikko.

Ohjausjärjestelmä

Aiempien automaattivaihteistojen tapaan CVT käyttää elektronista ohjausjärjestelmää. Sen toimintaperiaate on kuitenkin hieman erilainen. Joten järjestelmä säätää variaattorilevyjen halkaisijaa.

Kun nopeus muuttuu, yhden hihnapyörän halkaisija kasvaa ja toisen pienenee. Tiloja ohjataan valitsimella automaattivaihteistoanturin ansiosta. Ketjukäytöllä ja hihnalla varustetun variaattorin toimintaperiaate on muuttaa hihnapyörien halkaisijaa.

Ongelmista

Monimutkaisen suunnittelun ja alhaisen esiintyvyyden vuoksi monet palvelut kieltäytyvät toimimasta tällaisten lähetysten kanssa. Siksi CVT:t eivät ole juurtuneet maassamme hyvin. Kuten käyttökokemus on osoittanut, tämän laatikon resurssit ovat jopa asianmukaisella huollolla enintään 150 tuhatta kilometriä. Tämän vuoksi on järkevää ostaa sellaisia autoja vain uutena, jotka ovat takuun alaisia. On vaarallista ottaa auto variaattorilla käsistäsi - pääset kyytiinkalliit korjaukset, joita kaikki huolto eivät tee.

Yhteenveto

Joten, selvitimme hydromekaanisen automaattivaihteiston, robotin ja variaattorin laitteen ja toimintaperiaatteen. Kuten näet, kaikki nämä laatikot on järjestetty eri tavalla ja niillä on oma toiminta-algoritminsa. Mikä vaihteisto on parempi valita? Asiantuntijat sanovat, että järkevin valinta olisi klassinen peliautomaatti. Kuten käyttökokemus on osoittanut, DSG- ja CVT-autojen omistajat kääntyivät usein huoltoon ja näiden laatikoiden ylläpito on kallista. Klassinen peliautomaatti on ollut markkinoilla erittäin pitkään, ja sen muotoilua jalostetaan ja parannetaan jatkuvasti. Siksi tällaiset laatikot erottuvat suurista resursseista, vaatimattomista toiminnasta ja ne voidaan korjata missä tahansa palvelussa. Käytäntö on osoittanut, että automaattivaihteiston resurssit autossa ovat 300-400 tuhatta kilometriä. Tämä on vakava ajanjakso, kun otetaan huomioon, että jotkut nykyaikaiset moottorit käyvät vain 250. Mutta jotta tällainen vaihteisto kestäisi pitkään, sen ATP-neste kannattaa vaihtaa säännöllisesti, nimittäin 60 tuhannen kilometrin välein.