Принцип работы акпп с гидротрансформатором: Гидротрансформатор: устройство и принцип работы

Содержание

Как работает АКПП | Устройство автоматической коробки передач

Отчасти это так, но зная конструктивные особенности АКПП и принцип ее работы, Вы изначально продливаете жизнь своей коробке передач. В этой статье мы хотели бы рассказать Вам об основных механизмах и принципах работы автоматической коробки передач.

 

Что такое АКПП?

Автоматическая коробка переключения передач — это важный конструктивный элемент трансмиссии транспортного средства, служащая для изменения крутящего момента, направления, а также скорости движения т.с. и для длительного разъединения двигателя от трансмиссии. Различают бесступенчатые (Вариатор), ступенчатые (Гидроавтомат) и комбинированные коробки передач (Роботизированные коробки типа «DSG»).

 

 

 

 

Не секрет, что трансмиссия оказывает основное влияние на динамику автомобиля. Производители постоянно испытывают и внедряют новейшие технологии в наши автомобили. Тем не менее большинство автомобилистов предпочитают эксплуатировать автомобили с механической коробкой передач, так как считают, что головной боли последняя приносит гораздо меньше. Отчасти это так, но зная конструктивные особенности АКПП и принцип ее работы, Вы изначально продливаете жизнь своей коробке передач. В этой статье мы хотели бы рассказать Вам об основных механизмах и принципах работы автоматической коробки передач.

 

Что лучше МКПП или АКПП


Как правило, наш отечественный автолюбитель к автоматическим коробкам передач относится с определенными  предубеждениями. Видимо причиной тому наше хроническое нежелание перекладывать на чужие плечи свою проблему и  попытка самостоятельного ее устранения. К примеру, американцы, а ведь именно они придумали АКПП, этим не страдают. В Америке весьма не популярны механические коробки переключения передач и только 5% американских автолюбителей из ста пользуются механикой. Популярность АКПП и в Европе растет из года в год огромными темпами. Конечно же поклонники автомата есть и среди наших соотечественников, вот только правильно эксплуатировать их получается далеко не у всех. По утверждению автомехаников, именно несвоевременное тех. обслуживание и неправильная эксплуатация, зачастую служит первопричиной всех неисправностей автоматической коробки передач.


 

 

Как работает АКПП?

Для того, чтобы понять принцип работы автоматической коробки передач — мы условно распределим ее на три части: гидравлическая, электронная и механическая. Как можно догадаться, механическая часть отвечает непосредственно за переключение передач. Гидравлическая передает крутящий момент и создает воздействие на механическую. Электронная — это мозг, который отвечает за переключение режимов (селектор) и обратную связь с системами автомобиля.

 

Как известно сердцем машины является двигатель, в случае с коробкой передач это так же уместно. Трансмиссия должна преобразовывать мощность и крутящий момент двигателя таким образом, чтобы обеспечить для движения транспортного средства необходимые условия. Большую часть этой тяжелой работы выполняет гидротрансформатор (он же «бублик») и планетарные передачи.

 

Гидротрансформатор в зависимости от частоты вращения колес и нагрузки изменяет крутящий момент автоматически и выполняет функции сцепления (как в механической коробке). В свою очередь гидротрансформатор состоит из пары лопастных машин — центростремительной турбины и центробежного насоса, а также между ними расположен направляющий аппарат-реактор.

Турбина с насосом максимально сближены, а их колеса имеют форму, которая обеспечивает непрерывный круг циркуляции рабочих жидкостей. Именно благодаря этому у гидротрансформатора минимальны габаритные размеры и минимальны потери энергии при перетекании жидкостей от насоса к турбине. Коленвал двигателя связан с насосным колесом, а вал коробки передач с турбиной. В виду этого в гидротрансформаторе нет жесткой связи между ведомыми и ведущими элементами, потоки рабочих жидкостей осуществляют передачу энергии от двигателя к трансмиссии, которая с лопаток насоса отбрасывается на лопасти турбины.

 

Как работает АКПП видео:

 

Гидромуфта и гидротрансформатор

 

 

Собственно говоря, гидромуфта работает по такой же схеме, не трансформируя его величину она передает крутящий момент. Реактор введен в конструкцию гидротрансформатора для того чтобы изменять момент. В принципе это такое же колесо с лопатками только жестко посаженное на корпус и до определенного времени не вращающееся. На пути по которому возвращается масло из турбины в насос расположен реактор. Особый профиль имеют лопатки реактора, сужаются постепенно межлопаточные каналы. Благодаря этому скорость рабочих жидкостей текущих по каналам направляющего аппарата, понемногу увеличивается, а выбрасываемая в сторону вращения насосного колеса из реактора жидкость подгоняет и подталкивает его. 


Из чего состоит АКПП?

 

1. Гидротрансформатор — сходен со сцеплением в мех.коробке, но управления непосредственно водителем не требует.

2. Планетарный ряд — сходен с блоком шестерен в мех.коробке и изменяет придаточное отношение в автомате при переключении передач.
3. Тормозная лента, задний фрикцион, передний фрикцион — они служат для непосредственного переключения передач.
4. Устройство управления — это целый узел состоящий из шестеренчатого насоса, клапанной коробки и маслосборника. Клапанная плита (гидроблок) — это система каналов с клапанами (соленоидами) и плунжерами, выполняющими функции контроля и управления, также преобразует нагрузку двигателя, степень нажатия на акселератор и скорость движения в гидравлические сигналы. На основании таких сигналов, за счет последовательного включения и выхода из рабочего состояния фрикционных блоков, автоматически меняются передаточные числа.  

 

Гидротрансформатор                                                                                

Планетарный ряд

Тормозная лента                                                                                          Пакеты фрикционов


Гидротрансформатор (torque converter ) — предназначен для того чтобы передавать крутящий момент от двигателя к компонентам АКПП. Установлен он в кожухе расположенном между коробкой и двигателем выполняя функции сцепления. Наполненный рабочей жидкостью в процессе работы он несет высокие нагрузки вращаясь с довольно большой скоростью. Он, поглощая и сглаживая вибрации двигателя и передавая крутящий момент, приводит в действие  насос для масла, который находится в коробке передач.

 

Масляный насос в свою очередь трансмиссионной жидкостью наполняет гидротрансформатор создавая тем самым нужное давление в системе контроля и управления. Поэтому мнение о том, что машину с автоматом можно принудительно завести без стартера разогнав ее до большой скорости, является ошибочным. Энергию шестеренчатый насос получает только от двигателя, при неработающем двигателе давление в системе контроля и управления отсутствует вне зависимости от того в каком положении находится ручка рычага переключения скоростей. Поэтому вращение карданного вала принудительно не заставит коробку заработать, а двигатель — завестись. 

 

Планетарный ряд — в отличие от «механики», где сцепляющиеся между собой шестеренки и параллельные валы, в «автоматах» в основном используются передачи планетарные.
 

Составные части фрикциона — давлением масла в движение приводится поршень (piston). Поршень двигаясь под давлением масла, посредством конического диска ( dished plate) прижимает очень плотно ведомые к ведущим дискам пакета, от чего они вращаются единым целым и осуществляют передачу крутящего момента от барабана к втулке. Несколько планетарных механизмов, обеспечивающие необходимые передаточные отношения, расположены в корпусе коробки передач.

 

Передачу же крутящего момента от двигателя через механизмы планетарные непосредственно к колесам осуществляется при помощи фрикционных дисков, дифференциала и прочих сервисных устройств. Посредством трансмиссионной жидкости через систему контроля и управления происходит управление всеми перечисленными устройствами.

 

Тормозная лента — устройство посредством которого  осуществляется блокировка элементов планетарного ряда.

 

Гидроблок — сложнейший механизм в автоматической коробке. Как мы уже писали выше, это мозги трансмиссии. Наиболее дорогстоящая по ремонту деталь.

 

Устройство АКПП Видео


Виды АКПП | Сравнение с механикой | Достоинства и недостатки

Постоянное повышение качества эксплуатации современного транспортного средства неизбежно привело к заметному конструкционному усложнению. Благоприятным образом на двигателе, скоростных качествах и ходовой части  отразилось оборудование автомобиля коробкой-автоматом, что к тому же позволило частично облегчить нагрузку водителя в движении. Благодаря простоте в эксплуатации и надежности, использование данного изобретения обрело широкое применение.

 

В наше с вами время АКПП широко применяются как в легковых и полноприводных авто, так и на грузовиках. Водителю на автомобиле с механической коробкой переключения передач для того чтобы двигаться с нужной скоростью нужно довольно часто «дергать» рычаг переключения передач также он должен самостоятельно следить за скоростью и нагрузкой.Использование коробки-автомата отменяет эти необходимости.

 

На лицо явные преимущества автомата перед механикой, такие как:

 

  1. Комфортность управления автомобилем повышается ;
  2. Плавно производятся автоматические переключения скоростей ;
  3. Ходовая часть и двигатель защищает от перегрузок;
  4. Возможно как автоматическое, так и ручное переключение передач.

 

Применяемые на сегодня АКПП условно делятся на два типа. Различаются эти типы в основном системами контроля и управления за использованием трансмиссии.

 

  1. У первого типа АКПП управление и контроль выполняется определенным гидравлическим устройством.
  2. Эту же функцию в АКПП второго типа выполняет электронное устройство. Роботизированные коробки.

 

Приведем вполне конкретные примеры:

 

Предположим, машина, двигается по равнинному отрезку дороги, участок с крутым подъемом. Какое-то время мы не трогаем педаль акселератора и наблюдаем за реакцией гидротрансформатора при изменении условий движения. При увеличении нагрузки на ведущие колеса автомобиль теряет скорость. Как следствие частота вращения турбины падает. Это влияет на противодействие движению рабочих жидкостей внутри гидротрансформатора. От чего возрастает скорость циркуляции, это автоматически увеличивает крутящий момент на валу турбинного колеса до возникновения равновесия между ним и моментом сопротивления движению.

 

Точно так автомат работает при трогании с места. Только теперь самое время задействовать акселератор — после этого обороты коленвала увеличиваются и насосного колеса тоже, а машина и турбина были неподвижны, однако проскальзывание внутри гидротрансформатора не препятствовало холостой работе двигателя. В таком случае в максимальное количество раз трансформируется крутящий момент. Но по достижению необходимой скорости  преобразование крутящего момента становится не нужным. При помощи автоматически действующей блокировки гидротрансформатор превращается в звено, которое жестко связывает ведомый и ведущий валы. При такой блокировке внутренние потери исключаются,  значение передачи КПД увеличивается, при этом режиме движения расход топлива уменьшается и повышается эффективность торможения двигателем при замедлении.

Реактор освобождается и вращается с турбинным и насосным колесами для снижения всех тех же потерь.


С какой же целью КПП присоединяют к гидротрансформатору, когда тот самостоятельно в зависимости от нагрузок на ведущие колеса может величину крутящего момента изменять?

Гидротрансформатор способен изменять крутящий момент с коэффициентом 2-3.5 не более. А для эффективной работы трансмиссии таких диапазонов изменения придаточных чисел явно недостаточно. Также иногда встает необходимость включать заднюю передачу или нейтральную. Коробки-автомат имея зубчатые зацепления все же многим отличаются от механических коробок, к примеру, передачи они переключают без разрывов потока мощности при помощи многодисковых фрикционных муфт приводимых гидравликой и ленточных тормозов. В зависимости от скорости машины и интенсивности нажатия на педаль акселератора автоматически выбирается нужная передача, она то и интенсивность разгона и определяет.

 

Определяет нужную передачу электронный и гидровлический блоки управления автоматической коробкой передач. Водитель же помимо нажатия на педаль газа может выбрать режимы спортивный или зимний (у таких режимов акпп индивидуальный алгоритм переключения передач), а также может выбрать режим который помогает передвигаться по участкам пути со сложным рельефом (в этом режиме автомат не сможет переключится выше определенной передачи).


В состав АКПП кроме планетарного механизма и гидротрансформатора также входит насос снабжающий гидроблок с гидротрансформатором рабочей жидкостью и смазывая коробку, а охлаждает рабочую жидкость, которая имеет свойство перегреваться, входящий в состав коробки-автомата радиатор охладления акпп.

 


Отличия в устройстве АКПП заднеприводных и переднеприводных автомобилей

Есть также несколько различий в устройстве и компоновке автоматических трансмиссий заднеприводных и переднеприводных автомобилей. У переднеприводных автомобилей АКПП более компактна и внутри корпуса имеет отделение главной передачи т. е. дифференциал. В остальном функции и принципы действия всех АКПП одинаковы. Для обеспечения движения и выполнения всех функций АКПП оснащена такими узлами, как: гидротрансформатор, узел управления и контроля, коробка передач и механизм выбора режима движения.

 

Заднеприводный автомобиль                                                           Переднеприводный автомобиль

 


принцип работы, бублик в АКПП, схема

Гидротрансформатор АКПП (ГДТ) — элемент трансмиссии, расположенный между двигателем и механизмом переключения передач. Агрегат работает по закону гидромеханики, и является частью гидросистемы АКПП. Узел требует регулярного техобслуживания. Чтобы его починить, придется обращаться в сервис.

Устройство гидротрансформатора АКПП

Что такое гидротрансформатор в АКПП или «бублик», как его называют механики? ГДТ — это гидропривод, который связывает двигатель и автомат без жесткого соединения. Играет роль сцепления в аналогии с МКПП.

Гидроприводы бывают двух видов: гидромуфта и гидротрансформатор. Разница между ними заключается в возможности трансформатора преобразовывать крутящий момент. В то время как гидромуфта может только передавать. «Бублик» АКПП работает в обоих режимах с автоматическим переключением, поэтому его можно назвать гибридным агрегатом.

Для чего в АКПП нужен гидротрансформатор? Узел имеет несколько назначений:

  • обеспечивает бесступенчатое переключение скоростей и плавное движение автомобиля;
  • гасит вибрации и удары от работы двигателя и трансмиссии, продлевая их срок службы;
  • позволяет работать двигателю на холостом ходу;
  • способствует торможению двигателем;
  • повышает проходимость автомобиля в тяжелых условиях, непрерывно передавая крутящий момент от двигателя к колесам.

Устройство гидротрансформатора АКПП основано на законах гидравлики. Механическая сила двигателя переходит в «бублик» и превращается в гидравлическую энергию за счет движения потока жидкости в полости ГДТ. Возникает давление и кинетическая энергия, которые заставляют вращаться вал трансмиссии. А от него крутящий момент переходит в планетарный механизм переключения передач.

В теории АКПП могла бы состоять только из гидротрансформатора. Но на больших скоростях его КПД сильно снижается. Передаточное отношение «бублика» ограничено. Он не может обеспечить движение задним ходом или достаточное количество передач. Поэтому в АКПП за гидротрансформатором устанавливают планетарный редуктор, который способен получить любое передаточное число в заданном диапазоне.

Одним из передовых разработчиков восьми скоростных коробок передач с гидротрансформатором является немецкая компания ZF. Высокотехнологичные трансмиссии этого производителя устанавливают в автомобилях Jeep, BMW, Volkswagen, Audi, Jaguar, Cadillac, Infinity.

Описание конструкции гидротрансформатора

Гидротрансформатор расположен в корпусе АКПП и соединен с масляным насосом через входной вал трансмиссии. С противоположной стороны «бублик» крепится к маховику двигателя через резьбовые бобышки.

Детали гидротрансформатора АКПП находятся в герметичном кожухе, где погружены в жидкость ATF. Из-за тороидальной формы корпуса гидротрансформатора его и прозвали «бубликом». Чтобы добраться до начинки, нужно аккуратно разрезать сварной шов по экватору кожуха.

В разрезе гидротрансформатор АКПП представляет собой набор лопастных колес и муфт, установленных на одной оси:

  • насосное колесо;
  • турбинное колесо;
  • реакторное колесо;
  • обгонная муфта;
  • муфта блокировки.

Насосное колесо приварено к крышке корпуса, который соединяется с коленчатым валом двигателя. Турбинное колесо конструктивно похоже на насосное и установлено напротив с небольшим зазором. Турбина жестко связана с входным валом трансмиссии.

Между насосом и турбиной стоит реактор. Он зафиксирован на муфте свободного хода, которая крепится на втулке входного вала. Муфта блокировки находится за турбиной.

На кинематической схеме изображено, как расположены основные части гидротрансформатора, и показана траектория движения потока жидкости. Конструктивно гидротрансформатор АКПП представляет собой устройство прямого хода, когда лопастные колеса заставляют жидкость циркулировать в таком порядке: насос — турбина — реактор — насос.

Гидротрансформаторы с обгонной муфтой называют комплексными.

Составные части гидротрансформатора

Основу насосного и турбинного колес гидротрансформатора составляет чаша, отлитая из легкого сплава. На внутренней и наружной поверхности чаши вырезаны пазы, между которыми расположены лопатки. Лопатки изготовлены штамповкой и соединены между собой торическим диском с помощью подгибных усиков. Дополнительно лопатки на чаше застопорены кольцом.

Кривизна чаши и сложная форма лопаток рассчитаны под требование увеличить эффективность циркуляции жидкости. Таким образом, конструкция колес обеспечивает необходимую скорость и направление движения масла.

Турбинное колесо опирается на вал посредством ступицы и подшипников скольжения или качения. Подшипник воспринимает радиальные и осевые нагрузки.

Ступица насоса обычно используется для привода масляного насоса, расположенного за гидротрансформатором. Привод срабатывает при заходе торцевых шлицев ступицы в соответствующие пазы ведущей шестерни насоса.

Реактор представляет собой 2 металлических кольца разных диаметров. Между кольцами приварены лопасти под заданным углом наклона. Окно лопатки реактора со стороны турбины шире, чем со стороны насоса. Это решение позволяет создавать необходимое давление жидкости.

Все рабочие механизмы размещенные в корпусе бублика

Реактор установлен на муфте свободного хода роликового типа. Муфта состоит из внешней и внутренней обоймы, между которыми находятся ролики и стопорные элементы. Внутренняя обойма зафиксирована на валу, а внешняя соединена с реактором. Когда ролики свободно перекатываются — обоймы вращаются независимо. При стопорении роликов пружинами обоймы сцепляются и могут двигаться только в направлении вала. Обгонная муфта обладает высокой нагрузочной способностью и износостойкостью

Для увеличения КПД и экономичности «бублика» в АКПП в конструкцию введена муфта блокировки. В ее состав входят: корпус, поршень с фрикционным диском и ступица. Корпус выполнен в виде диска с пазами, в которых установлены пружины. Они выполняют роль демпфера крутильных колебаний. Поршень представляет собой круглую металлическую плиту с приклеенным фрикционным диском со стороны корпуса ГДТ.

В автоматах с 6 ступенями муфта блокировки гидротрансформатора может работать в трех состояниях: разомкнутом, с проскальзыванием и замкнутом. Режим зависит от включенной передачи, нагрузки двигателя и скорости автомобиля. Обычно при разгоне блокировка сначала работает с регулируемым проскальзыванием, а потом замыкается.

Принцип работы гидротрансформатора

Принцип работы гидротрансформатора АКПП основан на преобразовании и передаче крутящего момента от двигателя к трансмиссии через работу жидкости. Производитель подбирает ATF по вязкости, допуску на нагрузку двигателя, количеству присадок. Поэтому от рабочих свойств масла зависит качество работы «бублика» и всей АКПП.

С запуском двигателя начинает работать насосное колесо и масляный насос. В гидротрансформатор попадает масло АКПП. Под действием центробежной силы жидкость от насосного колеса захватывается из центральной оси и нагнетается лопастями к верхнему краю по часовой стрелке. Оттуда масло перебрасывается на верхние лопатки турбинного колеса. Давление «толкает» их, заставляя турбину вращаться.

Под действием центростремительной силы ATF от верхней границы турбины переходит к центру, усиливая вращение. Происходит трансформация крутящего момента. Чем выше частота оборотов коленчатого вала, тем сильнее раскручивается турбина.

Жидкость от лопаток турбины движется против часовой стрелки и возвращается к насосному колесу. При этом, давление масла противодействует движению насоса, затормаживая его. Прекращается усиление крутящего момента. С этого момента АКПП работает без гидротрансформатора: он перешел в режим гидромуфты.

Для предотвращения торможения между колесами установлен реактор. Его задача — перенаправить поток жидкости от турбины в направление движения насосного колеса. Кинетическая энергия масла турбины расходуется на увеличение частоты вращения насоса. Таким образом, реактор помогает двигателю вращать насос или гидротрансформатор в целом, усиливая крутящий момент.

Режимы работы

Изменение гидродинамической передачи в гидротрансформаторе обеспечивается установкой реактора на обгонную муфту. Это позволяет «бублику» автоматически переключаться в режим гидромуфта и гидротрансформатор.

В задачи обгонной муфты входит:

  • удерживать реакторное колесо в неподвижном состоянии — режим муфты;
  • приводить во вращение;
  • обеспечивать свободное вращение — режим трансформатора.

Реактор свободно вращается, пока разница между скоростями насосного и турбинного колес не достигает предела. Тогда обоймы муфты стопорятся. Реактор блокируется.

Через лопасти реактора со стороны турбины проходит масла больше, чем выходит к насосу. Скорости колес выравниваются. Объем входного потока жидкости на реакторе совпадает с выходным, и муфта освобождает ректор. Так гидротрансформатор снова превращается в гидромуфту.

Проскальзывание гидротрансформатора

При большой разнице частот вращения насосного и турбинного колес происходит их пробуксовка. В ГДТ АКПП этот эффект называется проскальзыванием. Жидкость ускоряется и быстро нагревается.

20% гидравлической энергии переходит в тепловую. Излишки тепла выбрасываются в радиатор охлаждения, т.е. деньги за топливо буквально вылетают на воздух.

Чтобы повысить экономичность «бублика» в АКПП, инженеры установили муфту блокировки. Она устраняет проскальзывание ГДТ и обеспечивает режимы работы:

  • полное включение;
  • регулируемое по пробуксовке включение;
  • полное выключение.

КПД гидротрансформатора при включении блокировки достигает 90%. Чтобы увеличить показатель до 97%, для управления муфтой в схему включили клапан с электронным управлением. В некоторых моделях АКПП блокировка включается уже на 2 передаче.

Блокировка гидротрансформатора АКПП

Муфта является гидроуправляемой и работает по сигналу золотниковых клапанов, которые приводятся в действие давлением жидкости. Трансмиссионное масло поступает в полость между кожухом «бублика» и поршневой плитой, а затем в полость турбины. Фрикционный диск не касается крышки ГДТ. Крышка работает со свободным скольжением. Когда давление в полостях равны, муфта отключена.

По сигналу из гидроблока клапан переключает контур движения масла. Давление жидкости передается к поршню со стороны турбины. В камере между поршнем и крышкой «бублика» стравливается давление. Жидкость сливается через канал. Давление со стороны турбины заставляет поршень сместиться в сторону кожуха. Муфта плавно включается.

Поршневая плита вибрирует относительно ступицы, пружины на крышке блокировочной муфты деформируются. Пружинный демпфер поглощает колебания, передавая их на вал гидротрансформатора. Трение между фрикционом и кожухом растет. В результате гидротрансформатор АКПП блокируется. Между валом двигателя и турбиной установлена жесткая связь.

Режим блокировки обеспечивает спортивные характеристики автомобиля с плавным переключением скоростей в АКПП. За динамичность, комфорт и экономичность приходится платить снижением надежности и срока службы ГДТ.

При жесткой сцепке двигатель и коробка подвержены ударным нагрузкам, поскольку жидкость «бублика» не гасит удары и вибрации. Из-за высоких скоростей быстро истирается фрикцион, загрязняя масло абразивом. В результате ресурс АКПП снижается.

Управление ГДТ

Современные гидротрансформаторы АКПП находятся под управлением электронного модуля (ТСМ). Он собирает и анализирует информацию с датчиков давления, скорости вращения вала трансмиссии и других. Затем формирует импульсы, которые передаются на соленоиды в гидроблоке. Оттуда запускается алгоритм управления датчиками и клапанами.

Про масло АКПП

Рабочее тело гидротрансформатора сильно нагревается. Для охлаждения масло покидает полость «бублика» и проходит в сливной клапан. Оттуда жидкость под давлением попадает в распределительный клапан. Если датчики регистрируют повышение температуры, масло отправляется в радиатор АКПП. Охлажденная жидкость переходит в масляный насос через регулятор давления.

Эффективность ГДТ

Работу гидротрансформатора в АКПП оценивают по:

  • передаточному отношению угловых скоростей его колес;
  • коэффициенту трансформации, который показывает степень увеличения крутящего момента;
  • коэффициенту полезного действия, определяющему энергетические свойства и экономичность;
  • коэффициенту прозрачности.

Трансформация Кт зависит от диаметра «бублика», плотности масла АКПП и крутящих моментов на колесах. Максимальное значение Кт=2,5—3,0 достигается, когда турбина неподвижна. Чем выше передаточное отношение, тем ниже коэффициент трансформации. В режиме гидромуфты крутящие моменты на валах колес равны, поэтому трансформации не происходит Кт=1.

КПД гидротрансформатора зависит от соотношения мощностей, подаваемых к турбине и насосу. Показатель может достигать 97% в режиме гидромуфты, когда передаточное отношение оптимально — 0,7—0,8. В среднем КПД составляет 70—80%.

Коэффициент прозрачности П определяет, насколько ГДТ нагружает двигатель в момент изменения режима работы турбины. Для определения прозрачности нужно соотнести моменты насосного колеса при остановленной турбине и при трансформации Кт=1.

При П=1 гидротрансформатор непрозрачен. Крутящий момент турбины не влияет на работу двигателя, который находится в постоянном нагрузочном режиме. У прозрачного ГДТ П>1. Изменение нагрузки на турбинном колесе отражается на мощности двигателя. Прозрачность позволяет использовать тяговые характеристики мотора для улучшения динамики автомобиля.

Признаки неисправности

О проблемах в гидротрансформаторе сигнализирует быстрое потемнение масла после замены. Автомобиль может расходовать больше топлива и дергаться при спокойном движении. Другие признаки можно распознать по ощущениям, слуху и запаху.

Симптом Причина
Громкий металлический стук, скрежет при переключении передач Разрушились лопасти колес
Легкий металлический звук, шуршание при переключении передач Вышли из строя опорные подшипники
Вибрации, толчки при переключении скоростей, движение «по терке» Проскальзывание гидротрансформатора из-за износа фрикционного слоя на муфте блокировки

 

Вибрация на скорости 50 — 70 км/ч Неравномерное истирание фрикциона, загрязнение жидкости, забитый масляный фильтр
Ухудшилась динамика автомобиля Неисправна обгонная муфта
При проверке уровня масла обнаружены частицы металла Возможно повреждение муфты свободного хода, износ деталей
Двигатель заглох при смене передач Работа гидротрансформатора блокируется системой управления
Запах расплавленной пластмассы Перегрев гидротрансформатора. Плавление пластиковых элементов.

Обнаружение симптомов не всегда указывает на проблему в гидротрансформаторе, поскольку причина может скрываться и в других частях коробки. Диагностика гидротрансформатора поможет определить причину и характер поломки в АКПП.

Мастер автосервиса проводит проверку по такому алгоритму:

  1. Собирает информацию о побеге автомобиля, сроках замены ATF, проведенных капремонтах, симптомах.
  2. Снимает коды неисправности с бортового компьютера.
  3. Осматривает АКПП.
  4. Ставит диагноз или проводит дополнительные тесты: меняет масло, измеряет давление, прозванивает электрические цепи.

Предварительный диагноз можно поставить и самостоятельно. Для этого нужно изучить мануалы, устройство и особенности своей АКПП.

Что в гидротрансформаторах ломается чаще всего

Муфта блокировки

Неисправности в гидротрансформаторе чаще всего возникают из-за проскальзывания или трения муфты блокировки. Фрикционный диск истирается, отслойки материала и клей попадают в масло. В результате жидкость АКПП загрязняется и перегревается. Повышается износ втулок и подшипников.

Неоднородное истирание фрикциона в ГДТ АКПП становится причиной появления вибраций при блокировке муфты. Сальники, подшипники, втулки бьются, что ведет к ускорению износа «бублика». Страдает и масляный насос, что ведет к масляному голоданию всей коробки.

Уплотнители

Другим «слабым местом» гидротрансформатора являются сальники и уплотнители. Детали изготавливают из тефлона или пластика. Они способны пройти 200 000 км. Но из-за агрессивного вождения или неудачной конструкции АКПП, уплотнители начинают протекать, быстрее стареют. Когда сальники истончаются, от них отрываются крупные фрагменты, которые засоряют масло.

Обгонная муфта

В редких случаях бывает неисправна обгонная муфта. Ролики изнашиваются, начинают проскальзывать или заклинивать. В результате муфта не может блокировать реактор. ГДТ не перейдет в режим гидромуфты. Из-за чрезмерной нагрузки обойму муфты может провернуть, а металлические продукты износа попадут в масло.

Как влияет на АКПП

«Заболевания» гидротрансформатора отражаются на других узлах КПП, выводят их из строя. «Бублик» — главный «загрязнитель» и «нагреватель» АКПП. Масло разносит по коробке фрикционную и металлическую грязь. Забивает шлаками каналы гидроблока, соленоиды, клапаны, датчики. В результате переключение передач происходит с задержкой, растет расход топлива, истираются детали автомата. Поэтому при появлении посторонних звуков, вибраций в автоматической коробке, нужно сразу проверять состояние гидротрансформатора в АКПП. Это поможет его спасти с минимальными расходами.

Ремонт ГДТ

В ремонт гидротрансформатора АКПП в сервисном центре входит:

  • съем и разбор автомата;
  • слив жидкости из гидротрансформатора;
  • разрез сварочного шва на токарном станке;
  • мытье и очистка составных деталей от стружки и масляных пятен;
  • проведение внешнего осмотра;
  • замена фрикционного диска, уплотнителей, даже если они в целом состоянии;
  • замена подшипников, обгонной муфты, ступицы при необходимости;
  • сборка, сварка корпуса;
  • проверка биения, давления, герметичности;
  • установка ГДТ в АКПП;
  • балансировка в сборе.

От качества и точности выполненных работ зависит дальнейший срок службы гидротрансформатора. Для ремонта нужны специализированные инструменты, станки, стенды, знания особенностей конкретной АКПП. В случае неполадок нужно обращаться в узконаправленный сервис, который «набил руку» на ремонте определенной модели.

Агрегат не всегда можно починить. Для особо редких экземпляров сложно найти замену. В этому случае принимают решение о восстановлении деталей ГДТ.

Средняя цена за ремонт «бублика» АКПП составляет 5000 р. Замена — от 50 000 р. Цены зависят от модели агрегата и сложности поломки.

Рекомендации по обслуживанию и эксплуатации ГДТ

Применение «бублика» в трансмиссии упрощает и облегчает управление автомобилем даже в тяжелых условиях. Однако, АКПП с гидротрансформатором при сравнении с МКПП проигрывает по параметрам:

  • низкий КПД без применения блокировки;
  • расход топлива на 10% выше;
  • малый диапазон изменения крутящего момента «бублика» и необходимость установки планетарного редуктора;
  • сложность конструкции и обслуживания;
  • высокая стоимость.

Чтобы стать постоянным клиентом мастерской по ремонту гидротрансформатора АКПП, нужно соблюдать два правила:

  • как можно чаще вжимать педали газа и тормоза в пол, чтобы быстрее истереть фрикцион муфты блокировки в абразивную пудру, загрязнить масло и ускорить износ автомата;
  • никогда не менять жидкость, особенно, если она черная, горячая, а уровень выше или ниже нормы.

Если серьезно, то ГДТ выходит из строя медленно и незаметно для водителя. Явный сигнал неисправности — течь масла в месте соединения гидротрансформатора и двигателя. Другие признаки неполадки могут проявляться уже на стадии распространения «заболевания» по все АКПП. Поэтому, если автомобиль ведет себя странно: медленно разгоняется, увеличил расход топлива, при движении появляется вибрация — нужно отправить машину на проверку.

Перед самостоятельным осмотром коробки нужно изучить устройство и особенности конкретной модели АКПП. Чтобы добраться до гидротрансформатора, придется снимать всю коробку. Без распила и разборки отремонтировать «бублик» не получится. Промывка гидротрансформатора растворителями может повредить колесам и «разъесть» сальники.

После ремонта и сборки АКПП необходима балансировка гидротрансформатора. Не все сервисы проводят эту операцию, поскольку она трудоемка и проблематична. ГДТ работает на высоких оборотах — дисбаланс или нарушение соосности валов выведут из строя не только «бублик», но и всю АКПП.

Срок службы современного гидротрансформатора АКПП составляет 150 — 200 000 км. Ресурс сократится до 100 000, если менять масло. Фрикционы истираются к 120 — 150 000 км и тоже требуют замены. После 200 000 км «бублику» с регулируемым проскальзыванием прописан плановый капремонт.

Как Работает Автоматическая Коробка Передач: Схемы И Видео



Содержание:

Каждый автовладелец знает, что выбор трансмиссии является ключевым фактором, который влияет на динамические показатели автомобиля. Разработчики постоянно пытаются совершенствовать коробки передач, но большинство автолюбителей все же отдают предпочтение МКПП, так как, из-за сложившегося стереотипа, считают, что она более надежная и простая в использовании. Однако причина кроется в другом – большинство людей просто не знакомы с принципом работы автомата, поэтому и опасаются ее.

В сегодняшней статье мы попытаемся максимально подробно и доступно описать принцип работы автоматической трансмиссии.

Что такое АКПП?

АКПП – это основной элемент конструкции трансмиссии автомобиля, главной целью которой является изменение крутящего момента, а также изменения скорости движения. Различают три варианта автоматической трансмиссии:

  • Вариатор;
  • Гидроавтомат;
  • Роботизированная;

Что лучше – механика или автомат?

Как многие уже могли заметить, большинство российских автолюбителей отдают предпочтение МКПП. Одни эксперты считают, что это связано с менталитетом нации, другие – с установленными негативными стереотипами.

Другое дело американцы, 95% которых не представляют себе процесс вождения автомобиля, без наличия автоматической коробки. Но это совсем не удивляет, ведь АКПП была придумана американскими инженерами, которые хотели упростить жизнь водителей.

Такая же ситуация и в Европе. Если 15-20 лет назад все поголовно использовали механику, то уже сейчас она почти вытеснена из рынка.

В России также наблюдается рост популярности автомата, но, как утверждают эксперты и аналитики, россияне не умеют правильно использовать автоматическую коробку. Каждый день в автомастерские обращается масса автолюбителей с неисправностями, основной причиной которых как раз и является неправильная эксплуатация.

Как работает АКПП?

Для того, чтобы принцип работы автоматической трансмиссии стал более понятным, мы условно разобьем ее на три части: механическая, электронная и гидравлическая.

Начнем обсуждение, конечно же, с механической, так как именно данный элемент и переключает передачи.

Гидравлическая часть является неким посредником, который является связующим звеном.

И, наконец, электронная, которая считается мозгом трансмиссии, отвечающим за переключение режимов, а также обратную связь.

Все понимают, что сердцем автомобиля является мотор. Трансмиссия вовсе не претендует на эту роль, ведь ее смело можно называть мозгом автомобиля. Главной целью АКПП считается преобразование КМ мотора в силу, которая создает условия для движения ТС. Немаловажную роль в этом процессе выполняет гидротрансформатор и планетарные передачи.

Гидротрансформатор

По аналогии с МКПП, гидротрансформатор выполняет функции сцепления, а также регулирует КМ, с учетом частоты вращения и продуцируемой мощности двигателя.

Конструкция гидротрансформатора состоит из трех частей:

  • Центростремительная турбина;
  • Центробежный насос;
  • Направляющий аппарат-реактор;

За счет того, что турбина и насос максимально сближены друг с другом, рабочие жидкости находятся в постоянном движении. Именно благодаря этому удается добиться минимальных потерь энергии. К тому же, гидротрансформатор может похвастаться очень компактными размерами.

Стоит отметить, что коленвал напрямую связан с насосным колесом, а коробочный вал – с турбиной. Именно за счет этого, в гидротрансформаторе отсутствует жесткая связь между ведущими и ведомыми элементами. Рабочие жидкости передают энергию от мотора к трансмиссии, которая, в свою очередь, через лопатки насоса передает ее на лопасти турбины.

Гидромуфта

Если говорить о гидромуфте, то ее принцип работы очень похож – она также передает КМ, не влияя на его интенсивность.

Гидротрансформатор оснащен реактором в первую очередь для того, чтобы изменять КМ. По сути, это такое же колесо с лопатками, разве что жестче посаженное и менее маневренное. По нему масло возвращается из турбины в насос. Некоторые особенности имеют лопатки реактора, каналы которых постепенно сужаются. За счет этого скорость движения рабочих жидкостей существенно увеличивается.

Из чего состоит АКПП?

Гидротрансформатор – взаимодействует со сцеплением, и не контактирует с водителем.

Планетарный ряд – взаимодействует с шестернями в коробке, и при переключении передач изменяет конфигурацию трансмиссии.

Тормозная лента, задний и передний фрикцион – напрямую переключают передачи.

Устройство управления – это узел, который состоит из насоса, клапанной коробки и маслосборника.

Гидроблок – система клапанных каналов, которые контролируют и управляют нагрузкой двигателя.

Гидротрансформатор – предназначен для передачи крутящего момента от силового агрегата до элементов автоматической трансмиссии. Расположен он между коробкой и мотором, и таким образом выполняет функцию сцепления. Он наполнен рабочей жидкостью, которая улавливает и передает усилия двигателя в масляный насос, находящейся непосредственно в коробку.

Что касается масляного насоса, то он уже передает рабочую жидкость в гидротрансформатор, создавая, таким образом, наиболее оптимальное давление в системе. Поэтому, миф о том, что автомобиль с коробкой-автомат можно завести без стартера – чистая ложь.

Шестеренчатый насос получает энергию прямо от двигателя, из чего можно сделать вывод, что при выключенном моторе давление в системе полностью отсутствует, даже если рычаг переключения АКПП находиться не в начальном состоянии. Поэтому, принудительное вращение карданного вала не сможет завести двигатель.

Планетарный ряд – используется зачастую в автоматической трансмиссии, так как считается более современным и технологичным, нежели параллельный вал, используемый в механике.

Части фрикциона – поршень заставляет двигаться чрезмерное давление масла. Сам поршень очень плотно прижимает ведущие элементы к ведомым, заставляя их вращаться как единое целое, и передавать КМ ко втулке. Стоит отметить, что в АКПП находится сразу несколько таких планетарных механизмов.

Фрикционные диски передают КМ непосредственно колесам автомобиля.

Тормозная лента – используется для блокировки элементов планетарного механизма.

Гидроблок – один из наиболее сложных механизмов в АКПП, который называют «мозгами трансмиссии». Стоит отметить, что ремонт данного элемента очень дорогостоящий.

Виды АКПП

Перманентная гонка технического оснащения автомобилей, заставляет разработчиков придумывать все более изощренные технологии и конструкции, для того, чтобы обогнать конкурентов. Стоит отметить, что это положительно сказывается на развитии ходовой части ТС. Одним из наиболее важных открытий, стало изобретение автоматической коробки передач. Она сразу же начала пользоваться невероятно большим спросом, так как заметно упрощает процесс управления. К тому же она весьма простая в эксплуатации и надежная. Аналитики утверждают, что в скором будущем она полностью вытеснит из рынка МКПП.

На сегодняшний день коробка-автомат используется, как в легковых автомобилях, так и грузовиках, в независимости от типа привода.

Известно, что при управлении автомобилем с МКПП, приходится постоянно держать руку на переключателе передач, что значительно снижает концентрацию на дороге. Коробка-автомат практически лишена подобных недостатков.

Основные преимущества коробки-автомат:

  • Повышается эффективность управления;
  • Более плавный переход между передачами даже на высокой скорости;
  • Двигатель не перегружается;
  • Передачи можно переключать как вручную, так и в автоматическом режиме;

Современные АКПП, с точки зрение системы контроля и управления, можно разделить на два типа:

  • Трансмиссия с гидравлическим устройством;
  • Трансмиссия с электронным устройством, или так называемая роботизированная коробка;

Более понятным это должно стать после ознакомления с приведенным ниже примером:

«Представьте себе ситуацию, что автомобиль двигается по ровной дороге и постепенно приближается к крутому подъему. Если какое-то время просто со стороны наблюдать за этой ситуацией, то можно заметить, что после увеличения нагрузки, машина начинает терять скорость, и, следовательно, интенсивность вращения турбины также снижается. Это приводит к тому, что рабочая жидкость начинает противодействовать движению. В таком случае резко возрастает скорость циркуляции, что способствует увеличению КМ до того показателя, при котором возникнет равновесие в системе».

Такой же принцип работы и в момент начала движения автомобиля. Единственное отличие в том, что в данном случае еще задействуется и акселератор. Благодаря ему увеличивается интенсивность оборотов коленвала и насосного колеса, при том, что турбина остается неподвижной, что позволяет двигателю работать в холостом режиме. Стоит отметить, что КМ резко возрастает, и при достижении определенной отметки, гидротрансформатор начинает выполнять функции звена, которое соединяет воедино ведомый и ведущий элементы. Именно все эти моменты, позволяют во время движения значительно уменьшать уровень потребления горючего, и более эффективно проводить торможение двигателем в случае надобности.

Так для чего же тогда подключать АКПП к гидротрансформатору, если тот самостоятельно способен изменять интенсивность КМ?

Вот почему: коэффициент изменения крутящего момента с помощью гидротрансформатора обычно не превышает 2-3.5. Этого мало для полноценной работы автоматической коробки.

В отличие от механической, автоматическая коробка переключает скорости с помощью фрикционных муфт и ленточных тормозов. Система автоматически определяет нужную скорость с учетом скорости движения и усилия на педаль акселератора.

Помимо планетарного механизма и гидротрансформатора, АКПП включает в себя также насос, который смазывает коробку. Охлаждением масла занимается радиатор охлаждения.

Разница между коробкой-автомат у заднеприводных и переднеприводных ТС

Существует ряд отличий между компоновкой АКПП автомобилей с передним и задним приводом. Автоматическая трансмиссия переднеприводных автомобилей более компактная, и имеет отдельное отделение, которое называют – дифференциал.

Во всех других аспектах обе трансмиссии идентичны, как в конструктивном, так и функциональном плане.

Для эффективного выполнения всех функций, коробка автомат имеет следующие элементы: гидротрансформатор, узел контроля и механизм выбора режима движения.

Надеемся, что наша статья стала максимально полезной для вас, и помогла вам разобраться в принципах работы АКПП.

Гидротрансформатор акпп, его устройство и принцип работы

Одним из важных и непонятных для простых водителей механизмов АКПП является гидротрансформатор акпп. Когда-то, основываясь на его внешних визуальных признаках, с легкой руки, а точнее языка мастеров гидротрансформатор получил название бублик акпп. Действительное сходство с большим бубликом не позволяет усомниться в важности роли, которую выполняет гидротрансформатор акпп.

Гидротрансформатор акпп в разрезе

 

На самом деле трансформатор является усовершенствованной гидромуфтой. Если простая гидромуфта выполняет простейшую задачу по передаче вращения, то бублик акпп еще и увеличивает вращающий момент в 2 – раза. Поэтому и называется по научному – гидротрансформатор.

 

Устанавливается трансформатор, как и положено по логике вещей между двигателем, который производит вращающий момент, на трансмиссию, которая преобразует вращающий момент двигателя во вращение ведущих колес в конечном итоге. В данном материале мы не будем вдаваться в подробности, где и каким образом устанавливается гидротрансформатор АКПП. Эти моменты мы рассмотрим в следующих материалах. Здесь мы рассмотрим общие

Бублик акпп в разрезанной коробке

принципы.

 

Если посмотреть на бублик в разрезе, то видна сложность его устройства. По краям располагаются насосные и турбинные колеса, а между ними встроен так называемый реактор. В функции реактора входит направление движения трансмиссионной жидкости, а вращающий момент передается вращением жидкости, на лопатки ведомого колеса, которым является турбинное колесо. Для увеличения коэффициента передачи момента конструкция турбинного колеса имеет сложный профиль, позволяющий распределять энергию трансмиссионной жидкости от центра к периферии. За счет такого распределения увеличивается КПД. Следует отметить, что производство всех составляющих деталей требует особой точности. В разделе ремонт гидротрансформатора остановимся на моменте точности.

Бублик акпп устройство

 

Переднее насосное колесо, которое жестко соединено с валом двигателя захватывает трансмиссионную жидкость и начинает ее продавливать через реактор на лопатки турбинного колеса. Реактор в своем составе имеет обгонную муфту, которая при больших оборотах как бы выводит из работы реактор, блокируя его вращение. Получается аналог прямой передачи. Кинематика движения жидкости в описанном процессе достаточно сложная, поэтому мы рассмотрим ее только в случае необходимости.

 

Гидротрансформатор выполняет также демпфирующие функции при передаче крутящего момента. Однако возникающие потери эффективности при практически постоянной разнице в скорости вращения ведущего и ведомого колес привели к необходимости встроить в ступицу турбинного колеса автоматическую блокировочную муфту. При достижении автомобилем скорости около70 км, происходит блокировка, и теперь

Гидротрансформатор акпп в разрезе

вращающий момент передается через демпфирующие пружины (на рисунке эти пружины хорошо видны). Получается, что блокировочная муфта выполняет полезную работу по предотвращению повышения расхода топлива. В момент выравнивания частоты вращения колес в действие вступает нажимной диск, соединенный с поршнем муфты, который прижимается к фрикционной накладке. Странно, но в некоторых форумах можно набрести на высказывания знатоков о том, что в бублике нет фрикционов, однако откуда тогда берутся абразивные крошки, которые разносятся по всей системе трансмиссионной жидкостью (помимо крошек, которые образуются дальше в самой коробке).  Мы еще будем говорить о принципах ремонта гидротрансформаторов, почему их надо ремонтировать, в каких случаях и где. Это все важные вопросы, впрямую влияющие на качество работы акпп и длительность ее безремонтного пробега.

 

Если у вас появились вопросы, то позвоните прямо сейчас и задайте их

Виктору Павловичу                          +7 928 11 800 22

или Андрею                           +7 928 11 800 33

Если вам необходим ремонт, то лучше созвониться и ехать по адресу:

г. Ростов-на-Дону, ул. В.Черевичкина, 106/2

Удачи вам всем и безремонтной езды!

Автоматическая коробка передач (АКПП) — устройство и принцип работы. Гидротрансформатор, планетарный редуктор

Как ни странно, но в настоящее время АКПП (автоматическая коробка переключения передач) набирает популярность у автолюбителей и будущих автовладельцев. (Ваш покорный слуга относится к противникам данного вида коробок). Но об этом ниже.

Итак, АКПП…

Основное назначение АКПП — такое же, как и у механики – прием, преобразование, передача и изменения направления крутящего момента. Различаются автоматы по количеству передач, по способу переключения, по типу сцепления и по типу применяемых актуаторов.

Работу АКПП лучше рассмотреть на конкретном примере, а именно на классической трехступенчатой коробке передач с гидравлическими актуаторами (приводами) и гидротрансформатором. Надо отметить, что существуют и преселективные АКПП.

 

В устройство АКПП входит:

  1. Гидротрансформатор – механизм, обеспечивающий преобразование, передачу крутящего момента, используя рабочую жидкость. Рабочая жидкость для АКПП обычно, готовое трансмиссионное масло для автоматических коробок передач. Но многие автолюбители используют  жидкость для гидравлических приводов большегрузной техники (веретенку), хотя это и неправильно. Веретенка не предназначена для работы в условиях высокой скорости движения шестерен.
  2. Планетарный редуктор – узел, состоящий из «солнечной шестерни», сателлитов, и планетарного водила и коронной шестерни. Планетарка является главным узлом автоматической коробки.
  3. Система гидравлического управления – комплекс механизмов, предназначенных для управления планетарным редуктором.

Для того чтобы более полно объяснить принцип работы АКПП начнем с гидротрансформатора.

 

Гидротрансформатор

Гидротрансформатор служит одновременно сцеплением и гидромуфтой для передачи крутящего момента к планетарному механизму.

Представьте себе две крыльчатки с лопастями, расположенными друг напротив друга на минимальном расстоянии и заключенных в одном корпусе. В нашем случае одна крыльчатка называется насосное колесо, которое соединено жестко с маховиком, вторая крыльчатка называется турбинным колесом и соединено посредством вала с планетарным механизмом. Между лопастными крыльчатками находится рабочая жидкость.

 

Принцип работы гидротрансформатора

 

Во время работы двигателя, при вращении маховика вращается и насосное колесо, его лопасти подхватывают рабочую жидкость и направляют ее на лопасти турбинного колеса, под действием центробежной силы. Соответственно лопасти турбинного колеса приходят в движение, но рабочая жидкость после выполнения работы отлетает от поверхности лопастей и направляется обратно на насосное колесо, тем самым тормозя его. Но не тут то было! Для изменения направления отлетающей рабочей жидкости между колесами располагается реактор, у которого так же имеются лопасти и расположены они под определенным углом. Получается следующее —  жидкость от турбинного колеса возвращаясь через лопасти реактора ударяет вдогонку лопасти насосного колеса, тем самым увеличивая крутящий момент ДВС, потому что сейчас действуют две силы – двигателя и жидкости. Надо отметить, что при начале движения насосного колеса, реактор стоит неподвижно. Так продолжается до тех пор, пока обороты насосного не сравняются с оборотами турбинного колеса и стоящий неподвижно реактор только будет мешать своими лопастям – притормаживать обратное движение рабочей жидкости. Для исключения этого процесса в реакторе находится муфта свободного хода, которая позволяет реактору крутиться со скоростью крыльчаток, этот момент называется точкой сцепления.

Получается, что при достижении номинальных оборотов двигателя, сила от двигателя передается на планетарный механизм через… жидкость. Другими словами гидротрансформатор АКПП превращается в гидромуфту. Значит, крутящий момент уже передался дальше – на планетарный механизм?

Нет! Для того чтобы передать силу от двигателя, необходимо чтобы сработала муфта привода от ведущего вала. Но все по порядку…

 

Планетарный редуктор

Планетарный редуктор состоит из:

  1. планетарных элементов
  2. муфт сцепления и тормозов
  3. ленточных тормозов

Планетарный элемент представляет собой узел из солнечной шестерни, вокруг которой расположены сателлиты, которые в свою очередь крепятся на планетарное водило. Вокруг сателлитов находится коронная шестерня. Вращаясь, планетарный элемент передает крутящий момент на ведомую шестерню.

Муфта сцепления представляет собой набор дисков и пластин, чередующихся друг с другом. Чем-то муфта АКПП представляет собой сцепление мотоцикла. Пластины муфты вращаются одновременно с ведущим валом, а вот диски соединены с элементом планетарного ряда. Для трехступенчатой коробки планетарных рядов два – первой-второй передачи и второй-третьей. Привод в действие муфты обеспечивается сжатием между собой дисков и пластин, этот работу выполняет поршень. Но поршень не может сам двигаться, в действие он приводится гидравлическим давлением.

Ленточный тормоз выполнен в виде обхватывающей пластины одного из элементов планетарного ряда и приводится в действие гидравлическим актуатором.

Для понятия работы всей коробки разберем работу одного планетарного ряда. Представим себе, что затормозилась солнечная шестерня (в центре), значит, в работе остаются коронная и сателлиты на  планетарном водило. В этом случае скорость вращения водило будет меньше, чем скорость коронной шестерни. Если позволить солнечной шестерне вращаться с сателлитами, а затормозить водило, то коронная шестерня изменит направление вращения (задний ход). Если скорости вращения коронной шестерни, водило и солнечной шестерни, будут одинаковые, планетарный ряд будет вращаться как единое целое, то есть, не преобразовывая крутящий момент (прямая передача). После всех преобразований крутящий момент передается на ведомую шестерню и далее на хвостовик коробки. Надо отметить что мы рассматриваем принцип работы автоматической коробки передач у которой ступени расположены на одной оси, такая коробка предназначена для авто с задним приводом и передним расположением двигателя. Для переднеприводных авто, размеры коробки должны быть уменьшены, поэтому как и МКПП вводятся несколько ведомых валов.

Таким образом, затормаживая и отпуская один или несколько элементов вращения можно добиться изменения скорости вращения и изменения направления. Всем этим процессом управляет гидравлическая система управления.

 

Гидравлическая система управления

Гидравлическая система управления состоит из масляного насоса, центробежного регулятора, системы клапанов, исполняющих устройств и масляных каналов. Весь процесс управления зависит от скорости вращения двигателя и нагрузки на колеса. При движении с места масляный насос создает такое давление, при котором обеспечивается алгоритм фиксации элементов планетарного ряда так, что бы крутящий момент на выходе был минимальным, это и есть первая передача (как говорилось выше – затормаживается солнечная шестерня в двух ступенях). Далее при росте оборотов, давление увеличивается и в работу входит вторая ступень на уменьшенных оборотах, первая ступень работает в режиме прямой передачи. Увеличиваем еще обороты двигателя – коробка передач начинает работать вся в режиме прямой передачи.

Как только нагрузка на колеса увеличится, то центробежный регулятор начнет понижать давление от масляного насоса и весь процесс переключения повторится с точностью до наоборот.

При включении пониженных передач на рычаге переключения, выбирается такая комбинация клапанов масляного насоса, при которой включение повышенных передач невозможно.

 

Достоинства и недостатки АКПП

Главным достоинством автоматической коробки передач, конечно, служит комфорт при вождении — дамы просто в восторге! И, бесспорно, с автоматом двигатель не работает в режиме повышенных нагрузок.

Недостатки (и они очевидны) – низкий КПД, полное отсутствие «драйва» при трогании с места, большая цена, а главное – авто с автоматом нельзя завести с «толкача»!

Подводя итоги, скажем, что выбор коробки это дело вкуса и… стиля вождения!

 

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

 

Гидротрансформатор АКПП: все об устройстве и неисправностях

Гидротрансформатор – это далеко не новое изобретение для автомобильной индустрии. Впервые он появился порядка ста лет назад, но за долгое время своего существования устройство претерпело значительные изменения. Сегодня гидротрансформаторы используют для передачи крутящего во многих отраслях промышленности. Разумеется, автомобильная промышленность исключением не стала. Об особенностях устройства гидротрансформаторов, принципе их работы, а также неисправностях вы сможете узнать из материала Avto.pro.

Экскурс в историю

Прообраз современных гидротрансформаторов был создан еще в 1905 году Германом Феттингером – талантливым немецким инженером, который работал над устройствами для передачи передачи крутящего момента. Свой механизм он назвал гидромуфтой. Изначально его планировалось использовать в судах. Суть работы муфты сводилась к передаче крутящего момента с помощью рециркуляции жидкости, которая заполняла пространство между парой лопастных колес. Такое техническое решение должно было решить проблемы обратной нагрузку на валы, двигатель и их соединительные элементы – жидкость решила бы недостатки жесткой связи между агрегатами и смежными с ними деталями.

Первый автомобиль, оснащенный гидротрансформатором, выпустил концерн General Motors. Это была модель Oldsmobile Custom 8 Cruiser 1939 года. Автолюбители отметили, что управление данным автомобилем было очень легким, простым и, разумеется, комфортным. Чуть позже аналогичные устройства начали применять и в других моделях личного транспорта. Сегодня гидротрансформатор является верным спутников автоматических коробок передач. Автолюбители часто называют его «бубликом» из-за специфической геометрии.

Достоинства и недостатки

Прежде чем мы начнем изучать устройство гидротрансформаторов, давайте разберемся, почему их вообще стали применять. Трансмиссия с жестким соединением первичного вала с двигателем имеет серьезный недостаток: в определенных режимах работы двигателя на трансмиссию приходятся сильные нагрузки, которые становятся причиной ускоренного износа деталей. Трансформатор решил эту проблему. Но у него есть и другие достоинства. Среди них:

  • Обеспечение плавного троганья с места;
  • Потенциальная возможность увеличения крутящего момента от автомобильного двигателя;
  • Устройство практически не нуждается в обслуживании.

Где есть достоинства, там есть и недостатки. Главная особенность гидротрансфортматора – передача момента посредством движения жидкости – является и его главным недостатком. Вот почему автоконцерны продолжают работать над его улучшением:

  • Устройство имеет относительно невысокий КПД;
  • Оно пагубно сказывается на динамике автомобиля;
  • Стоимость устройства довольно высока.

Так как на раскручивание жидкости в гидротрансформаторе требуется время и мощность, динамика автомобиля может пострадать. Кроме того, проектирование и сборка гидротрансформатора требует больших экспертных мощностей и денежных трат. Автомобиль, оснащенный АКПП с трансформатором стоит дороже моделей с наиболее простой механической трансмиссией. Но с учетом того, что устройтсво не только делает работу трансмиссии более плавной, но и увеличивает ее эксплуатационный ресурс, денежные траты окупаются. 

Подробнее о принципе работы

Принцип работы гидротрансформатора сводится к передаче момента от двигателя к автомобильной трансмиссии без создания жесткой связи. Момент передается посредством рециркуляции жидкости. По сути, работает трансформатор АКПП так же, как и гидравлическая муфта. Но не стоит путать два этих устройства – гидротрансформатор несколько сложнее. Он состоит из таких элементов:

  1. Корпус;
  2. Насосное колесо / насос;
  3. Статор / реактор;
  4. Обгонная муфта;
  5. Механизм блокировки / плита блокировки;
  6. Турбинное колесо / турбина.

Если разобрать гидротрансформатор, то можно увидеть следующее: на одной оси размещено турбинное, насосное и реакторное колесо, а весь внутренний объем механизма заполнен трансмиссионной жидкостью. Между каждым из лопастных колес нет жесткого соединения, но оно и не требуется. Насосное колесо имеет жесткое соединение с коленвалом, а значит, при запуске двигателя оно будет проворачиваться вместе с ним. Турбинное колесо имеет жесткое соединение с первичным валом автомобильной АКП. Между этими колесами расположен реактор, иначе называемый статором. Сам же реактор имеет смежный элемент – муфту свободного хода, которая не дает ему вращаться в двух направлениях. Кстати, в обычных гидравлических муфтах, которые часто сравнивают с гидравлическими трансформаторами, статора и муфты нет.

Лопасти всех колес имеет особую геометрию, которая позволяет им захватывать как можно больший объем трансмиссионной жидкости. Работает устройство так: при включении двигателя и по ходу повышения оборотов насосное колесо начинает вращаться со все большей скоростью, постепенно раскручивая и жидкость. Так как турбинное колесо имеет схожую геометрию лопастей, оно начнет вращаться, увлекаемое трансмиссионной жидкостью. Выделяется здесь только реактор – он придает жидкости ускорение. Это становится возможным благодаря особой конструкции лопаток. Они имеют специфический профиль с сужающимися межлопаточными каналами. Жидкость, входя в сужающиеся каналы, выбрасывается в сторону выходного вала с увеличенной скоростью.

Формирование потока жидкости в гидротрансформаторе напрямую определяется скоростью насосного колеса. Скорость вращения последнего, в свою очередь, зависит от скорости вращения коленчатого вала. Как только лопастные колеса синхронизируется, гидротрансформатор начинает работать как гидромуфта – он не увеличивает крутящий момент. Если же нагрузка на выходной вал увеличивается, турбинное колесо немного замедляется. Реактор (статор) блокируется, начиная трансформировать поток трансмиссионной жидкости.

Режимы работы

Для полного понимания принципов работы гидротрансформатора стоит уделить внимание режимам его работы. Как стало понятно из предыдущих разделов, этот агрегат передает крутящий момент без жесткого соединения вращающихся деталей. Однако в силу отсутствия такого соединения агрегат имеет несколько недостатков. В частности, уже упомянутые низкий КПД и посредственная динамика автомобиля. Проблемы удалось решить на конструктивном уровне – введением механизма блокировки, иначе называемого блокировочной плитой. У современных гидротрансформаторов есть несколько режимов работы:

  1. Блокировка;
  2. Проскальзывание.

Блокировочная плита соединена с турбинным колесом, а значит, и с первичным валом коробки передач при помощи пружин демпфера крутильных колебаний. Получив команду от блока управления трансмиссией, она прижимает к внутренней поверхности корпуса агрегата под действием давления жидкости. Так как на плите расположены фрикционные накладки, она может обеспечить жесткое соединение и передачу крутящего момента от силового агрегата трансмиссии даже без участия жидкости. Блокировка может включаться на любой из передач.

Блокировка гидротрансформатора может быть и частичной. Если плита прижимается к корпусу устройства неполностью, гидротрансформатор переходит в режим проскальзывания. Крутящий момент при этом передаваться как через механизм блокировки, так и через циркулирующую жидкость. В этом режиме автомобиль имеет достойные динамические характеристики, а его трансмиссия продолжает работать плавно. Электроника включает частичную блокировку при разгоне и отключает при понижении скорости. У данного режима есть только один недостаток: частое его включение приводит к истиранию фрикционной накладки плиты. Продукты износа попадают в трансмиссионное масло, что отрицательно сказывается на его рабочих свойствах.

Применение гидротрансформаторов

Возьмем пример того, когда гидротрансформатор упрощает пользование автомобилем. Предположим, начинается подъем на гору после движения по ровному участку дороги. Водитель забыл о манипуляциях с педалью акселератора. Так как нагрузка на ведущие колеса увеличилась, а автомобиль сбросил скорость, частота вращения турбины должна уменьшиться. При этом уменьшилось гидравлическое сопротивление – скорость циркуляции трансмиссионного масла в гидротрансформаторе увеличилась. Это означает, что крутящий момент, передаваемый валу турбинного колеса, вырос. Водитель обнаружит, что пока лопастные колеса не синхронизировались, автомобиль двигается так, будто произошел переход на низшую передачу, как это делается в автомобилях с механической коробкой передач.

Пытливый автолюбитель может обнаружить следующее: крутящий момент может преобразовываться гидротрансформатором слишком большое число раз. Что при этом происходит? Необходимая скорость уже достигнута, однако жидкость продолжает набирать скорость вращения. Здесь на выручку приходит механизм блокировки. Он создает жесткую связь между ведущим и ведомым валом. Блокировка устроена так, что потери  мощности будут минимальными. При этом гидротрансформатор не увеличит расход топлива как до, так и после блокировки.

Вот еще один вопрос: если гидротрансформатор сам может менять величину крутящего момента, зачем присоединять его к автоматической коробке передач? Дело в том, что коэффициент изменение крутящего момента данного устройства равен 2,0 – 3,5 (обычно 2,4). Это не тот диапазон передаточных чисел, который нужен для эффективной работа автомобильной трансмиссии. К тому же, гидротрансформатор никак не поможет в движении задним ходом или в случаях, когда ведущие колеса разъединены с двигателем.

Неисправности гидротрансформаторов

Конструкция гидротрансформатора не кажется слишком сложной. Да, каждая деталь устройства спроектирована с учетом того, что к ней будут прилагаться большие нагрузки. Однако учтите тот факт, что в тандеме с трансформатором работает и электроника. Механические и электронные компоненты рано или поздно выходят из строя, причем у разных моделей авто могут быть свои специфические неисправности. Чаще всего автолюбители отмечают следующее:

  • Появление посторонних звуков при работе трансмиссии без приложения нагрузки. Причина: износ опорных или промежуточных подшипников;
  • Появление вибрации на высоких скоростях, реже – во всех режимах работы АКПП. Причина: засоренность масляного фильтра и загрязнение трансмиссионной жидкости;
  • Выход реактора из строя и падение динамике автомобиля. Здесь стоит проверить обгонную муфту;
  • Скрежет, стук гидротрансформатора. Причина: разрушение лопастей;
  • Самопроизвольное переключение ступеней АКПП. Причина: неисправность электронной системы управления;
  • Полный выход трансмиссии из строя. Такое может произойти при обрыве соединения колеса с первичным валом коробки передач. Иногда помогает восстановление шлицевого соединения.

Отдельно стоит сказать об опасности перегрева гидротрансформатора. Если автолюбитель игнорировал необходимость замены трансмиссионного масла, трансформатор будет страдать от сухого трения и перегрева. Также стоит уделять внимание остаточному ресурсу фильтра АКПП и чистоте системы охлаждения агрегата. Обычно проблема устраняется заменой расходников, чисткой и заливкой нового масла. В запущенных случаях требуется замена отдельных узлов гидротрансформатора.

Общие признаки выхода гидротрансформатора из строя: повышенный расход топлива, рывки при движении на постоянной скорости, а также при торможении двигателем, плохое состояние масла при замене. Как правило, масло в агрегате с изношенным гидротрансформатором имеет черный цвет. Некоторые неисправности могут указывать на поломку других деталей автоматической коробки передач, так что если вы заметили ненормальную работу трансмиссии, скорее обращайтесь к специалисту для диагностики своего авто.

Выбор нового агрегата

Найти новый гидротрансформатор не так уж сложно. Автолюбителям важно понимать, что при подборе нельзя допускать ошибок – если он выберет неподходящий агрегат, его не получится установить на свой автомобиль. Как результат, устройство нужно будет возвращать продавцу и начинать поиски снова. Чтобы не допустить ошибку, гидротрансформатор обычно ищут по:

  • VIN-коду;
  • Коду имеющегося агрегата.

Особняком стоит поиск по параметрам автомобиля. Он не всегда дает точный результат, но если вести поиски в проверенных электронных каталогах, то вероятность ошибки становятся меньше. Необходимо указывать практически все технические параметры транспортного средства – от марки, модели и года выпуска до характеристик двигателя и коробки передач.

Отдельно стоит рассказать о ремонте гидротрансформатора. Новое устройство в сборе стоит от 600 до 1000$, а иногда и больше. Ремонт же обходится в среднем в 4-6 раза дешевле. Впрочем, важно учитывать и стоимость снятия коробки передач. Как правило, мастера проводят мойку и дефектовку деталей, меняют уплотнители, гидроцилиндры, фрикционные накладки блокировочной плиты, а также по необходимости балансируют лопаточные колеса. Полный выход гидротрансформатора из строя – это запущенный случай. Автолюбителям достаточно менять расходники и вовремя проводить диагностику.

Вывод

Гидротрансформатор – это один из важных компонентов автоматических коробок передач, который делает эксплуатацию автомобиля еще более простой и комфортной. В силу относительной простоты устройства и применения деталей с большим эксплуатационным ресурсом, он редко выходит из строя. Но не стоит думать, что довести дело до капитального ремонта будет сложно. Если водитель игнорирует необходимость регулярной замены масла и фильтров, поломка случится в самый неожиданный момент. Впрочем, даже изношенный гидротрансформатор можно отремонтировать. Добиться полного выхода устройства из строя нелегко. Если вы заметили, что трансмиссия начала работать ненормально, мы советуем для начала обратиться к специалисту. Он локализует проблему и выяснит, подлежат ли компонента АКП ремонту. Так как новый гидротрансформатор стоит немалых денег, ремонт будет предпочтительнее.

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.

Содержание статьи

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
Водило Солнце Повышающая
Солнце Корона Водило Понижающая
Водило Корона Повышающая
Водило Солнце Корона Реверс, понижающая
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.

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 сбореКорпус блока клапановАКПП 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.

Как работает автоматическая коробка передач

Автоматическая коробка передач позволяет двигателю автомобиля работать в узком диапазоне скоростей, как и механическая коробка передач. Поскольку двигатель достигает более высоких степеней крутящего момента (крутящий момент — это мощность вращения двигателя), шестерни в трансмиссии позволяют двигателю в полной мере использовать крутящий момент, создаваемый при сохранении соответствующей скорости.

Насколько важна коробка передач для работы автомобиля? Без трансмиссии у транспортных средств только одна передача, требуется целая вечность, чтобы достичь более высоких скоростей, и быстро изнашивать двигатель из-за постоянно высоких оборотов.

Принцип автоматической коробки передач

Принцип, лежащий в основе автоматической трансмиссии, основан на использовании датчиков для определения подходящего передаточного числа для использования, в значительной степени зависящего от желаемой скорости транспортного средства. Трансмиссия соединяется с двигателем в колоколе, где преобразователь крутящего момента преобразует крутящий момент двигателя в движущую силу, а в некоторых случаях даже усиливает эту мощность. Преобразователь крутящего момента в трансмиссии делает это, передавая эту мощность на приводной вал через планетарный редуктор и диски сцепления, которые затем позволяют ведущим колесам автомобиля вращаться, обеспечивая движение вперед, с разными передаточными числами, необходимыми для разных скоростей.В зависимости от марки и модели сюда входят автомобили с задним, передним и полным приводом.

Если бы у транспортного средства была только одна или две передачи, повышение скорости было бы проблемой, потому что двигатель вращается только на определенных оборотах в зависимости от передачи. Это означает более низкие обороты на более низких передачах и, следовательно, более низкую скорость. Если наивысшая передача была второй, то транспортному средству нужно было бесконечно разгоняться до скорости на более низких оборотах, постепенно увеличивая обороты по мере того, как транспортное средство набирало скорость.Нагрузка на двигатель также становится проблемой при работе на высоких оборотах в течение более длительных периодов времени.

За счет использования определенных передач, которые работают вместе друг с другом, автомобиль постепенно набирает скорость по мере перехода на более высокие передачи. Когда автомобиль переключается на более высокие передачи, обороты снижаются, уменьшая нагрузку на двигатель. Различные шестерни представлены передаточным числом (которое является соотношением шестерен по размеру и количеству зубьев). Шестерни меньшего размера вращаются быстрее, чем шестерни большего размера, и для каждой позиции шестерни (в некоторых случаях с первой по шестую) используются разные шестерни разного размера и числа зубьев для достижения плавного ускорения.

Охладитель трансмиссии необходим при транспортировке тяжелых грузов, поскольку более тяжелая нагрузка создает дополнительную нагрузку на двигатель, заставляя его работать более горячим и сжигать трансмиссионную жидкость. Охладитель трансмиссии находится внутри радиатора, где отводит тепло от трансмиссионной жидкости. Жидкость течет по трубкам в охладителе к охлаждающей жидкости в радиаторе, поэтому трансмиссия не нагревается и может выдерживать более тяжелые нагрузки.

Что делает гидротрансформатор

Гидротрансформатор умножает и передает крутящий момент, создаваемый двигателем транспортного средства, и передает его через шестерни трансмиссии на ведущие колеса на конце приводного вала.Некоторые преобразователи крутящего момента также действуют как механизм блокировки, связывая двигатель и трансмиссию при работе на одинаковых скоростях. Это помогает предотвратить пробуксовку коробки передач, что приводит к снижению эффективности.

Гидротрансформатор может иметь одну из двух форм. Первая, гидравлическая муфта, использует по крайней мере двухэлементный привод для передачи крутящего момента от трансмиссии на приводной вал, но не увеличивает крутящий момент. Гидравлическая муфта, используемая в качестве альтернативы механической муфте, передает крутящий момент двигателя на колеса через карданный вал.Другой, преобразователь крутящего момента, использует в общей сложности не менее трех элементов, а иногда и больше, для увеличения крутящего момента, выходящего из трансмиссии. Преобразователь использует ряд лопастей и реактора или лопаток статора для увеличения крутящего момента, что приводит к увеличению мощности. Статор или статические лопасти служат для перенаправления трансмиссионной жидкости до того, как она попадет в насос, резко увеличивая эффективность преобразователя.

Внутренняя работа планетарного редуктора

Знание того, как части автоматической трансмиссии взаимодействуют друг с другом, действительно может увидеть все это в перспективе.Если заглянуть внутрь автоматической коробки передач, помимо различных лент, пластин и шестеренчатого насоса основным компонентом является планетарный ряд. Эта зубчатая передача состоит из солнечной шестерни, планетарных шестерен, водила планетарной шестерни и зубчатого венца. Планетарный механизм размером примерно с дыню создает различные передаточные числа, необходимые трансмиссии для достижения необходимых скоростей для движения вперед во время движения, а также для включения заднего хода.

Различные типы шестерен работают вместе, работая как вход или выход определенного передаточного числа, необходимого в любой момент времени.В некоторых случаях шестерни не служат никакой цели при определенном передаточном числе и поэтому остаются неподвижными, а ленты внутри трансмиссии удерживают их в стороне до тех пор, пока они не понадобятся. Другой тип зубчатой ​​передачи, составная планетарная передача, включает в себя два набора солнечных и планетарных шестерен, но только одну коронную шестерню. Целью этого типа редуктора является обеспечение крутящего момента в меньшем пространстве или увеличение общей мощности транспортного средства, например, в грузовике большой грузоподъемности.

Исследование шестерен

При работающем двигателе трансмиссия реагирует на любую передачу, которую в данный момент включает водитель.В положении «Парковка» или «Нейтраль» трансмиссия не включается, поскольку транспортным средствам не нужен крутящий момент, когда они не находятся в движении. У большинства автомобилей есть различные приводные механизмы, используемые при движении вперед, от первой до четвертой.

Высокопроизводительные автомобили, как правило, имеют даже больше передач, даже до шести, в зависимости от марки и модели. Чем ниже передача, тем ниже скорость. В некоторых транспортных средствах, особенно грузовиках средней и большой грузоподъемности, используется повышающая передача, чтобы поддерживать более высокие скорости, а также повышать топливную экономичность.

В последнюю очередь автомобили используют заднюю передачу для заднего хода. В задней передаче используется одна из меньших шестерен для включения более крупной планетарной передачи, а не наоборот при движении вперед.

Как в трансмиссии используются муфты и ленты

Кроме того, в автоматической коробке передач используются муфты и ленты, которые помогают достичь различных необходимых передаточных чисел, в том числе для повышающей передачи. Муфты вступают в действие при соединении частей планетарных шестерен друг с другом, в то время как ленты помогают удерживать шестерни в неподвижном состоянии, чтобы они не вращались, когда в них нет необходимости.Ремни, управляемые гидравлическими поршнями в трансмиссии, фиксируют части зубчатой ​​передачи. Гидравлические цилиндры и поршни также управляют сцеплениями, заставляя их включать передачи, необходимые для определенного передаточного числа и скорости.

Диски сцепления находятся внутри барабана сцепления в трансмиссии и чередуются со стальными дисками между ними. Диски сцепления в форме дисков врезаются в стальные диски благодаря специальному покрытию. Вместо того, чтобы повредить пластины, диски постепенно сжимают их, медленно передавая мощность, которая затем передается на ведущие колеса автомобиля.

Диски сцепления и стальные диски представляют собой общую область, где происходит проскальзывание. В конечном итоге это проскальзывание приводит к попаданию металлической стружки в остальную часть трансмиссии и, в конечном итоге, к отказу трансмиссии. Механик осмотрит трансмиссию, если у автомобиля есть проблемы с проскальзыванием трансмиссии.

Гидравлические насосы, клапаны и регулятор

Но откуда берется «настоящая» мощность в автоматической коробке передач? Реальная сила заключается в гидравлике, встроенной в корпус трансмиссии, включая насос, различные клапаны и регулятор.Насос всасывает трансмиссионную жидкость из поддона, расположенного в нижней части трансмиссии, подает ее в гидравлическую систему для приведения в действие содержащихся в ней муфт и лент. Кроме того, внутренняя шестерня насоса соединяется с внешним корпусом гидротрансформатора. Это позволяет ему вращаться с той же скоростью, что и двигатель транспортного средства. Внешняя шестерня насоса вращается в соответствии с внутренней шестерней, позволяя насосу всасывать жидкость из отстойника с одной стороны, одновременно подавая ее в гидравлическую систему с другой стороны.

Регулятор регулирует трансмиссию, сообщая ему скорость автомобиля. Регулятор с подпружиненным клапаном открывается тем сильнее, чем быстрее движется автомобиль. Это позволяет гидравлической системе трансмиссии пропускать больше жидкости на более высоких скоростях. В автоматической коробке передач используется один из двух видов устройств, ручной клапан или вакуумный модулятор, чтобы определить, насколько сильно работает двигатель, увеличивая давление по мере необходимости и запрещая использование определенных передач в зависимости от используемого передаточного числа.

Правильно обслуживая трансмиссию, владельцы автомобилей могут рассчитывать, что она прослужит весь срок службы автомобиля. В очень прочной системе автоматической трансмиссии используется множество различных деталей, включая преобразователь крутящего момента, планетарные передачи и барабан сцепления, которые обеспечивают мощность на ведущие колеса автомобиля, поддерживая его на желаемой скорости.

Если у вас возникли проблемы с автоматической коробкой передач, обратитесь за помощью к механику для поддержания уровня жидкости, осмотрите ее на предмет повреждений и при необходимости отремонтируйте или замените.

Общие проблемы и симптомы проблем автоматической коробки передач

Некоторые из наиболее распространенных проблем, связанных с неисправной трансмиссией, включают:

  • Отсутствие реакции или колебания при включении передачи. Обычно это указывает на проскальзывание трансмиссии.
  • Коробка передач издает множество странных мычаний, стуков и мычаний. Попросите механика проверить ваш автомобиль, когда он издает такие шумы, чтобы определить, в чем проблема.
  • Утечка жидкости указывает на более серьезные проблемы, и вам следует попросить механика устранить эту проблему как можно скорее. Трансмиссионная жидкость не горит, как моторное масло. Регулярная проверка уровня жидкости механиком может помочь устранить потенциальную проблему до ее начала.
  • Запах гари, особенно из области трансмиссии, может указывать на очень низкий уровень жидкости. Трансмиссионная жидкость предохраняет шестерни и детали трансмиссии от перегрева.
  • Контрольная лампа двигателя также может указывать на проблему с автоматической коробкой передач.Попросите механика провести диагностику, чтобы найти точную проблему.

Как работает гидротрансформатор?

Преобразователи крутящего момента представляют собой герметичные блоки; их внутренности редко выходят на свет, а когда они появляются, их все еще довольно сложно понять!

Представьте, что у вас два вентилятора повернуты друг к другу. Включите один вентилятор, и он будет обдувать лопасти второго вентилятора воздухом, заставляя его вращаться. Но если вы держите второй вентилятор неподвижно, первый вентилятор будет продолжать вращаться.

Именно так работает гидротрансформатор.Один «вентилятор», называемый крыльчаткой, соединен с двигателем (вместе с передней крышкой он образует внешнюю оболочку преобразователя). Другой вентилятор, турбина, соединен с входным валом трансмиссии. Если трансмиссия не находится в нейтральном или парковочном положении, любое движение турбины приведет к перемещению автомобиля.

Вместо воздуха в гидротрансформаторе используется жидкая среда, которую нельзя сжимать — масло, иначе известное как трансмиссионная жидкость. В автомобилях с автоматической коробкой передач используется гидротрансформатор.В этой статье мы обсудим, зачем автомобилям с автоматической коробкой передач нужен гидротрансформатор и как он работает.

Гидротрансформатор в автоматической коробке передач выполняет те же функции, что и сцепление в механической коробке передач.

Двигатель должен быть подключен к задним колесам, чтобы автомобиль двигался, и отключен, чтобы двигатель мог продолжать работать, когда автомобиль остановлен. Один из способов сделать это — использовать устройство, которое физически соединяет и разъединяет двигатель и трансмиссию — сцепление.Другой метод заключается в использовании гидравлической муфты определенного типа, например, гидротрансформатора, который расположен между двигателем и трансмиссией.

Внутри очень прочного корпуса гидротрансформатора находятся три компонента, которые работают вместе для передачи мощности на трансмиссию:

Насос внутри гидротрансформатора представляет собой центробежный насос. Во время вращения жидкость выбрасывается наружу, как в стиральной машине в процессе отжима вода и одежда выбрасываются наружу из стирального бака.Когда жидкость выбрасывается наружу, создается вакуум, который втягивает больше жидкости в центр.

Затем жидкость поступает на лопасти турбины , которая соединена с трансмиссией (шлиц посередине — это место, где он соединяется с трансмиссией). Турбина заставляет трансмиссию вращаться, что в основном приводит в движение ваш автомобиль. Лопатки турбины изогнуты так, что жидкость, которая входит в турбину снаружи, должна изменить направление, прежде чем она покинет центр турбины.Именно это изменение направления вызывает вращение турбины.

Поскольку турбина заставляет текучую среду менять направление, текучая среда заставляет турбину вращаться.

Жидкость выходит из турбины в центре, двигаясь в другом направлении, чем при входе. Жидкость выходит из турбины, двигаясь против направления вращения насоса (и двигателя). Если позволить жидкости попасть в насос, это замедлит двигатель, теряя мощность. Вот почему гидротрансформатор имеет статор.

Статор находится в самом центре гидротрансформатора. Его задача — перенаправить жидкость, возвращающуюся из турбины, прежде чем она снова попадет в насос. Это резко увеличивает эффективность гидротрансформатора.

Вкратце, гидротрансформатор представляет собой тип гидравлической муфты, которая позволяет двигателю вращаться в некоторой степени независимо от трансмиссии. Он отвечает за нагнетание жидкости для автоматической коробки передач, нагнетание давления, которое обеспечивает усилие, необходимое для переключения передач трансмиссии.

Изношенный или неисправный преобразователь крутящего момента может препятствовать созданию надлежащего давления в трансмиссионной жидкости, что, в свою очередь, отрицательно влияет на работу и работу трансмиссии. Систематический осмотр у профессионала — лучший способ выявить причину проблем в работе и порекомендовать наиболее эффективное решение.

При правильной настройке это сложное устройство может оказать огромное влияние на производительность, экономичность и долговечность вашего автомобиля, а также превратить вашу автоматическую коробку передач в двигатель!

Хотите узнать больше?
Посетите одно из наших заведений!

Блог

AAMCO Bay Area | Все, что вам нужно знать о гидротрансформаторах

Итак, что такое гидротрансформатор?

Преобразователи крутящего момента

— это особые компоненты двигателя, и их внутренности редко выходят на свет, а если и появляются, то их все еще довольно сложно понять.По сравнению с другими внутренними компонентами вашего автомобиля гидротрансформатор напоминает что-то из космического корабля. Независимо от того, как этот компонент выглядит или звучит, если у вас есть автомобиль с автоматической коробкой передач, вы используете его ежедневно.

Если у вас есть базовые знания об автомобилях с механической коробкой передач, то вы знаете, что двигатель соединяется с трансмиссией с помощью сцепления. Без этого соединения автомобиль не смог бы полностью остановиться, не заглушив двигатель.Однако автомобили с автоматической коробкой передач не имеют диска сцепления, соединяющего двигатель с трансмиссией; вместо этого у них есть преобразователь крутящего момента. Его внешний вид может показаться не таким уж большим, но внутри него многое происходит.

Гидротрансформатор вашего автомобиля такой же, как сцепление автомобиля с механической коробкой передач. Однако, в отличие от автомобиля с механической коробкой передач, он использует жидкость для передачи мощности на трансмиссию, предотвращая остановку двигателя и позволяя трансмиссии переключиться.

Описание гидротрансформатора

Гидротрансформатор — это внутренний элемент двигателя в форме пончика, прикрепленный непосредственно между двигателем и трансмиссией. Внутри гидротрансформатора есть две серии изогнутых лопастей, каждая из которых обращена в противоположном направлении. Пространство внутри гидротрансформатора обычно заполнено трансмиссионной жидкостью, которая помогает передавать мощность, генерируемую двигателем, на трансмиссию.Это кажется странным, правда? Не совсем! Двигатель вашего автомобиля приводит в движение одну из турбин, также известную как крыльчатка, которая нагнетает жидкость на турбину. Гидротрансформатор эффективен, поскольку его лопасти сконструированы таким образом, чтобы обеспечить максимальную передачу энергии, уменьшая тепловыделение или турбулентность.

Чтобы лучше понять его работу, представьте, как два вентилятора смотрят друг на друга. Когда один вентилятор подключается к сети (двигателю), он начинает вращать второй вентилятор (трансмиссию).Если лопасти вентилятора имеют одинаковые размеры и вес, они будут вращаться с одинаковой скоростью. Однако это грубое упрощение работы гидротрансформатора.

Есть несколько факторов, которые делают преобразователь крутящего момента более эффективным; это включает в себя статор, который помогает ему перенаправлять поток трансмиссионной жидкости обратно к крыльчатке для повышения эффективности.

Как работает гидротрансформатор?

Немного сложно понять концепцию того, как жидкость может обеспечить силу для перемещения такого существенного объекта, как транспортное средство.Насос помогает достичь контроля крутящего момента, который работает, направляя жидкость вокруг преобразователя крутящего момента, определяемую вращением коленчатого вала. Внутри корпуса находится турбина, которая вращается, когда перекачиваемая жидкость входит в контакт с лопатками турбины, это помогает измерить величину крутящего момента, который поступает на трансмиссию через входные валы.

Корпус гидротрансформатора соединяется с маховиком, вращающимся с той же скоростью, что и коленчатый вал, внутри корпуса турбины. Рабочее колесо или центробежный насос эффективно перекачивает трансмиссионную жидкость в лопасти турбины, которая, в свою очередь, вращает или передает крутящий момент на трансмиссию.Статор — это барьер, который отбрасывает жидкость прямо обратно в турбину, а не в насос, повышая эффективность системы.

Когда автомобиль работает на холостом ходу, скорость, с которой трансмиссионная жидкость закачивается в турбину, низкая, что означает, что очень маленький крутящий момент поступает в двигатель через трансмиссию. Поскольку коленчатый вал вращается быстрее, а маховик вращается с большей дроссельной заслонкой, жидкость быстрее перемещается от насоса к турбине, заставляя турбину вращаться быстрее, что позволяет передавать больший крутящий момент через трансмиссию.

Важно отметить, что внутреннее устройство гидротрансформатора все еще остается загадкой. Базовая механика может быть понятна, но сложные вычисления и инженерные решения, лежащие в ее основе, лучше всего понятны тем, кто обладает глубокими знаниями в области механики жидкостей.

Связано: Обслуживание радиаторов и систем охлаждения в районе залива AAMCO

Связано: признаки того, что пришло время для автоматической настройки

Связано: работает ли система кондиционирования вашего автомобиля

Могут ли возникнуть проблемы с гидротрансформатором?

Существует несколько различных причин неисправности гидротрансформатора, некоторые из которых могут быть очень опасными.Высокий уровень проскальзывания приведет к перегреву, который повредит эластомерные уплотнения, которые помогают удерживать трансмиссионную жидкость в гидротрансформаторе. Когда жидкость начнет вытекать, она вообще перестанет работать.

Также возможно полное торможение или заедание муфты статора. Когда это происходит, внутренние и внешние элементы сцепления будут постоянно заблокированы, что приведет к неэффективности использования топлива. В случае полной поломки статора он будет свободно вращаться, останавливая двигатель.Когда большое давление создается горячей жидкостью, движущейся внутри корпуса гидротрансформатора, оно может стать слишком высоким, что приведет к его надуванию или взрыву.

Получите информацию о своем автомобиле

Гидротрансформатор вашего автомобиля — это неотъемлемая часть любого автомобиля. Большинство владельцев никогда не будут взаимодействовать с этой деталью за всю свою жизнь вождения. Однако это срок службы автоматической коробки передач, а также большая часть топливной экономичности. Знакомство с его работой может помочь вам узнать, как диагностировать проблемы, связанные с вашей трансмиссией, экономя время и деньги на ремонт.

Наши услуги

Возникли проблемы с трансмиссией? Возможно, ваш гидротрансформатор неисправен. Зарегистрируйтесь или свяжитесь с ближайшим к вам центром по ремонту автомобилей AAMCO Bay Area для полной диагностики трансмиссии. Мы предлагаем лучший сервис по уходу за автомобилем в Bay Area.

Помимо услуг трансмиссии, мы также специализируемся на услугах автоматической настройки, ремонте подвески, регулярном техническом обслуживании автомобилей, замене масла и многом другом. Наши профессиональные специалисты обладают необходимыми навыками, а также отраслевыми знаниями, чтобы предложить комплексные решения для вашего автомобиля.

Связано: Рекомендуемые заводом-изготовителем услуги по техническому обслуживанию AAMCO Bay Area

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МОМЕНТА

: ФУНКЦИИ, ДЕТАЛИ, ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ И ТИПЫ

Гидротрансформатор — это тип гидравлической муфты, которая используется для передачи крутящего момента от двигателя транспортного средства к трансмиссии. В автоматической коробке передач он заменяет механическое сцепление. Его основная функция — обеспечить изоляцию нагрузки от основного источника питания.Он находится между двигателем и трансмиссией. Он выполняет ту же функцию, что и сцепление в механической коробке передач. Поскольку сцепление отделяет двигатель от нагрузки при его остановке, таким же образом оно также изолирует двигатель от нагрузки и поддерживает работу двигателя при остановке транспортного средства.

Автомобили с автоматической коробкой передач не имеют сцепления, поэтому им нужен способ, позволяющий двигателю продолжать работать, пока колеса и шестерни трансмиссии останавливаются. В автомобилях с механической коробкой передач используется сцепление, которое отключает двигатель от трансмиссии.В автоматических трансмиссиях используется гидротрансформатор.

Когда двигатель работает на холостом ходу, например, на стоп-сигнале, величина крутящего момента, проходящего через преобразователь крутящего момента, мала, но все же достаточна, чтобы потребовать некоторого давления на педаль тормоза, чтобы остановить движение автомобиля. Когда вы отпускаете тормоз и нажимаете на газ, двигатель ускоряется и закачивает больше жидкости в гидротрансформатор, в результате чего на колеса передается большая мощность (крутящий момент).

ФУНКЦИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ МОМЕНТА

Его основные функции:

1.Он передает мощность от двигателя на входной вал коробки передач.
2. Приводит в действие передний насос трансмиссии.
3. Он изолирует двигатель от нагрузки, когда автомобиль неподвижен.
4. Увеличивает крутящий момент двигателя и передает его на трансмиссию. Выходной крутящий момент увеличивается почти вдвое.

ЧАСТИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ МОМЕНТА

Гидротрансформатор состоит из трех основных частей

1. Рабочее колесо или насос

Рабочее колесо соединено с корпусом, а корпус соединен с валом двигателя.Он имеет изогнутые и наклонные лопатки. Он вращается с частотой вращения двигателя и состоит из жидкости для автоматической коробки передач. Когда он вращается вместе с двигателем, центробежная сила заставляет жидкость двигаться наружу. Лопасти крыльчатки сконструированы таким образом, что она направляет жидкость к лопаткам турбины. Он действует как центробежный насос, который всасывает жидкость из автоматической коробки передач и подает ее на турбину.

2. Статор:

Статор расположен между рабочим колесом и турбиной.Основная функция статора состоит в том, чтобы задавать направление возвращающейся жидкости из турбины так, чтобы жидкость поступала в рабочее колесо в направлении ее вращения. Когда жидкость входит в направлении рабочего колеса, она увеличивает крутящий момент. Таким образом, статор способствует увеличению крутящего момента за счет изменения направления жидкости и позволяет ей поступать в направлении вращения рабочего колеса. Статор изменяет направление жидкости почти на 90 градусов. На статоре установлена ​​односторонняя муфта, которая позволяет вращать его в одном направлении и предотвращает его вращение в другом направлении.Турбина подключена к системе трансмиссии автомобиля. А статор находится между крыльчаткой и турбиной.

3. Турбина

Турбина соединена с входным валом АКПП. Он присутствует со стороны двигателя. Он также состоит из изогнутых и наклонных лопастей. Лопасти турбины сконструированы таким образом, что она может полностью изменять направление жидкости, ударяющей по ее лопаткам. Изменение направления жидкости заставляет лопасти двигаться в направлении рабочего колеса.Когда турбина вращается, входной вал трансмиссии также вращается и заставляет автомобиль двигаться. Турбина также имеет блокировочную муфту сзади. Муфта блокировки срабатывает, когда гидротрансформатор достигает точки сцепления. блокировка устраняет потери и повышает эффективность преобразователя.

ПРИНЦИП РАБОТЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ МОМЕНТА

Для понимания принципа работы гидротрансформатора возьмем два вентилятора. Один вентилятор подключен к источнику питания, а другой не подключен к источнику питания.Когда первый вентилятор, подключенный к источнику питания, начинает двигаться, воздух от него перетекает во второй вентилятор, который неподвижен. Воздух от первого вентилятора ударяется о лопасти второго вентилятора, и он также начинает вращаться почти с той же скоростью, что и первый. Когда второй вентилятор останавливается, он не останавливает первый. Первый вентилятор продолжает вращаться.

По такому же принципу работает гидротрансформатор. При этом крыльчатка или насос действует как первый вентилятор, который соединен с двигателем, а турбина действует как второй вентилятор, который соединен с системой трансмиссии.Когда двигатель работает, он вращает крыльчатку и за счет центробежной силы масло внутри гидротрансформатора в сборе направляется в сторону турбины. Когда он ударяется о лопатки турбины, турбина начинает вращаться. Это заставляет трансмиссию вращаться, а колеса автомобиля двигаться. Когда двигатель останавливается, турбина также перестает вращаться, но крыльчатка, подключенная к двигателю, продолжает двигаться, и это предотвращает остановку двигателя.

Имеет три этапа работы

1.Стойло:

Во время остановки (остановки) транспортного средства двигатель передает мощность на крыльчатку, но турбина не может вращаться. Это происходит, когда транспортное средство стоит на месте, и водитель держал ногу на тормозной колодке, чтобы она не двигалась. В этом состоянии происходит максимальное увеличение крутящего момента. Когда водитель убирает ногу с педали тормоза и нажимает на педаль акселератора, крыльчатка начинает двигаться быстрее, и это заставляет турбину двигаться. В этой ситуации разница между частотой вращения насоса и турбины больше.Скорость крыльчатки намного больше скорости турбины.

2. Разгон:

Во время разгона скорость турбины продолжает увеличиваться, но все же существует большая разница между скоростью крыльчатки и скоростью турбины. По мере увеличения скорости турбины умножение крутящего момента уменьшается. При ускорении транспортного средства увеличение крутящего момента меньше, чем достигается в условиях сваливания.

3. Сцепление:

Это ситуация, когда турбина достигает примерно 90% скорости рабочего колеса, и эта точка называется точкой сцепления.Увеличение крутящего момента прекращается и становится равным нулю, а преобразователь крутящего момента ведет себя так же, как простая гидравлическая муфта. В точке соединения включается муфта блокировки и блокирует турбину с крыльчаткой преобразователя. Это заставляет турбину и крыльчатку двигаться с одинаковой скоростью. Муфта блокировки включается только при достижении точки сцепления. Во время сцепления статор также начинает вращаться в направлении вращения крыльчатки и турбины.

ПРИМЕЧАНИЕ:

1.Максимальное увеличение крутящего момента происходит во время остановки.
2. Статор остается неподвижным до точки соединения и способствует увеличению крутящего момента. По мере образования муфты статор прекращает умножение крутящего момента и начинает вращаться вместе с крыльчаткой и турбиной.
3. Муфта блокировки включается при достижении точки сцепления и устраняет потери мощности, что приводит к повышению эффективности.

ВИДЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ МОМЕНТА

1. Одноступенчатые преобразователи крутящего момента

Прелесть одноступенчатых преобразователей заключается в их прочной и надежной простоте.Каждый преобразователь состоит в основном из трех элементов: турбины, статора и крыльчатки. Одноступенчатые преобразователи выпускаются в двух типах корпусов — стационарном и вращающемся. В зависимости от модели одноступенчатые гидротрансформаторы обладают множеством возможностей: Одноступенчатые гидротрансформаторы с безводным приводом с приводом от ВОМ идеально подходят для применений с коробками передач с переключением под нагрузкой и приводом вспомогательных гидравлических насосов. Преобразователи рационов с высоким крутящим моментом и стационарным корпусом обладают исключительными возможностями подъема и опускания.Гидравлические преобразователи Type Four разработаны специально для нефтегазовой промышленности.

2. Трехступенчатые преобразователи крутящего момента

В трехступенчатых преобразователях крутящего момента используются три кольца лопаток турбины, а также два комплекта лопаток реактора или статора. Эффект от этой конструкции — увеличенный крутящий момент — до пяти раз больше крутящего момента двигателя, фактически, когда двигатель заглох. В зависимости от конкретной конструкции трехступенчатые преобразователи рассчитаны на ряд двигателей, включая 335 л.с. при 2400 об / мин, 420 л.с. при 2200 об / мин и 580 л.с. при 2200 об / мин.Трехступенчатые преобразователи также бывают как в стационарном, так и в вращающемся корпусе.

Преимущества

 Выдает максимальный крутящий момент по сравнению с автомобилем со сцеплением.
 Снимает педаль сцепления.
 Облегчает управление автомобилем.

Недостатки

 Низкая топливная экономичность по сравнению с автомобилем с механической коробкой передач.

Приложение

 Гидротрансформатор используется в автомобиле с автоматической коробкой передач.Он также используется в промышленных передачах энергии, таких как приводы конвейеров, лебедки, буровые установки, почти все современные вилочные погрузчики, строительное оборудование и железнодорожные локомотивы.
 Используется в морских силовых установках.

Принцип работы гидротрансформатора

, принцип работы, основные детали и применение.

Преобразователь крутящего момента представляет собой тип гидравлической муфты, которая используется для передачи крутящего момента от двигателя транспортного средства к трансмиссии. В автоматической коробке передач он заменяет механическое сцепление.Его основная функция — обеспечить изоляцию нагрузки от основного источника питания. Он находится между двигателем и трансмиссией. Он выполняет ту же функцию, что и сцепление в механической коробке передач. Поскольку сцепление отделяет двигатель от нагрузки при его остановке, таким же образом оно также изолирует двигатель от нагрузки и поддерживает работу двигателя при остановке автомобиля. Его основные функции:

1. Оно передает мощность от двигателя на вход трансмиссии. вал.
2. Приводит в действие передний насос трансмиссии.
3. Он изолирует двигатель от нагрузки, когда автомобиль неподвижен.
4. Увеличивает крутящий момент двигателя и передает его на трансмиссию. Выходной крутящий момент увеличивается почти вдвое.

Принцип работы

Чтобы понять принцип работы гидротрансформатора, возьмем два вентилятора. Один вентилятор подключен к источнику питания, а другой не подключен к источнику питания. Когда первый вентилятор, подключенный к источнику питания, начинает двигаться, воздух от него перетекает во второй вентилятор, который неподвижен.Воздух от первого вентилятора ударяется о лопасти второго вентилятора, и он также начинает вращаться почти с той же скоростью, что и первый. Когда второй вентилятор останавливается, он не останавливает первый. Первый вентилятор продолжает вращаться.

По такому же принципу работает гидротрансформатор. Рабочее колесо или насос действует как первый вентилятор, который соединен с двигателем, а турбина действует как второй вентилятор, который соединен с системой трансмиссии. Когда двигатель работает, он вращает крыльчатку и за счет центробежной силы масло внутри гидротрансформатора в сборе направляется в сторону турбины.Когда он ударяется о лопатки турбины, турбина начинает вращаться. Это заставляет трансмиссию вращаться, а колеса автомобиля двигаться. Когда двигатель останавливается, турбина также перестает вращаться, но крыльчатка, подключенная к двигателю, продолжает двигаться, и это предотвращает остановку двигателя.

Также читайте: Руководство по сравнению с автоматической коробкой передач

Основные детали

Преобразователь крутящего момента состоит из трех основных частей

1. Рабочее колесо или насос

Рабочее колесо соединено с корпусом, а корпус — с вал двигателя.Он имеет изогнутые и наклонные лопатки. Он вращается с частотой вращения двигателя и состоит из жидкости для автоматической коробки передач. Когда он вращается вместе с двигателем, центробежная сила заставляет жидкость двигаться наружу. Лопасти крыльчатки сконструированы таким образом, что она направляет жидкость к лопаткам турбины. Он действует как центробежный насос, который всасывает жидкость из автоматической коробки передач и подает ее к турбине.

2. Статор

Статор расположен между рабочим колесом и турбиной.Основная функция статора состоит в том, чтобы задавать направление возвращающейся жидкости из турбины, так что жидкость поступает к крыльчатке в направлении ее вращения. Когда жидкость входит в направлении рабочего колеса, она увеличивает крутящий момент. Таким образом, статор способствует увеличению крутящего момента за счет изменения направления жидкости и позволяет ей поступать в направлении вращения рабочего колеса. Статор изменяет направление жидкости почти на 90 градусов. На статоре установлена ​​односторонняя муфта, которая позволяет вращать его в одном направлении и предотвращает его вращение в другом направлении.Турбина подключена к трансмиссии автомобиля. А статор находится между крыльчаткой и турбиной.

3. Турбина

Турбина соединена с входным валом автоматической коробки передач. Он присутствует со стороны двигателя. Он также состоит из изогнутых и наклонных лопастей. Лопасти турбины сконструированы таким образом, что она может полностью изменять направление жидкости, ударяющей по ее лопаткам. Изменение направления жидкости заставляет лопасти двигаться в направлении рабочего колеса.Когда турбина вращается, входной вал трансмиссии также вращается и заставляет автомобиль двигаться. Турбина также имеет блокировочную муфту сзади. Муфта блокировки вступает в действие, когда гидротрансформатор достигает точки сцепления. блокировка устраняет потери и повышает эффективность преобразователя.

Работа гидротрансформатора

Он имеет три этапа операций

1. Стоп: Во время остановки (остановки) транспортного средства двигатель передает мощность на крыльчатку, но турбина не может вращаться.Это происходит, когда автомобиль стоит на месте, и водитель держал ногу на тормозной лопасти, чтобы она не двигалась. В этом состоянии происходит максимальное увеличение крутящего момента. Когда водитель убирает ногу с педали тормоза и нажимает на педаль акселератора, крыльчатка начинает двигаться быстрее, и это заставляет турбину двигаться. В этой ситуации разница между частотой вращения насоса и турбины больше. Скорость крыльчатки намного больше скорости турбины.

2.Ускорение: Во время разгона скорость турбины продолжает увеличиваться, но все же существует большая разница между скоростью крыльчатки и скоростью турбины. По мере увеличения скорости турбины умножение крутящего момента уменьшается. При ускорении транспортного средства увеличение крутящего момента меньше, чем достигается в условиях сваливания.

3. Муфта: Это ситуация, когда турбина достигает примерно 90% скорости рабочего колеса, и эта точка называется точкой сцепления.Увеличение крутящего момента прекращается и становится равным нулю, а преобразователь крутящего момента ведет себя так же, как простая гидравлическая муфта. В точке соединения включается муфта блокировки и блокирует турбину с крыльчаткой гидротрансформатора. Это заставляет турбину и рабочее колесо двигаться с одинаковой скоростью. Муфта блокировки включается только при достижении точки сцепления. Во время сцепления статор также начинает вращаться в направлении вращения крыльчатки и турбины.

Также читайте: Как работает система зажигания батареи?

Примечание :

1.Максимальное увеличение крутящего момента происходит во время остановки.
2. Статор остается неподвижным до точки соединения и способствует увеличению крутящего момента. По мере образования муфты статор прекращает умножение крутящего момента и начинает вращаться вместе с крыльчаткой и турбиной.
3. Муфта блокировки включается при достижении точки сцепления и устраняет потери мощности, что приводит к повышению эффективности.

Для лучшего объяснения посмотрите видео, приведенное ниже:

Преимущества

  • Он обеспечивает максимальный крутящий момент по сравнению с автомобилем, оснащенным сцеплением.
  • Снимает педаль сцепления.
  • Облегчает управление транспортным средством.

Недостатки
  • У него низкая топливная экономичность по сравнению с автомобилем с механической коробкой передач.

Приложение
  • Гидротрансформатор используется в автомобиле, оборудованном автоматической коробкой передач. Он также используется в промышленных передачах энергии, таких как приводы конвейеров, лебедки, буровые установки, почти все современные вилочные погрузчики, строительное оборудование и железнодорожные локомотивы.
  • Используется в морских силовых установках.

Вот как работает автоматическая трансмиссия

Вы когда-нибудь задумывались, как ваша трансмиссия умеет переключать передачи? Почему при остановке двигатель не глохнет? Мы здесь, чтобы показать вам, как работают автомобили. Недавно мы посмотрели на МКПП. На этой неделе это обычное время для барахла.

Автоматические коробки передач — это черная магия. Огромное количество движущихся частей делает их очень трудными для понимания.Давайте немного упростим его, чтобы получить общее представление о том, как все это работает в традиционной системе на основе гидротрансформатора.

Двигатель соединяется с трансмиссией в месте, называемом колоколом. В колокольном корпусе находится гидротрансформатор для автомобилей с автоматической коробкой передач, в отличие от сцепления на автомобилях с механической коробкой передач. Гидротрансформатор — это гидравлическая муфта, работа которой заключается в соединении вашего двигателя с трансмиссией и, следовательно, с вашими ведущими колесами. Трансмиссия содержит планетарные передачи, которые обеспечивают различные передаточные числа.Чтобы лучше понять, как работает вся автоматическая трансмиссия, давайте взглянем на преобразователи крутящего момента и планетарные редукторы.

Гидротрансформатор

Прежде всего, гибкая пластина вашего двигателя (в основном маховик для автоматической коробки передач) подключается непосредственно к гидротрансформатору. Когда коленчатый вал вращается, вращается и корпус гидротрансформатора. Преобразователь крутящего момента предназначен для подключения и отключения мощности двигателя от ведомой нагрузки.Гидротрансформатор заменяет сцепление в обычной механической коробке передач. Как работает гидротрансформатор? Что ж, посмотрите видео выше. В нем объясняются основные принципы гидравлической муфты. После того, как вы это увидели, продолжайте читать, чтобы увидеть, чем гидротрансформатор отличается от стандартной гидравлической муфты.

G / O Media может получить комиссию

Основными компонентами преобразователя крутящего момента являются: крыльчатка, турбина, статор и муфта блокировки.Крыльчатка является частью корпуса гидротрансформатора, который соединен с двигателем. Он приводит в движение турбину за счет сил вязкости. Турбина соединена с входным валом трансмиссии. По сути, двигатель вращает крыльчатку, которая передает силу жидкости, которая затем вращает турбину, передавая крутящий момент на трансмиссию.

Трансмиссионная жидкость течет по петле между рабочим колесом и турбиной. Гидравлическая муфта на видео выше страдает от серьезных потерь при взбалтывании (и, как следствие, накопления тепла), поскольку жидкость, возвращающаяся из турбины, имеет компонент своей скорости, который препятствует вращению крыльчатки.То есть жидкость, возвращающаяся из турбины, работает против вращения крыльчатки и, таким образом, против двигателя.

Статор находится между крыльчаткой и турбиной. Его цель — минимизировать потери на перемешивание и увеличить выходной крутящий момент за счет перенаправления жидкости по мере ее возврата от турбины к крыльчатке. Статор направляет жидкость так, чтобы большая часть ее скорости приходилась на крыльчатку, помогая крыльчатке двигаться и, таким образом, увеличивая крутящий момент, создаваемый двигателем.Благодаря этой способности увеличивать крутящий момент мы называем их преобразователями крутящего момента, а не гидравлическими муфтами.

Статор установлен на односторонней муфте. Он может вращаться в одном направлении только тогда, когда турбина и крыльчатка движутся примерно с одинаковой скоростью (например, при движении по шоссе). Статор либо вращается вместе с крыльчаткой, либо не вращается совсем. Однако статоры не всегда увеличивают крутящий момент. Они обеспечивают вам больший крутящий момент, когда вы находитесь либо на месте (например, при торможении на стоп-сигнале), либо при ускорении, но не во время движения по шоссе.

Помимо односторонней муфты в статоре, некоторые преобразователи крутящего момента содержат муфту блокировки, работа которой заключается в блокировке турбины с корпусом преобразователя крутящего момента, так что турбина и рабочее колесо механически связаны. Исключение гидравлической муфты и ее замена механическим соединением гарантирует, что весь крутящий момент двигателя передается на входной вал трансмиссии.

Планетарные передачи

Фото из Википедии

Итак, теперь, когда мы выяснили, как двигатель передает мощность на трансмиссию, пришло время выяснить, как в случае трения он переключает передачи.В обычной трансмиссии переключение передач выполняется составным планетарным редуктором. Понять, как работают планетарные передачи, немного сложно, поэтому давайте взглянем на базовую планетарную передачу.

Планетарный редуктор (также известный как планетарный редуктор) состоит из солнечной шестерни в центре, планетарных шестерен, которые вращаются вокруг солнечной шестерни, водила планетарной передачи, соединяющего планетарные шестерни, и зубчатого колеса снаружи, которое входит в зацепление. с планетарной передачей. Основная идея планетарного редуктора заключается в следующем: с помощью сцепления и тормоза вы можете предотвратить перемещение определенных компонентов.При этом вы можете изменить вход и выход системы и, таким образом, изменить общее передаточное число. Подумайте об этом так: планетарный ряд позволяет изменять передаточное число без необходимости включать другие передачи. Все они уже помолвлены. Все, что вам нужно сделать, это использовать муфты и тормоза, чтобы изменить, какие компоненты вращаются, а какие остаются неподвижными.

Конечное передаточное число зависит от того, какой компонент закреплен. Например, если коронная шестерня закреплена, передаточное число будет намного короче, чем если бы солнечная шестерня закреплена.Прекрасно зная о рисках, связанных с составлением здесь уравнения, я все равно добавлю его. Следующее уравнение подскажет вам ваши передаточные числа в зависимости от того, какой компонент зафиксирован, а какой находится в движении. R, C и S представляют коронную шестерню, водило и солнечную шестерню. Омега просто представляет угловую скорость шестерен, а N — количество зубьев.

Принцип работы таков: допустим, мы решили оставить водило планетарной передачи неподвижным и сделать солнечную шестерню нашим входом (таким образом, кольцевая шестерня является нашим выходом).Планеты могут вращаться, но они не могут двигаться, так как носитель не может двигаться. Omega_c равно нулю, поэтому левая часть приведенного выше уравнения пропала. Это означает, что когда мы вращаем солнечную шестерню, она передает крутящий момент через планетарные шестерни на кольцевую шестерню. Чтобы выяснить, каким будет передаточное число, мы просто решаем приведенное выше уравнение для Omega_r / Omega_s. В итоге мы получаем -N_s / N_R, то есть передаточное число, когда мы фиксируем водило и делаем кольцевую шестерню нашим выходом, а солнечную шестерню — нашим входом, это просто отношение количества зубьев между солнечной шестерней и кольцевой шестерней.Это отрицательно, поскольку кольцо вращается в направлении, противоположном солнечной шестерне.

Вы также можете заблокировать коронную шестерню и сделать солнечную шестерню своим входом, а вы можете заблокировать солнечную шестерню и сделать водило своим входом. В зависимости от того, что вы заблокируете, вы получите разные передаточные числа, то есть вы получите разные «шестерни». Чтобы получить передаточное число 1: 1, вы просто соединяете компоненты вместе (для этого нужно заблокировать только два), так что коленчатый вал вращается с той же скоростью, что и выходной вал трансмиссии.

Итак, как тормоза и сцепления перемещаются для переключения передач? Ну, гидротрансформатор также отвечает за работу насоса трансмиссионной жидкости. Давление жидкости приводит в действие муфты и тормоза планетарной передачи. Насос часто представляет собой насос типа геротера (шестеренчатый насос), что означает, что ротор вращается в корпусе насоса и, когда он вращается, он «сцепляется» с корпусом. Эта «сетка» создает камеры, которые изменяются по объему. Когда объем увеличивается, создается вакуум — это вход насоса.Когда объем уменьшается, жидкость сжимается или перекачивается за счет зацепления шестерен — это выход насоса. Гидравлический блок управления посылает гидравлические сигналы для переключения передач (через ленточные тормоза и сцепления) и для блокировки гидротрансформатора.

Обратите внимание, что в большинстве современных автоматических коробок передач используется составная планетарная передача Ravigneaux. Этот набор передач имеет две солнечные шестерни (малую и большую), два набора планет (внутреннюю и внешнюю) и одно водило. По сути, это две простые планетарные передачи в одной.

Итак, теперь, когда мы рассмотрели гидротрансформаторы и планетарные редукторы, давайте посмотрим на видео ниже, чтобы увидеть, как все это сочетается:

Фото наверху: Vestman

Как работают преобразователи крутящего момента | HowStuffWorks

Как показано на рисунке ниже, внутри очень прочного корпуса гидротрансформатора находятся четыре компонента:

  • Насос
  • Турбина
  • Статор
  • Трансмиссионная жидкость

Корпус гидротрансформатора прикреплен болтами к маховику двигателя, поэтому он вращается с любой скоростью, на которой работает двигатель.Ребра , составляющие насос гидротрансформатора, прикреплены к корпусу, поэтому они также вращаются с той же скоростью, что и двигатель. На разрезе ниже показано, как все соединено внутри гидротрансформатора.

Насос внутри гидротрансформатора представляет собой центробежный насос. Во время вращения жидкость выбрасывается наружу, как в стиральной машине в процессе отжима вода и одежда выбрасываются наружу из стирального бака. Когда жидкость выбрасывается наружу, создается вакуум, который втягивает больше жидкости в центр.

Затем жидкость поступает на лопатки турбины , которая соединена с трансмиссией. Турбина заставляет трансмиссию вращаться, что в основном приводит в движение ваш автомобиль. На рисунке ниже вы можете видеть, что лопасти турбины изогнуты. Это означает, что жидкость, которая поступает в турбину снаружи, должна изменить направление, прежде чем она выйдет из центра турбины. Именно это изменение направления заставляет турбину вращаться.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *