Устройство автоматической коробки передач — устройство автоматических трансмиссий.

Устройство автоматической коробки передач — устройство автоматических трансмиссий.

Улучшение эксплуатационных качеств современного автомобиля привело к значительному усложнению его конструкции. А оснащение автомобилей автоматической трансмиссией позволило резко снизить объем нагрузки, возлагаемой на водителя во время движения, что также благоприятно отразилось на ходовой части, двигателе и скоростных качествах автомобиля. Надежность и простота эксплуатации определили дальнейшее широкое использование этого изобретения. В настоящее время автоматические трансмиссии применяются и на легковых, и на полноприводных автомобилях, и даже на грузовом транспорте. При использовании транспортного средства с ручным управлением, для поддержания необходимой скорости, водителю необходимо часто пользоваться рычагом переключения передач.

автоматическая коробка передач

автоматическая коробка передач

По этой причине он обязан постоянно следить за нагрузкой двигателя и скоростью автомобиля. Применение автоматической трансмиссии исключает необходимость постоянного пользования переключающим рычагом. Изменение скорости выполняется автоматически, в зависимости от нагрузки двигателя, скорости перемещения транспортного средства и желаний водителя. Поэтому, по сравнению с ручной коробкой передач, автоматическая трансмиссия имеет следующие неоспоримые преимущества:

  • увеличивает комфортность вождения автомобиля за счет освобождения водителя от контрольных функций;
  • автоматически и плавно производит переключения, согласовывая нагрузку двигателя, скорость его движения, степень нажатия на педаль газа;
  • предохраняет двигатель и ходовую часть автомобиля от перегрузок;
  • допускает и ручное, и автоматическое переключение скоростей.

Все разнообразие автоматических трансмиссий, применяемых сегодня, условно можно разделить на два типа. Основное различие этих типов заключается в системах управления и контроля за использованием трансмиссии. Для первого типа характерно то, что функции управления и контроля выполняются специальным гидравлическим устройством. А во втором типе функции управления и контроля выполняет электронное устройство. Составные части же и узлы автоматических трансмиссий обоих типов практически одинаковы. Существуют некоторые различия в компоновке и устройстве автоматической трансмиссии переднеприводного и заднеприводного автомобиля. Автоматическая трансмиссия для переднеприводных автомобилей более компактна и имеет внутри своего корпуса отделение главной передачи — дифференциал. Несмотря на эти отличия, основные функции и принцип действия всех автоматов одинаковы. Для того чтобы обеспечить движение, а также для выполнения других своих функций, автоматическая трансмиссия должна быть оснащена следующими узлами: механизмом выбора режима движения, гидротрансформатором, коробкой передач, узлом управления и контроля.

АКПП состоит из:

1) Гидротрансформатор (ГТ) – соответствует сцеплению в механической трансмиссии , но не требует непосредственного управления со стороны водителя.

2) Планетарный ряд — соответствует блоку шестерен в механической коробке передач и служит для изменения передаточного отношения в автоматической трансмиссии при переключении передач.

3) Тормозная лента, передний фрикцион, задний фрикцион – компоненты, посредством которых осуществляется переключение передач.

4) Устройство управления. Этот узел состоит из маслосборника (поддон коробки передач), шестеренчатого насоса и клапанной коробки. Клапанная коробка представляет собой систему каналов с расположенными в них клапанами и плунжерами, которые выполняют функции контроля и управления. Это устройство преобразует скорость движения автомобиля, нагрузку двигателя и степень нажатия на педаль газа в гидравлические сигналы. На основе этих сигналов, за счет последовательного включения и выхода из рабочего состояния фрикционных блоков, автоматически изменяются передаточные отношения в коробке передач.

Гидротрансформатор (или torque converter в зарубежных источниках) служит для передачи крутящего момента непосредственно от двигателя к элементам автоматической коробки передач. Он установлен в промежуточном кожухе, между двигателем и коробкой передач и выполняет функции обычного сцепления. В процессе работы этот узел, наполненный трансмиссионной жидкостью, несет довольно высокие нагрузки и вращается с достаточно большой скоростью. Он не только передает крутящий момент, поглощает и сглаживает вибрации двигателя, но и приводит в действие масляный насос, находящийся в корпусе коробки передач. Масляный насос наполняет трансмиссионной жидкостью гидротрансформатор и создает рабочее давление в системе управления и контроля. Поэтому является неверным мнение о том, что автомобиль, оснащенный автоматической трансмиссией, можно завести принудительно, не используя стартер, а разогнав его до высокой скорости. Шестеренчатый насос получает энергию только от двигателя, и если двигатель не работает, то давление в системе управления и контроля не создается, в каком бы положении не находился рычаг выбора режима движения. Следовательно, принудительное вращение карданного вала не обязывает коробку передач работать, а двигатель — вращаться.

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

Составные части фрикционаПоршень (piston) приводится в действие давлением масла. Двигаясь под давлением масла вправо (по рисунку), поршень посредством конического диска (dished plate) плотно прижимает ведущие диски пакета к ведомым, заставляя их вращаться как единое целое и осуществляя передачу крутящего момента от барабана к втулке. В корпусе самой коробки передач расположены несколько планетарных механизмов, они и обеспечивают необходимые передаточные отношения. А передача крутящего момента от двигателя через планетарные механизмы к колесам происходит с помощью фрикционных дисков, дифференциала и других сервисных устройств. Управление всеми этими устройствами осуществляется благодаря трансмиссионной жидкости через систему управления и контроля.

Тормозная лента Устройство, используемое для блокировки элементов планетарного ряда.

Общее устройство трансмиссии

Устройство автоматической коробки передач АКПП автомобиля

Изобретение автоматической коробки передач стало внушающим шагом к совершенствованию трансмиссии автомобиля. Применение АКПП на легковых автомобилях значительно облегчило управление транспортным средством, и водитель перестал уделять внимание переключению скоростей.

В этой статье мы с вами поговорим о преимуществах автоматической коробки передач АКПП и узнаем устройство автоматической коробки передач АКПП.

Преимущество АКПП в том, что водителю не требуется постоянно следить за переключением передач. Включение нужной скорости осуществляется автоматически в зависимости от нагрузки двигателя и скорости движения.

1.Преимущества автоматической коробки передач :

  • Повышенный комфорт управления автомобилем за счет освобождения водителя;
  • Автоматическое переключение передач в зависимости от нагрузки двигателя, скорости движения;
  • Предохранение от перегрузок двигателя и ходовой части автомобиля;
  • Возможность выбора между ручным, и автоматическим переключением передач.

2.Виды автоматических коробок передач АКПП

Автоматические коробки передач делятся на два вида в зависимости от системы управления и контроля трансмиссии.

Еще АКПП могут отличаться по конструктивным особенностям в зависимости от привода автомобиля: передний или задний.

Автоматическая трансмиссия переднеприводных автомобилей оснащена отделением главной передачи — дифференциал.

Принцип работы автоматических коробок передач практически одинаковый и для выполнения своих функций АКПП оснащается гидротрансформатором, механизмом выбора режима движения, узлом управления и контроля.

3.Схема устройство автоматической коробки передач АКПП

  1. Гидротрансформатор – представляет собой сцепление в механической коробке передач, но не требует непосредственного управления водителем, и осуществляет все операции автоматически.
  2. Планетарный ряд – блок шестерен, который служит для изменения передаточного отношения при переключении передач.
  3. Тормозная лента, передний и задний фрикционы – вспомогательные элементы, благодаря которым осуществляется переключение передач.
  4. Устройство управления АКПП – узел, отвечающий за управление, и состоит из поддона АКПП, шестеренчатого насоса и клапанной коробки.

Гидротрансформатор предназначен для передачи крутящего момента от двигателя к элементам автоматической коробки передач, сглаживания вибрации двигателя, привода масляного насоса. Масляный насос создает рабочее давление трансмиссионной жидкости в гидротрансформаторе и системе управления и контроля.

Устанавливается в кожухе между двигателем и коробкой передач и выполняет функции сцепления. Гидротрансформатор в процессе работы подвергается высоким нагрузкам, поэтому, чтобы его детали не изнашивались, его наполняют трансмиссионной жидкостью.

Планетарный ряд — в автоматических трансмиссиях используются планетарные передачи. В корпусе АКПП расположены несколько планетарных механизмов, которые обеспечивают требуемые передаточные отношения. Осуществление передачи крутящего момента от двигателя к колесам происходит с помощью фрикционных дисков через планетарные механизмы, дифференциал и другие устройства. Управление устройствами обеспечивается системой управления и контроля благодаря использованию трансмиссионной жидкости.

Тормозная лента – устройство, предназначенное для блокировки элементов планетарного ряда.

Клапанная коробка – система каналов с клапанами и плунжерами, функцией, которой является контроль и управление. Главная функция клапанной коробки состоит в восприятии и преобразовании скорости движения, нагрузки двигателя и степени нажатия педали газа в гидравлические сигналы. Благодаря этим сигналам в работу вступают фрикционные блоки последовательно включаясь и выходя из рабочего состояния, тем самым изменяя передаточное число в автоматической коробке передач АКПП.

Устройство автоматической коробки передач

Большинство современных автомобилей оснащены автоматическими трансмиссиями (АКПП). Это обусловлено удобством эксплуатации автомобиля и в особенности упрощением процесса управления.

В конструкции большинства автоматических коробок применены:

И ряд вспомогательных механизмов:

Планетарные передачи

Наибольшую эффективность гидротрансформаторы обеспечивают при высоких оборотах двигателя. Следовательно, для передачи момента от преобразователя вращения к приводным валам ведущих колес автомобиля в устройство автоматической коробки передач введен редуктор планетарного типа. В нем используется единственный вал, вокруг которого вращаются все, помещенные в одну плоскость, элементы сборки (за исключением оборудованных собственными осями сателлитов). Такая конструкция обеспечивает редуктору компактность.

Простейший планетарный ряд состоит из одной центральной (солнечной) шестерни, как минимум трех, равномерно распределенных по периметру водила, планетарных шестерен (сателлитов) и зубчатого колеса с зацеплением, внутрь которого помещается вся сборка. Сходство конструкции с устройством солнечной системы, где планеты (сателлиты) вращаются по постоянной орбите (наружная шестерня) вокруг солнца (центральная шестерня) легло в основу названия редуктора. Все шестерни сборки находятся в постоянном зацеплении друг с другом и не изменяют своего расположения при переключении передач. Изменяется лишь величина передаточного отношения.

Описанная конструкция позволяет реализовать трехступенчатый редуктор, обеспечивающий возможность организации нейтральной передачи и поступательного движения транспортного средства в двух направлениях.

Планетарные редукторы обладают рядом несомненных преимуществ перед прочими зубчатыми передачами, однако являются технологически более сложными и нуждаются в более тонком управлении при переключении передаточных отношений.

Трансформаторы

Схема трансформатора Гидротрансформатор (преобразователь вращения) – служит для автоматического и плавного изменения крутящего момента от двигателя на трансмиссию автомобиля с помощью рабочей жидкости (масла).

Гидротрансформатор имеет сходство с турбиной и включает в себя такие элементы:

При вращении насоса гидротрансформатора вся энергия затрачивается на раскручивание рабочей жидкости. Благодаря лопаткам специфической формы центр давления масла смещается к наружной стороне колеса турбины. Этот процесс происходит до определенного предела. То есть зависит от разницы скорости вращения насоса и турбины. Чем она больше, тем сильнее проявляется редукторный эффект, и, соответственно, передача управления дальше по трансмиссионной линии к ведущим колесам. При этом реактор, удерживаясь от вращения обгонной муфтой, обеспечивает возврат большей части неиспользуемого турбиной потока назад к насосу, дополнительно усиливая эффективность передачи крутящего момента. При полном нажатии на педаль газа и не раскрученной турбине насос обеспечивает максимальный подъем давления рабочей жидкости на наружных концах турбинных лопаток. Предельный, развиваемый преобразователем вращения крутящий момент иногда называют также моментом пробуксовки гидротрансформатора.

Когда турбинное колесо раскручивается, давление вращающейся жидкости на его лопатки, естественно, падает, что приводит к автоматическому снижению обеспечиваемого гидротрансформатором передаточного отношения. В момент, когда скорости вращения турбины и насоса максимально сближаются, гидротрансформатор превращается из подобия редуктора в обычную жидкостную муфту сцепления. На этом этапе необходимость в реакторе отпадает, и происходит его отпускание за счет переключения обгонной муфты.

В процессе движения транспортного средства, в зависимости от изменения нагрузки (степени выжимания педали газа), преобразователь вращения (гидротрансформатор) может непрерывно переходить из состояния редуктора в состояние сцепления и обратно.

Масляное давление АКПП

Устройство автоматической коробки передач невозможно рассмотреть в отрыве от устройства обеспечивающего рабочее давление масла.

Масляный насос АКПП бывает шестеренчатого либо роторного типа. Как правило, он установлен в корпусе позади гидротрансформатора и приводится во вращение непосредственно от его ступицы.Схема подачи гидравлической жидкости к исполнительным различным устройствам автоматической трансмиссии организована в корпусе клапанной сборки. В ней же собраны все управляющие клапаны.

Корпус клапанной сборки представляет собой сложное металлическое литье. Укомплектованная клапанная сборка с установленными в нее управляющими клапанами, контрольными шариками и жиклерами способна выполнять сложнейшие логические переключения и вполне может рассматриваться как своего рода гидромеханический компьютер.

В клапанной сборке имеется три входных порта, через которые на нее подаются управляющие давления от центробежного регулятора, дроссельной заслонки (текущая нагрузка на двигатель) и рычага селектора (выбранное положение AКПП). Количество выходных портов определяется сложностью конструкции AT и количеством обеспечиваемых ею переключений. Обычно предусматривается по одному выходу к каждому исполнительному устройству, а при соответствующей комплектации, — еще один, обеспечивающий блокировку гидротрансформатора. Так как клапанная сборка является механическим устройством, логика ее функционирования определяется главным образом особенностями конструктивного исполнения, обладая, тем не менее, интерактивностью, обеспечивающей способность адекватного реагирования на изменение параметров, поступающих на три входных порта.

В современных AКПП с электронным управлением количество входных параметров расширяется за счет применения множества информационных датчиков. Сигналы от таких датчиков как:

Датчики педали газа и положения рычага переключения АКПП.

Датчики частот вращения на входе и выходе коробки.

И прочих, обрабатываются электронным блоком управления АКПП и преобразовываются им в управляющие команды исполнительным механизмам.

При эксплуатации автоматических трансмиссий крайне важно соблюдать температурный режим. Для охлаждения рабочей жидкости в трансмиссионной линии предусмотрен охладитель, который, как правило, объединен с радиатором системы охлаждения двигателя.

Управление автоматической коробкой передач осуществляется специальным селектором либо подрулевыми переключателями.

Основные обозначения при переводе селектора в режимы:

Движения вперед «D»

Об устройстве автоматической коробки передач вам также расскажет следующий видеоматериал:

Принцип устройства автоматической коробки передач

Для того чтобы улучшить эксплуатационные качества современного автомобиля конструкторы прибегли к значительному усложнению его конструктивных деталей. А когда автомобиль стал оснащен автоматической трансмиссией — это помогло резко понизить объем нагрузки, которая была возложена на водителя при движении, что также довольно благоприятно отразилось на ходовой, скоростных качествах и двигателе автомобиля.

Простота и надежность эксплуатации определили то, что в дальнейшем такое устройство стало широко использоваться. В современном мире автоматические трансмиссии применяют на полноприводных, легковых и даже грузовых автомобилях. Для того чтобы поддерживать необходимую скорость, на автомобилях с ручным управлением, водителю часто надо двигать рычаг переключения передач, в случае автомата – этого делать не нужно. В нашей статье мы расскажем основные принципы устройства автоматической коробки передач.

Для поддержания автомобиля в рабочем состоянии водитель должен постоянно следить за скоростью машины и нагрузкой двигателя. Если же вы передвигаетесь на автомобиле с автоматической трансмиссией — это полностью исключает переключение передач рычагом. В таком случае изменение скоростей производится автоматически в зависимости от скорости перемещения машины, нагрузки двигателя и желания водителя. Именно по этой причине по сравнению с механической коробкой передач, автоматическая коробка передач имеет некоторые преимущества:

  • Из-за освобождения водителя от контрольных функций увеличивается комфорт вождения автомобиля;
  • плавно и автоматически производится переключение, согласовывая нагрузки двигателя, степени нажатия на педаль газа, скорости его движения;
  • предохраняет ходовую часть и двигатель автомобиля от чрезмерных перегрузок;
  • допускает автоматическое переключение скоростей.

Все то многообразие трансмиссий с «автоматом» которые применяются на сегодняшний день, условно можно поделить на 2 типа. Основным отличием этих типов, является то, что в них различны системы контроля и управления за использованием трансмиссии. Для первого типа функции контроля и управления осуществляются при помощи гидравлического устройства. Второй же тип подчиняются электронному устройству. Узлы и составные части автоматической трансмиссии обоих типов фактически не отличаются. Однако есть некоторые различия в устройстве и компоновке автоматической трансмиссии заднеприводного и переднеприводного автомобилей. Для переднеприводных автомобилей автоматическая коробка передач внутри своего корпуса имеет отделение главной передачи (дифференциал) и она более компактна. Не взирая на данные отличия принцип действия и основные функции всех автоматов одинаковы. Для обеспечения движения, а также для выполнения иных функций, автоматическая трансмиссия оснащается следующими узлами:

  • гидротрансформатором,
  • механизмом выбора режима движения,
  • узлом управления и контроля;
  • коробкой передач.
  1. Планетарный ряд — при переключении передачи в механической коробке соответствует блоку шестерен и служит, для того чтобы изменить передаточное отношение в автоматической трансмиссии.
  2. Гидротрансформатор (ГТ) – не требует управления со стороны водителя и соответствует сцеплению в механической трансмиссии.
  3. Задний фрикцион, передний фрикцион, тормозная лента – компоненты, которыми переключаются передачи.
  4. Устройство управления. Данный узел состоит из поддона коробки передач (маслосборника) клапанной коробки и шестеренчатого насоса. В системе клапанной коробки существует набор клапанов с установленными в них плунжерами, которые и осуществляют функции управления и контроля. Данное устройство призвано преобразовывать скорость езды автомобиля, степень нажатия на педаль газа и нагрузку двигателя в гидравлические сигналы. За счет выхода из рабочего состояния фрикционных блоков и последовательного включения, на основе этих сигналов в коробке передач передаточные отношения изменяются автоматически.

Принцип устройства автоматической коробки передач и ее составляющих.

Гидротрансформатор (в зарубежных источниках его можно встретить как torque converter) он передает крутящий момент от двигателя к непосредственно автоматической коробке передач. Устанавливается он в промежуточном кожухе между коробкой передач и двигателем, выполняя функции обыкновенного сцепления. Данный узел, наполненный трансмиссионной жидкостью, в процессе работы вращается с большой скоростью и несет очень высокие нагрузки. Он не только сглаживает, поглощает вибрации двигателя и передает крутящий момент, но и способствует приводу в действие масляный насос, который находится в корпусе коробки переключения передач. Масляной насос, после того как будет наполнен трансмиссионной жидкостью, начинает создавать давление в системе контроля и управления. Поэтому мнение что автомобиль, оснащенный автоматической коробкой передач, можно завести принудительно, является ошибочным. Шестеренчатый насос будет получать энергию только лишь от двигателя, в случае если он не будет работать, то давление в системе контроля и управления создано не будет, и совсем не важно в каком положении будет стоять рычаг выбора режима движения. Таким образом, если принудительно вращать карданный вал он не обяжет работать коробку передач, а двигатель – крутиться.

Планетарный ряд. В отличие от обычной механической трансмиссии, где используется валы стоящие параллельно, которые сцепляют между собой шестерни, в автоматических коробках передач используются планетарные передачи в большинстве случаев.

Из чего состоит фрикцион. Поршень будет приведен в действие давлением масла. Двигатель будет прижимать ведущие диски пакета к ведомым, заставляя этим их вращаться как единое целое. С самой коробке передач расположено несколько планетарных механизмов, которые и обеспечивают необходимое передаточное отношение.

Тормозная лента. Устройство, которое служит для блокировки всех элементов планетарного ряда.