Принцип работы акпп с гидротрансформатором: Что такое бублик в АКПП: принцип работы гидротрансформатора

Как устроена АКПП с гидротрансформатором?

Специалисты сходятся во мнении, что в ближайшее время автоматическая трансмиссия ещё больше потеснит более привычные для нас механические коробки переключения передач.

Прогресс, одним словом. АКПП становятся легче и дешевле. Некоторые из них создают серьёзную конкуренцию МКПП в плане экономии.

Многие соотечественники боятся новшеств и долго выбирают тип коробки перед покупкой транспортного средства. Незнание устройства и принципа действия АКПП вызывает у них недоверие и сомнение.

Хотя, если разобраться, ничего сложного в этом узле нет. Давайте рассмотрим устройство автоматической коробки передач с гидравлическим трансформатором.

Справка

К сановным составляющим автоматической коробки передач относятся:

• Гидравлический трансформатор.
• Редуктор планетарного принципа действия.
• Система гидравлического управления.

В задачи гидравлического трансформатора входит обеспечение изменения крутящего момента от силового агрегата к редуктору планетарного принципа действия. Дополнительно гидротрансформатор обеспечивает снижение вибрации при работе узла.

Составляющие гидротрансформатора

Гидравлический трансформатор включает в себя:

• насосное колесо с лопастями;
• турбинное колесо с лопастями;
• реакторное колесо с лопастями;
• в комплектацию входит блокировочная муфта;
• муфта, отвечающая за свободный ход.

Для стабильной работы всей конструкции используется техническая жидкость Automatic Transmissions Fluid.

Специальной рабочей жидкостью заполняется корпус механизма гидравлического трансформатора. Роль технической жидкости для АКПП выполняет знакомое нам трансмиссионное масло.

Планетарный редуктор

К задачам редуктора планетарного принципа действия относится изменение крутящего момента (ступенчатый вариант). Планетарный редуктор обеспечивает движение транспортного средства задним ходом.

В комплектацию планетарного редуктора входят:

• муфты сцепления;
• тормоза ленточного типа;
• планетарные элементы;
• солнечная шестерня;
• сателлиты;
• коронная шестерня;
• водило.

Давайте рассмотрим принцип действия планетарного редуктора.

Принцип действия

Муфта конструкции блокирует элементы планетарного ряда. В это время ленточный тормоз удерживает один из элементов в неподвижном состоянии. Такой принцип действия стал возможным за счёт соединения с корпусом данного узла.

Стабильная работа гидравлических цилиндров, которые приводят в действие тормоза и муфты контролируется системой гидравлического управления.

При блокировке короны происходит увеличение придаточного отношения. Солнце, наоборот, уменьшает придаточное отношение. Водила обеспечивает изменение направления вращения.

Вывод: планетарный редуктор является основным элементом в гидротрансформаторе.

Коротко о системе гидравлического управления

К составляющим системы, о которой идёт речь, относятся:

• Масляный насос.
• Регулятор центробежного принципа действия.
• Система клапанов, в том числе масляных.
• Исполнительные устройства.

 

Когда автомобиль трогается с места, масляный насос создаёт оптимальное давление, что, в свою очередь, обеспечивает блокировку планетарных элементов.

Это необходимо для того, чтобы крутящий момент на выходе был минимальный для первой передачи. При увеличении оборотов повышается давление, происходит переход с 1 на 2 передачу.   

При увеличении нагрузки на колёса автоматически понижается давление. Происходит обратный принцип действия: переход с повышенной передачи на пониженную передачу.

В заключение

Как видим, ничего страшного в принципе действия гидравлического трансформатора АКПП нет. Автоматическая коробка – это наиболее прогрессивный вариант узла автомобиля. АКПП позволяет плавно, без рывков осуществлять переход (при необходимости) с пониженной передачи на повышенную передачу и наоборот. АКПП позволяет автомобилю плавно трогаться с места.

Узел, о котором идёт речь, постоянно модернизируется и совершенствуется. С каждым годом становится всё сложнее. Возможно, именно это пугает водителей со стажем, привыкшим к МКПП.

Но каждый раз при внесении изменений и дополнений в АКПП проводятся многочисленные тесты. Прототипы накручивают десятки, сотни тысяч километров перед установкой на очередную модель автомобиля.  

Поэтому выбор автомобиля с той или иной коробкой передач дело субъективное. Можно долго спорить о возможностях АКПП и говорить о преимуществах МКПП.

И ещё

К однозначному выводу прийти практически невозможно. Как говорилось ранее выбор, и ответственность лежит полностью на покупателе (водителе).

Именно он определяет степень комфорта управления транспортным средством с АКПП или МКПП.

Автоматическая коробка передач — принцип работы для чайников

Автоликбез23 октября 2016

Автоматическая коробка передач автомобиля предназначена для передачи мощности двигателя на колеса. Она устанавливает именно ту передачу, которая лучше всего подходит для текущей скорости движения. Автоматическая трансмиссия избавляет водителя от необходимости переключения скорости вручную. Компьютер автомобиля при помощи датчиков определяет, в какой момент необходимо переключить скорость и посылает сигнал в электронном виде на включение или выключение передачи.

Основные элементы автоматической трансмиссии

Механизм автоматической коробки передач автомобиля представляет собой систему рычагов и шестеренок, передающих мощность на ведущие колеса, позволяя двигателю работать наиболее эффективно.

Собирается коробка в алюминиевом кожухе, называемом картером. В нем располагаются главные компоненты автоматической трансмиссии:

1. Гидротрансформатор, выполняющий роль сцепления, но не требующий со стороны водителя производить непосредственное им управление.
2. Планетарный ряд, изменяющий передаточное отношение при переключении.
3. Задний, передний фрикционы, тормозная лента, непосредственно осуществляющие переключение передач.
4. Устройство управления.

Как работает гидротрансформатор?

Гидротрансформатор состоит из следующих основных элементов:

• насоса или насосного колеса;
• турбинного колеса;
• плиты блокировки;
• статора;
• обгонной муфты.

Чтобы понять, как работает автоматическая коробка передач, нужно в целом представлять ее устройство. Так, насос механическим соединением связан с двигателем. Турбинное колесо соединяется с валом КПП при помощи шлицов. При вращении насосного колеса при работающем двигателе создается поток масла, который вращает турбинное колесо гидротрансформатора.

Не помешает знать когда менять масло в автоматической коробе передач.

В этом случае гидротрансформатор выполняет роль обычный гидромуфты, посредством жидкости лишь передавая от двигателя на вал автоматической коробки крутящий момент. При увеличении оборотов двигателя сколь-нибудь существенного увеличения крутящего момента не происходит.

Для преобразования крутящего момента схема автоматической коробки включает статор. Принцип работы заключается в том, что он перенаправляет поток масла обратно на крыльчатку насоса, заставляя ее быстрей вращаться, увеличивая крутящий момент. Чем скорость вращения турбинного колеса по отношению к насосу меньше, тем большая остаточная энергия передается статором посредством возвращаемого масла на насос. Соответственно крутящий момент увеличивается.

Основы работы турбины и насоса АКПП

Турбина всегда вращается медленнее, чем насос. Максимальное соотношение скоростей вращения насоса и турбины достигается при неподвижном автомобиле, уменьшаясь при увеличении скорости транспортного средства (ТС). Связь статора с гидротрансформатором осуществляется через обгонную муфту, способную вращаться лишь в одном направлении.

Лопатки турбины и статора имеют особую форму, за счет чего поток масла перенаправляется на обратную сторону лопаток статора. При этом статор заклинивает и, оставаясь неподвижным, он передает на вход насоса наибольшую энергию масла.

За счет такого режима работы гидротрансформатора обеспечивается максимальная передача крутящего момента. Он увеличивается почти в три раза при трогании автомобиля с места.

При разгоне ТС турбина относительно насоса проскальзывает все меньше до наступления момента, когда колесо статора подхватывается потоком масла, начиная вращаться в направлении свободного хода обгонной муфты. Устройство при этом начинает работать как обычная гидромуфта, не увеличивает крутящий момент. В этом режиме КПД гидротрансформатора не превышает 85%. Такой режим работы сопровождается выделением избытка тепла и повышением расхода топлива.

Назначение блокировочной плиты

Этот недостаток устраняется при помощи специального устройства — блокировочной плиты. Несмотря на механическую связь с турбиной, конструктивно она выполнена так, что может перемещаться вправо и влево. Это устройство включается в работу при достижении автомобилем высокой скорости. По команде устройство управления поток масла меняется таким образом, чтобы он прижимал блокировочного плиту к корпусу гидротрансформатора справа.

При этом турбина и насос связываются друг с другом механически. Для повышения сцепления на внутреннюю сторону корпуса гидротрансформатора наносится специальный фрикционный слой. Таким образом двигатель связывается с выходным валом автоматической коробки. Естественно такая блокировка сразу выключается даже при незначительном торможении автомобиля.

Выше был описан лишь один из способов блокировки гидротрансформатора. Однако любой другой способ преследует ту же самую цель — предотвратить проскальзывание турбины по отношению к колесу насоса. Обычно описанный режим действия в различных источниках называется Lock-Up.

Работу гидротрансформатора для чайников будет проще понять, если вместо турбины и насоса представить два простых вентилятора, один из которых работает от сети, а другой вращается за счет создаваемого первым вентилятором потока воздуха. Только вместо воздуха здесь выступает масло, а лопасти первого вентилятора (насоса в случае АКПП) приводятся в движение не за счет электричества, а за счет механического соединения с валом двигателя автомобиля.

Планетарные ряды

Гидротрансформатор может увеличивать крутящий момент, но лишь до определенного предела. Устройство автоматической коробки передач для более значимого увеличения момента, например, при преодолении подъемов, а также для движения задним ходом предусматривает планетарные ряды. Планетарная передача также обеспечивает ровное переключения скоростей при движении без потери мощности мотора. Благодаря ей переключение происходит без толчков, случающихся при работе обычной трансмиссии.

Планетарный ряд включает следующие элементы:

• солнечную шестерню;
• сателлиты;
• эпицикл;
• водило.

Планетарным ряд называются из-за того, что фрикционные колеса, вращающиеся одновременно вокруг своих осей и перемещающиеся вместе с этими осями, очень напоминают планеты солнечной системы. От их взаимного положения зависит, какая в данный момент включена передача.

Как переключаются передачи в АКПП?

Переключение передач или изменение в планетарном редукторе передаточного числа осуществляется блокировкой и разблокировкой элементов планетарного ряда посредством тормозных лент и фрикционов. В гидравлической системе автоматической коробки передач автомобиля непосредственно переключение передач осуществляется клапаном. Трехскоростная коробка имеет два таких клапана, один из которых осуществляет переключение с первой передачи на вторую, другой — со второй на третью. Четырехскоростная коробка имеет уже три клапана.

Другие виды АКПП

Помимо рассмотренной гидравлической трансмиссии сегодня широко распространены другие типы автоматических коробок:

1. Вариаторная АКПП. В этом типе трансмиссии фиксированного передаточного числа для передач не существует. Поэтому такая АКПП называется бесступенчатой. Принцип работы в том, что в отличие от других «автоматов» она более эффективно использует мощность двигателя. Вследствие этого автомобили, оснащенные данным типом трансмиссии являются более экономичными и комфортными.
2. Роботизированная КПП. Автоматической такую коробку можно назвать условно, так как по сути она является обычной «механикой», где функция педали сцепления возложена на электронный блок. Автомобили с какими коробками также являются довольно экономичными, но менее комфортными, так как зачастую переключение передач в автоматическом режиме сопровождается рывками.

Таким образом, помимо наиболее распространенной гидравлической АКПП существует еще несколько видов автоматических коробок, различающихся своей конструкцией. Отличаются они ценой, экономичностью, комфортом управления авто. Общее же то, что водитель избавлен от необходимости самостоятельного выбора и переключения передач.

Устройство и принцип работы АКПП. Коробка автомат ремонт Алматы

Классический “автомат” включает в себя несколько агрегатов, главными из которых являются гидротрансформатор и механическая планетарная коробка передач.

Гидротрансформатор выполняет не только функции сцепления, но и автоматически изменяет крутящий момент в зависимости от нагрузки и частоты вращения колес автомобиля.

Гидротрансформатор состоит из двух лопастных машин — центробежного насоса, центростремительной турбины и расположенного между ними направляющего аппарата-реактора. Насос и турбина предельно сближены, а их колесам придана форма, обеспечивающая непрерывный круг циркуляции рабочей жидкости. В результате гидротрансформатор получил минимальные габаритные размеры и одновременно снижены потери энергии на перетекание жидкости от насоса к турбине.

Насосное колесо связано с коленчатым валом двигателя, а турбина — с валом коробки передач. Тем самым в гидротрансформаторе отсутствует жесткая связь между ведущими и ведомыми элементами, а передача энергии от двигателя к трансмиссии осуществляется потоками рабочей жидкости, которая отбрасывается с лопаток насоса на лопасти турбины.

Собственно, по такой схеме работает гидромуфта, которая просто передает крутящий момент, не трансформируя его величину. Чтобы изменять момент, в конструкцию гидротрансформатора введен реактор. Это также колесо с лопатками, однако оно жестко прикреплено к корпусу и не вращается (заметим: до определенного времени). Реактор расположен на пути, по которому масло возвращается из турбины в насос. Лопатки реактора имеют особый профиль, а межлопаточные каналы постепенно сужаются. По этой причине скорость, с которой рабочая жидкость течет по каналам направляющего аппарата, постепенно увеличивается, а сама жидкость выбрасывается из реактора в сторону вращения насосного колеса, как бы подталкивая и подгоняя его. Отсюда сразу два следствия.

Первое — благодаря увеличению скорости циркуляции масла внутри гидротрансформатора при неизменном режиме работы насоса (читай: двигателя, поскольку насосное колесо, как говорилось выше, жестко связано с коленвалом) крутящий момент на выходном валу гидротрансформатора увеличивается.

Второе — при неизменном режиме работы насоса режим работы турбины изменяется автоматически и бесступенчато в зависимости от приложенного к валу турбины (читай: колесам автомобиля) сопротивления.

Поясним эти аксиомы на конкретных примерах. Допустим, автомобилю, который двигался по равнинному участку дороги, предстоит подъем в гору. Забудем на время про педаль акселератора и посмотрим, как отреагирует на изменение условий движения гидротрансформатор. Нагрузка на ведущие колеса увеличивается, а автомобиль начинает терять скорость. Это приводит к уменьшению частоты вращения турбины. В свою очередь уменьшается противодействие движению рабочей жидкости по кругу циркуляции внутри гидротрансформатора. В результате скорость циркуляции возрастает, что автоматически приводит к увеличению крутящего момента на валу турбинного колеса (аналогично переходу на низшую передачу в механических КПП) до тех пор, пока не наступит равновесие между ним и моментом сопротивления движению.

По аналогичной схеме работает автоматическая трансмиссия и при старте с места. Только теперь самое время вспомнить про педаль газа, нажатие на которую увеличивает обороты коленчатого вала, а значит, и насосного колеса, и про то, что сначала автомобиль, а следовательно, и турбина находились в неподвижном состоянии, но внутреннее проскальзывание в гидротрансформаторе не мешало двигателю работать на холостом ходу (эффект выжатой педали сцепления). В этом случае крутящий момент трансформируется в максимально возможное число раз. Зато когда достигнута необходимая скорость, надобность в преобразовании крутящего момента отпадает. Гидротрансформатор посредством автоматически действующей блокировки превращается в звено, жестко связывающее его ведущий и ведомый валы. Такая блокировка исключает внутренние потери, увеличивает значение КПД передачи, уменьшает расход топлива в установившемся режиме движения, а при замедлении повышает эффективность торможения двигателем. Кстати, одновременно с целью снижения все тех же потерь реактор освобождается и начинает вращаться вместе с насосным и турбинным колесом.

Зачем же к гидротрансформатору присоединяют КПП, если он сам способен изменять величину крутящего момента в зависимости от нагрузки на ведущие колеса? Увы, гидротрансформатор может изменять крутящий момент с коэффициентом, не превышающим 2-3,5. Как ни крути, а такого диапазона изменения передаточного числа недостаточно для эффективной работы трансмиссии. К тому же нет-нет да и возникает надобность во включении заднего хода или полном разъединении двигателя от ведущих колес.

Коробки автоматических трансмиссий имеют зубчатые зацепления, но существенно отличаются от обычных механических КПП хотя бы потому, что передачи в них переключаются без разрыва потока мощности с помощью приводимых гидравликой многодисковых фрикционных муфт или ленточных тормозов. Необходимая передача выбирается автоматически с учетом скорости автомобиля и степени нажатия на педаль газа, которая определяет желаемую интенсивность разгона. За выбор передачи отвечает гидравлический и электронный блоки управления АКПП. Водитель, кроме нажатия на акселератор, может влиять на процесс смены передач, выбрав зимний или спортивный алгоритм переключения или установив, например, при движении в сложных условиях селектор КПП в специальное положение, которое не позволяет автоматике переключаться выше определенной разгонной передачи.

Кроме гидротрансформатора и планетарного механизма в состав КПП-автоматов входит масляный насос, снабжающий гидротрансформатор и гидравлический блок управления рабочей жидкостью и обеспечивающий смазку коробки, а также радиатор охлаждения рабочей жидкости, которая из-за интенсивного “перелопачивания” имеет свойство сильно нагреваться.

Источник: belautorent.com

Гидротрансформатор. Основные принципы работы — АКПП-52

В механической коробки передач двигатель подключен к передаче с помощью сцепления. Без этой связи автомобиль не сможет остановиться не убив двигатель. В автомобилях с автоматической коробкой передач (АКПП) нет сцепления, которое отключало бы трансмиссию от двигателя. Вместо него в коробке используется гидротрансформатор.

Ключевые моменты в устройстве и работе гидротрансформатора

Так же как и на механике автомобилю с автоматической коробкой передач нужен способ, чтобы одновременно держать двигатель работающим (крутящимся коленчатым валом), а колеса и шестерни в коробке передач остановленными. Для этого автомобили с МКПП используют сцепление, которое полностью отключает двигатель от коробки передач. Автоматическая коробка для этого использует гидротрансформатор.

Гидротрансформатор является одним из видов гидромуфты, которая дает двигателю вращаться независимо от трансмиссии. Если двигатель вращается медленно, например, когда автомобиль работает на холостом ходу на красном сигнале светофора, количество крутящего момента, который передается через гидротрансформатор, очень мало, и его достаточно, чтобы удержать автомобиль на месте путем лишь легкого нажатия на тормоз.

Как работает гидротрансформатор?

Существуют четыре компонента внутри корпуса гидротрансформатора — это насос, турбина, статор и трансмиссионное масло.

Особопрочный корпус гидротрансформатора крепится болтами к маховику двигателя. Таким образом корпус всегда крутится с той же скоростью, с какой крутится коленвал двигателя. Плавники, которые составляют насос гидротрансформатора, крепятся к корпусу, поэтому они также вращаются с той же скоростью, что и двигатель.

Насос внутри гидротрансформатора является одним из видов центробежных насосов. В то время как он вращается, жидкость движется направленно от центра к краям, примерно как вращающийся барабан стиральной машины во время отжима бросает воду и одежду по своим стенкам. В то же время, так как жидкость устремляется от центра, в это центре создается вакуум, который привлекает еще больше жидкости.

Затем жидкость поступает в лопасти турбины, которая связана с передачей. Именно турбина заставляет передачу крутиться, что в основном и приводит в движение автомобиль. В то время, как жидкость устремляется от центра к краям насоса, она встречает на своем пути лопасти насоса, которые направлены таким образом, что жидкость рикошетит о них и направляется уже вдоль оси вращения насоса прочь от него — к турбине, которая как раз и расположена напротив насоса.

Чтобы проще представить принцип работы гидротрансформатора, представим ситуацию с расположенными друг напротив друга на небольшом расстоянии (допустим, около одного метра) комнатными вентиляторами и направленными друг напротив друга — если включить один из вентиляторов, то он за счет своих искривленных лопастей погонит воздух от себя к вентилятору, который стоит напротив него, а тот, в свою очередь, начнет вращаться, потому как его лопасти также искривлены и поток воздуха толкает их все в какую-либо одну сторону (именно в ту сторону, в какую и начнет вращаться вал вентилятора).

Жидкость выходит из турбины в ее центре, двигаясь в противоположном направлении, чем то, в котором она когда-то вошла в турбину. То есть снова по направлению к насосу. И вот здесь заключается большая проблема — дело в том, что по своей конструкции (точнее, по конструкции своих лопастей), насос и турбина вращаются в противоположные стороны, и, если жидкости будет разрешено попасть обратно в насос, то это будет сильно замедлять двигатель. Вот почему гидротрансформатор имеет статор, который, с помощью своей конструкции, изменяет направление движения масла, и, таким образом, остаточная энергия, которая возвращается от турбины к насосу, идет в дело немного помогая двигателю раскручивать насос.

Скорость вращения турбины никогда не будет равной скорости вращения насоса, а КПД в гидротрансформаторе даже близко не будет стоять к механическим шестеренчатым механизмам, передающим крутящий момент. Именно поэтому у автомобиля с АКПП значительно более высокий расход топлива. Для борьбы с этим эффектом, большинство автомобилей имеет гидротрансформатор, оснащен блокировочной муфтой. Когда требуется, чтобы две половины гидротрансформатора (насос и турбина) вращались с одинаковой скоростью (это происходит, например, когда автомобиль движется на высокой скорости), блокировочная муфта блокирует их вместе намертво, что исключает проскальзывание насоса относительно турбины и, таким образом, повышает эффективность расхода топлива.

Устройство автоматической коробки передач АКПП автомобиля

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

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

Какие преимущества использования АКПП

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

Преимущества автоматической коробки передач:

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

Виды автоматических коробок передач АКПП

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

1. АКПП с гидравлическим устройством;
2. АКПП с электронным устройством управления;

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

Автоматическая трансмиссия переднеприводных автомобилей оснащена отделением главной передачи — дифференциал.

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

Схема устройство автоматической коробки передач АКПП

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

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

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

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

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

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

1. Что надо знать об автоматической коробке передач

2. Ремонт коробки автомат без снятия

3. Возможные проблемы при установке коробки автомат

устройство, принцип работы, особенности, преимущества и недостатки

Гидромеханическая трансмиссия автомобиля, назначение и устройство

Неотъемлемыми элементами конструкции классического устройства автомобиля служат сцепление с КПП. Но меняющийся образ жизни диктует создание оптимального комфорта для водителей. Это ведет к изменению стандартных узлов автомашины.
Их все чаще заменяет комбинированная гидромеханическая трансмиссия, в состав которой входит как механическая, так и гидравлическая трансмиссии. В устройствах этого типа передаточное число, крутящий момент меняются постепенно и плавно.

Трансмиссия

 Роль трансмиссии в машине

Для транспортного средства трансмиссией является все, что создает подачу крутящего момента от двигателя к колесам, например, КПП со сцеплением, как это в классических автомобилях. Сегодня в машинах их сменяют на АККП, когда управление облегчается, сцепление не предусмотрено, а переключения производятся автоматически.
Выполнение этих процессов обеспечивает гидромеханическая коробка передач. Для понимания процесса надо знать о двух главных моментах, возникающих при управлении автомобилем:

• При переключении скоростей трансмиссия отключается от двигателя;
• После смены дорожных условий выполняется изменение величины крутящего момента.

Это происходит после того, как выжато сцепление и переключена скорость коробкой передач (в обычных машинах). В транспортных средствах с АКПП эти процессы в большинстве случаев производит гидромеханическая коробка передач.

Механизм гидромеханической коробки

В устройство АКПП, применяемом в легковых автомобилях, входят:

Гидротрансформатор;

Управляющие составляющие;

Механическая коробка скоростей.

 Гидротрансформатор

Гидротрансформатор
В современный автомат входит гидротрансформатор, выполняющий в автомобиле с КПП (подает вращающий момент) функции сцепления. Благодаря гидротрансформатору транспортное средство плавно трогается.
Снижение динамических нагрузок в трансмиссии приводит к повышению долговечности двигателя, а также остальных механизмов трансмиссии.
Уменьшение количества переключений передач уменьшает утомляемость водителя.
Применение гидротрансформатора значительно увеличивает проходимость автомобиля по песку и снегу.

Он создает устойчивую силу тяги с очень маленькой скоростью вращения на ведущих колесах, чем увеличивается их сцепление с поверхностью дорожного покрытия.

Получается, что использование автоматических трансмиссий рекомендуется на внедорожниках. Гидротрансформатор имеет достаточно несложное устройство и объединяет три колеса:

• Двигатель с гидротрансформатором связывает насосное;
• Обеспечивает связь с первичным валом турбинное;
• Усиливает крутящий момент реакторное.

Турбины на 3/4 помещены в масло и защищены специальным корпусом. Рабочий процесс гидромеханического привода основывается на том, что вращающий момент направляется от двигателя к насосному колесу, к турбинному колесу подается поток масла.
Оно раскручивает колесо, и усилие предается на вал коробки скоростей.
Весь процесс циркуляции масла проходит по особой траектории: с внешней стороны насосного кольца направляется на турбинное, а далее назад через центр механизма идет к насосному.
Турбина
Гидротрансформатор автоматически меняет крутящий момент по мере нагрузки, далее он передается к механической коробке, и передачи переключаются фрикционными устройствами.

Гидравлический привод определяет достаточное передаточное число, изменяя напор жидкости для ее циркулирования между напорным диском и турбинным.

Свою работу гидротрансформатор выполняет непосредственно с планетарной коробкой.

Планетарная коробка

В гидромеханической АКПП чаще применяется планетарный механизм. При его простейшем устройстве крутящий момент подается к солнечной шестерне. С нею постоянно сцеплены свободно вращающиеся шестерни-сателлиты. На них предусмотрено водило, связанное с валом.
Если коронная шестерня находится в заторможенном положении, то крутящий момент через водило направляется на ведомый вал. Если шестерня расторможена, тогда сателлиты подают на нее крутящий момент. Ведомый вал при этом неподвижен.

 Достоинства и недостатки автоматической коробки

Плюсы АКПП:

Отсутствие переключения передач вручную;

Осуществление равномерной подачи мощности.

Автомобили автоматическим переключением скоростей отличаются особой плавностью хода. Когда водителю нет необходимости переключаться вручную, то облегчается процесс вождения транспортного средства.
Недостатками считается более сложная конструкция трансмиссий и их большая масса. К недостаткам относится более низкий КПД, снижающий топливную экономичность автомашины.
Это простейший вариант гидромеханической трансмиссии, а сегодня на легковые автомобили устанавливаются более совершенные модели.

Автоматическая коробка передач – основные типы, устройство, принцип работы АКПП, особенности эксплуатации и главные неисправности коробки автомат

АКПП, также именуемая как автомат или тяпка, представляет разновидность трансмиссии авто, позволяющую уменьшить нагрузку на шофера при езде так как выбор передач происходит автоматически, без участия водителя. Данный факт оказывает влияние на все характеристики, которыми обладают автомобили с коробкой автомат.

Преимущества АКПП

• увеличение комфорта при движении авто и освобождение шофера от контроля сторонних функций;
• плавное переключение передач и согласование нагрузки на мотор со скоростью и силой нажатия педали;
• предохранение мотора от любой перегрузки;
• допуск к частичному или полному ручному управлению трансмиссией.

Типы АКПП

Автоматические коробки современных автомобилей можно поделить на несколько типов, различающихся по системе управления и контроля над эксплуатацией автоматической коробки переключения передач. Первый тип трансмиссии управляется с помощью гидравлического устройства, а второй – электронным распределителем.

Типы автоматической коробки передач
«Внутренности» у обеих трансмиссий идентичны, однако существует несколько различий компоновки, которыми обладает каждая автоматическая коробка.
Все 3 типа автоматических коробок кратко рассмотрим более подробно, чтобы понять их отличие между собой и принцип работы.
Виды АКПП – кратко о главном.

Гидроавтомат – классическая АКПП

Гидравлический тип автоматической коробки передач является самой простой АКПП. Такая коробка исключает прямую связь двигателем и колесами.
Крутящий момент в ней передается двумя турбинами и рабочей жидкостью.
Вследствие усовершенствования механизма в такой коробке появилось специализированные электронное устройство, которое также смогло добавить такие режимы работы как: «зима», «спорт», экономичная езда.
Одним из главных недостатков, в сравнении с МКПП – это немного больше расход топлива и время на разгон.

Роботизированная АКПП

МТА в народе звучит как робот DSG, конструктивно наиболее схож с механической КПП, но с точки зрения управления — типичная АКПП, которая в следствии эволюции не только снизить потребления топлива, но и ряд других преимуществ естественно со своими нюансами.

Вариаторная трансмиссия

Хотя и считается автоматической коробкой, вариатор и автомат принципиально разные и по устройству и по принципу работы.
В такой коробке передач отсутствуют ступени так как нет фиксированного передаточного числа.
Водители привыкшие слушать мотор своего автомобиля не могут отслеживать её работу, ведь крутящий момент в коробке вариатор изменяется плавно и тональность двигателя не меняется.

Компоненты АКПП

• гидротрансформатор, который заменяет сцепление, и не потребует участия и управления со стороны шофера.
• вместо блока шестерен в АКПП установлен планетарный ряд. Эта часть помогает изменить отношение в АКПП при переключении трансмиссии.
• передний и задний фрикцион, а также тормозная лента, благодаря которым осуществляется непосредственно переключение передач.
• последняя и самая важная деталь – устройство управления, которое представляет собой узел из поддона коробки передач, насоса и клапанной коробки, выполняющей функции контроля. Данный компонент передает данные о движении посредством знаков, которые передают сигнал к действию самой АКПП.

Устройство и работа автоматической коробки передач.
Из всех основных компонентов уделим наибольшие внимания гидротрансформатуру коробки.

В состав гидротрансформатора входят:

центробежный насос;

статор;

центростремительная турбина;

насосное колесо;

турбинное колесо;

Статор является направляющим аппаратом, который расположен между данных деталей. С коленчатым валом двигателя связано насосное колесо, а с валом коробки передач – турбинное. У реактора 2 функции. Он может вращаться или блокироваться обгонной муфтой.
Основной задачей гидротрансформатора является гашение сильных толчков, которые передаются трансмиссией к двигателю и в обратном направлении. Данный аппарат увеличивает период эксплуатации данных деталей. При помощи жидкого масла осуществляется передача крутящего момента от двигателя к АКПП.
Обращайте внимание на следующие детали:

• передачи должны переключаться за 1 секунду, максимальное время – 1,5 секунды;
• оповещение переключений осуществляется легкими толчками;
• переключение передач должно быть бесшумным.

Как работает автоматическая коробка передач

В гидромеханической АКПП в классическом исполнении переключение передач, происходит за счет взаимодействия планетарных механизмов и гидромеханического привода при помощи электронных устройств.
Как правильно пользоваться классической АКПП?

Особенности эксплуатации АКПП

• Автоматическую коробку передач нужно хорошо прогревать, прежде чем начать движение (зимой это особенно актуально).
• При управлении АКПП переводить рычаг селектора переключения в положениях P и R во время движения, настоятельно не рекомендуется.
• Ненужно включать нейтральную передачу вовремя спуска с горы, якобы экономии топлива, — его все равно не будет, а вот проблемы с торможением, могут возникнуть.
• Тормозить двигателем можно не на всех режимах КПП. Этот пункт эксплуатации нужно изучить подробно в руководстве по эксплуатации конкретного автомобиля, пренебрежение такой особенности может стоить дорогого ремонта.

Проблемы АКПП и способы устранения

Самыми распространенными проблемами АКПП принято считать:

• явно выраженный рывок при переключении передачи, а также шум при переводе рычага селектора в другое положение;
• довольно часто в коробках-автомат происходит разрыв тормозной ленты переднего и заднего фрикциона;
• выход электро- или гидроблока из строя.

Рекомендуется менять масло в акпп через каждые 35-40 км, либо каждые 2 года, при тяжелых условиях эксплуатации каждые 25 тыс км. пробега.

Чтобы избежать подобных поломок, опытные работники автосервисов рекомендуют чаще прочищать масляный фильтр и рабочую жидкость, ведь большинство водителей не меняют её с момента приобретения авто. При возникновении проблем с автоматической трансмиссией, следует немедленно обратиться в сервисный центр производителя или на станцию технического обслуживания.
После процедуры замены масла необходимо проверить работу двигателя.
Сделайте это в несколько этапов:

нажмите на тормоз и переключите АКПП в первое положение, через нескольку секунд во второе и так до последнего;

установите после это нейтральную позицию АКПП;

если уровень масла изменился, необходимо его долить;

протестируйте работу авто на 20-25 километрах по городу и совершите повторный замер уровня.

Данные детали должны быть чистыми от крупных загрязнений. Единственное что допускается – небольшой налет и пыль. Не припустим также посторонний запах для фильтра.

Водителям автомобилей оснащенных механической коробкой переключения передач, время от времени, для того чтобы включить нужную передачу, приходится управлять машиной при помощи лишь одной только руки.
В отличие от них счастливые обладатели транспорта с автоматической коробкой переключения передач за рулевое колесо, на протяжении всего движения, могут держаться обеими руками.
И сейчас мы рассмотрим основосоставляющие типы автоматических коробок передач.

Классический гидравлический «Автомат» (АКПП) | Гидроавтомат

Ярким примером классической АКПП является именно гидравлический тип акпп, он же гидроавтомат. В отсутствии прямой связи между двигателем и колесами и заключается особенность данного типа акпп.
Встает вопрос о том – каким же образом крутящий момент передается? Ответ прост — двумя турбинами и рабочей жидкостью.
В последствии дальнейшей «эволюции» такого типа «автомата» роль управления в них взяли на себя специализированные электронные устройства, что позволило добавить в такие АКПП специальные «зимний» и «спортивный» режимы, появилась программа для экономичной езды и возможность переключать передачи «вручную».

В отличии от механической коробки переключения передач гидравлическому «автомату» топлива требуется несколько больше и времени на разгон нужно больше. Но эта та цена, которую приходится заплатить за комфорт. И именно «гидравлика», бросив вызов «механике», одержала уверенную победу во многих странах, кроме «старушки Европы».

Как работает автоматическая коробка передач
Водителями в Европе продолжительное время все разновидности АКПП категорически не принималась. Многое пришлось сделать инженерам прежде чем окончательно адаптировали автоматическую коробку переключения передач для Европы.
Но все это в итоге послужило повышению экономичности, появлению таких режимов как «зимний» и «спортивный».
К тому же коробка научилась подстраиваться индивидуально под стиль вождения водителя, появилась возможность ручного переключения передач на АКПП — что было немаловажно для европейских водителей.

Каждый из производителей предпочитал по своему называть такие трансмиссии, но самым первым из названий появилось — Autostick. Одним из самых распространенных сегодня по праву считается изобретение фирмы АУДИ — Tiptronic. БМВ, например такую трансмиссию назвали — Steptronic, Вольво же сочли подходящим названием для коробки-автомата Geartronic.

Все же при том что водитель включает передачи сам, ручным полностью он не считается. Это больше полуавтоматика, потому как трансмиссионный компьютер продолжает контролировать работу автомобиля вне зависимости от выбранного режима.

Роботизированная коробка передач | АКПП робот

МТА (Manual Transmission Automatically Shifted) — или так называемый в народе робот DSG, конструктивно, пожалуй, во многом сходен с «механикой», но с точки зрения управления — это ни что иное как АКПП. И хотя расход топлива здесь более умеренный, чем все на той же МКПП, есть и свои нюансы. «Робот» весьма эффективен лишь на весьма умеренном темпе езды.
Чем более агрессивным становится манера езды, тем болезненнее ощущаются переключения передач. Порой при переключениях даже может показаться, что вас как будто кто-то пихает в задний бампер. То есть отличие робота (Дсг) от автомата заключается в принципе работы первого. Однако невысокая стоимость и незначительный вес АКПП вполне компенсируют этот недостаток.

О коробке DSG Видео

Зачем “Роботу” два сцепления?

Volkswagen Golf R32 DSG с 2 сцеплениями
Существующие недостатки серьезно осложняли эксплуатацию роботизированной трансмиссии, особенно остро это отражалось на комфортности движения. Поэтому конструкторы в ходе продолжительных «поисков» пришли в итоге к решению которое решило проблемы — они оснастили «робота» двумя сцеплениями.
В 2003 году компания Фольксваген запустила в массовое производство роботизированную трансмиссию с двумя сцеплениями, впервые установив ее на автомобили Гольф R32. Название ему присвоили DSG (Direct Shift Gearbox). Здесь четными передачами управлял один диск сцепления, а нечетными второй.
Работу коробки это существенно смягчило, но тут появился другой солидный недостаток — цена этой АКПП довольно высока. Хотя массовое признание автолюбителями такой трансмиссии сможет решить эту проблему.

Вариатор | Вариаторная коробка передач
Вариаторная трансмиссия (Continuously Variable Transmission) — она крутящий момент изменяет плавно, в этом есть ее особенность.
Данная разновидность АКПП не имеет ступеней, фиксированное передаточное число у ее передач отсутствует.
И если сравнить ее с «гидравликой» – то работу последней мы можем отслеживать по показаниям тахометра, а вот вариатор очень размеренно подхватывает моменты переключения передач при этом скоростной баланс остается неизменным.

Вариатор | Бесступенчатая трансмиссия

Гидромеханическая коробка передач: принцип работы

Молодые автомобилисты часто встречают в сети интернет информацию о гидромеханической коробке передач автомобиля. Однако они до конца не понимают принцип ее работы. В этой статье мы расскажем, как работает гидромеханическая коробка передач, и почему она удобнее обычной механической коробки передач.

Конструкция гидромеханической коробки передач

Гидромеханическая коробка передач имеют немаловажную особенность – она обеспечивает автоматическое сцепление. Водителю не нужно постоянно нажимать педаль сцепления. Несмотря на отсутствие педали сцепления, Гидромеханика все-таки состоит из механической коробки передач и гидротрансформатора. Механическая КПП при этом может иметь разный принцип работы:
— двухвальный;
— трехвальный;
— многовальный;
— планетарный.
Вальный принцип работы гидромеханической коробки передач чаще всего применяется в крупном автомобильном транспорте: автобусах и грузовиках. Вальная гидромеханика работает на основе фрикционов – многодисковых муфт, которые работают в масле. Такой принцип работы позволяет избежать разрыва мощности и крутящего момента при переключении передач.
Также гидромеханическая коробка передач включает в себя ведущий, промежуточный и ведомый валы, многодисковое фрикционное сцепление (фрикцион) и зубчатую муфту. Управляет всеми этими подвижными механизмами передний и задний гидронасос. С помощью центробежного регулятора будет происходить автоматическое переключение передач.

Принцип работы гидромеханической коробки передач

Принцип работы гидромеханической коробки передач описан в таблице ниже.

Составляющие
Описание

Колеса с лопатками
Гидравлический механизм такой КПП состоит из трех колес: турбинного колеса, насосного колеса и колеса реактора.

Колесо насоса
Колесо насоса. работает с той же скоростью вращения, что и маховик двигателя

Турбинное колесо
При работе колеса насоса масло поступает на его наружную часть и под действие центробежной силы заставляет вращаться лопатки турбинного колеса.

Колеса реактора
После турбинного колеса масло поступает на колесо реактора, которое безударно и плавно транспортирует масло снова в насосное колесо. Благодаря циркуляции масла и перемещается крутящий момент от двигателя к колесам.

Планетарная механическая коробка передач

Является разновидностью гидромеханической коробки передач. Она состоит из планетарных механизмов. Главная солнечная шестерня закреплена на ведущем вале. Солнечная шестерня сцеплена с шестернями-сателлитами, которые свободно располагаются на своих осях. Сателлиты уже соединяются с ведомым валом через водило.
Крутящий момент передается от ведущего к ведомому валу с помощью ленточного тормоза и коронной шестерни. При вращении шестерни сателлиты вращаются вокруг своих собственных осей.

Крутящий момент от этого движения через водило передается на ведомый вал. Растормаживание коронной шестерни с помощью ленточного тормоза обеспечивает вращение шестерни.

Сателлиты перекатываются по ней беспрепятственно, при этом ведомый вал остается неподвижным.
[youtube url=»https://www.youtube.com/watch?v=HMXujdQX688″ width=»560″ height=»315″]

Гидромеханическая коробка передач: принцип работы и устройство

Автомобили 29 декабря 2016
Несмотря на растущую популярность автомобилей с автоматической коробкой передач, классическая механика по-прежнему в почете у многих водителей. Она надежнее, чем АКПП.
Но при эксплуатации водитель постоянно вынужден работать с педалью сцепления. Это доставляет некие неудобства, особенно в пробке. Так появилась гидромеханическая коробка передач.
Принцип работы ее и устройство рассмотрим в нашей сегодняшней статье.

Характеристика

Те водители, которые не хотят работать со сцеплением, отдают предпочтение именно этой трансмиссии. Гидромеханическая коробка передач выполняет сразу несколько функций. Она совмещает в себе сцепление и классическую коробку.

Переключение передач здесь производится автоматически либо полуавтоматически. Таким же образом устроена и гидромеханическая коробка передач погрузчика. Во время движения водитель не задействует педаль-сцепление.
Все, что нужно – это акселератор и тормоз.

О конструкции

Устройство гидромеханической коробки передач предполагает наличие гидравлического трансформатора. Данный элемент, в зависимости от конструктивных особенностей, может быть двух-, трех- и многовальным. Сейчас производителями применяется планетарная автоматическая гидромеханическая коробка передач.

Видео по теме

Как работает вальная КПП

На грузовых автомобилях и крупных автобусах чаще всего используется многовальная трансмиссия. Для того чтобы переключить передачу, здесь используются многодисковые муфты. Для их работы необходима смазка.
Масло гидромеханической коробки передач значительно отличается по консистенции от «механики». В последнем случае оно более густое. Для того чтобы включить первую и заднюю скорость на гидромеханике, используются зубчатые муфты.
Такая конструкция позволяет максимально плавно передавать крутящий момент от маховика на колеса.

Планетарные

Сейчас это более распространенная гидромеханическая коробка передач.Ее стали использовать благодаря ее компактным размерам и легкому весу.
Еще одно преимущество планетарной трансмиссии – это большой срок службы и отсутствие шумов при работе. Но есть у такой коробки и недостатки.
Из-за конструктивных особенностей такая трансмиссия более дорогая в производстве. Также она имеет низкий коэффициент полезного действия.

Как работает планетарная КПП

Ее алгоритм работы предельно прост. Переключение скоростей на планетарной гидромеханической трансмиссии производится при помощи фрикционных муфт.
Также для сглаживания ударов при переключении на пониженную, применяют специальную тормозную ленту. Именно при работе «тормоза» снижается сила передачи крутящего момента.
Но при этом переключение скоростей более плавное, нежели у вальных аналогов.
В основе планетарной трансмиссии лежит гидравлический трансформатор. Данный элемент расположен между двигателем и КПП. ГДФ состоит из нескольких составляющих:

• Колесо редуктора.
• Насос.
• Турбина.

В народе данный элемент называют «бубликом» из-за его характерной формы.Когда двигатель работает, крыльчатка насоса вращается вместе с маховиком. Смазка проникает внутрь насоса и дальше под воздействием центробежной силы начинает вращать турбину.
Масло из последнего элемента проникает в реактор, который выполняет функцию сглаживания ударов и толчков, а также передает крутящий момент. Циркуляция масла осуществляется по замкнутому кругу. Мощность автомобиля возрастает при вращении турбинного колеса.

Максимальный крутящий момент передается при движении машины с места. При этом реактор находится в неподвижном состоянии – его держит муфта. Когда автомобиль набирает скорость, обороты турбины и насоса увеличиваются. Муфта расклинивается и реактор вращается с нарастающей скоростью.

Когда обороты последнего элемента будут максимальными, гидротрансформатор перейдет в состояние работы муфты. Так он будет вращаться с такой же скоростью, что и маховик.

Особенности конструкции планетарной КПП

Планетарная гидромеханическая коробка передач состоит из ведущего вала, на котором находится сочлененная шестерня. Также здесь имеются сателлиты, вращающиеся на отдельных осях. Данные элементы вводятся в зацепление с внутренними зубьями коробки и коронной шестерней.
Передача крутящего момента осуществляется благодаря действию тормозной ленты. Она затормаживает коронную шестерню. По мере разгона автомобиля, их обороты растут. Задействуется ведомый вал, который воспринимает передачу крутящего момента от ведущего.
Как ГТФ устанавливает нужное передаточное число? Это действие производится автоматически. Когда скорость вращения колеса автомобиля растет, возрастает напор масла, который идет от насоса в турбину. Таким образом, крутящий момент на последней увеличивается.
Соответственно, обороты колеса и скорость движения машины тоже растут.

О кпд

Что касается коэффициента полезного действия, он на порядок ниже, чем на вальных КПП.
Максимальное его значение составляет от 0.82 до 0.95. Но при средних оборотах двигателя, данный коэффициент не превышает отметки в 0.75. Эта цифра растет с увеличением нагрузки на гидротрансформатор.

Обслуживание и ремонт гидромеханической коробки передач

При эксплуатации данной трансмиссии, необходимо следить за уровнем масла. Данная жидкость здесь является рабочей. Именно масло задействует турбины для передачи крутящего момента. На механических же коробках оно просто смазывает трущиеся шестерни.
Производители рекомендуют производить замену масла на гидромеханических коробках каждые 60 тысяч километров. Стоит отметить, что в конструкции такой КПП имеется свой фильтр. Он тоже меняется при достижении данного срока. Эксплуатация на низком уровне масла грозит пробуксовкой и перегревом трансмиссии.
Что касается ремонта, чаще всего выходит из строя гидравлический трансформатор. Признак неисправности – невозможность включения одной из передач, увеличенное время «срабатывания» нужной скорости. Также в этом случае разбирается и чистится сетка-маслозаборник и меняется клапан золотникового типа.

Если имеются течи, необходимо проверить момент затяжки болтов и состояние уплотнительных элементов. Во время эксплуатации на фильтре образуется металлическая стружка. Она забивает механизм и уровень давления масла падает. При повышенных нагрузках ресурс данного очистительного элемента снижается.

В таком случае его рекомендуют менять раз в 40 тысяч километров.

Как продлить ресурс

Чтобы увеличить срок эксплуатации гидромеханической коробки, необходимо следить за уровнем масла. При его недостаточном количестве возникает перегрев коробки. Рабочая температура не должна превышать 90 градусов. Современные автомобили оснащаются датчиком давления масла.
Его загорелась контрольная лампа, не стоит игнорировать ее. В дальнейшем это может спровоцировать поломку гидротрансформатора.Также не следует переключать передачи без выжима педали тормоза.

Коробка примет на себя весь удар, особенно если переключиться с первой на заднюю без предварительного оттормаживания. На ходу, если это затяжной спуск, не рекомендуется включать «нейтралку». Это также существенно снижает ресурс гидравлического трансформатора и рабочих муфт.

В остальном же необходимо придерживаться регламента замены масла и фильтров. Срок эксплуатации данной КПП составляет порядка 350 тысяч километров.

Заключение

Итак, мы выяснили, что собой представляет гидромеханическая коробка передач. Как видите, при должном обслуживании она будет такой же надежной, как механическая. При этом водителю не придется постоянно выжимать сцепление.

Автоматическая коробка передач – это одна из разновидностей автомобильных трансмиссий, которая обеспечивает передачу крутящего момента мотора на колеса. Главная особенность данной коробки заключается в том, что …
Автомобили
Какой стартер лучше – редукторный или обычный? Отличия, принцип работы и устройство
Технический прогресс не стоит на месте и постоянно развивается. Каждый год появляются новые технологии, что позволяет инженерам улучшать или создавать совершенно новые детали. Это касается и машиностроения. В России е…
Автомобили
Вискомуфта: принцип работы и устройство
Сейчас большую популярность на автомобильном рынке получили кроссоверы. Они имеют как полный, так и монопривод. Подключается он при помощи такого устройства, как вискомуфта. Принцип работы агрегата – далее в наш…
Автомобили
Автомобильный гидрокомпенсатор: принцип работы и устройство
Эти детали вошли в конструкцию автомобиля сравнительно недавно. В 60-х ими стали комплектовать некоторые модели машин. Устройство и принцип работы гидрокомпенсатора интересны многим водителям, а значит, нужно рассказа…
Автомобили
Секвентальная коробка передач. Принцип работы, особенности конструкции
Продавцы новых авто в салонах стараются не использовать столь пугающий термин, как «секвентальная коробка передач». Но если не вдаваться в подробности, то для пользователя это могут быть различные вариации…
Домашний уют
Автоматический кернер своими руками: принцип работы и устройство
В работе с металлом мастеру часто приходится просверливать отверстия. Во время этой процедуры сверло дрели нередко соскальзывает в стороны, создавая тем самым большие неудобства. Предотвратить это можно за счет исполь…
Домашний уют
Насосная станция: принцип работы и устройство
С каждым годом увеличивается число жителей мегаполисов и крупных городов, которые начинают задумываться о приобретении и обустройстве собственного загородного жилья. Одни решают приобрести домик в деревне, другие возв…
Домашний уют
Герконовое реле: принцип работы и устройство
Коммутационные устройства или контакты широко используются в различных электрических или радиотехнических приборах. Для повышения эксплуатационных свойств техники, для продления срока службы и повышения надежности сое…
Новости и общество
АЭС: принцип работы и устройство. История создания АЭС
В середине ХХ века лучшие умы человечества упорно трудились сразу над двумя задачами: над созданием атомной бомбы, а также над тем, как можно использовать энергию атома в мирных целях. Так появились первые в мире атом…
Образование
Паровые котлы: принцип работы и устройство
Паровым котлом называют устройство для превращения воды в пар, используемое как в быту, так и в промышленности. Пар применяется для обогрева помещений, аппаратов и трубопроводов, а также для вращения турбомашин. Давай…

АКПП — описание, устройство и назначение

Автоматическая коробка передач обеспечивает автоматический выбор нужного передаточного числа, исходя из анализа ряда факторов.История появления автоматический трансмиссии началась с момента создания самых ранних конструкций машин, в том числе — Ford T (в этой модели использовалась двухступенчатая планетарная трансмиссия).
На данный момент в Казани встречаются автомобили с тремя разновидностями автоматической трансмиссии: гидротрансформатором, вариатором и роботизированной коробкой.

Автоматическая коробка передач: устройство и принципы работы

Коробка автомат отличается от стандартной МКПП автоматическим переключением передач. Вместо механического привода в традиционнойАКПП используется гидромеханический привод и планетарные механизмы. Сцепление в коробке автомат заменено гидротрансформатором, поэтому АКПП правильнее называть «автоматическая трансмиссия», а не коробка передач. В некоторых моделях машин, которые часто можно встретить в автосервисах Казани, гидротрансформатор работает вместе с обычной 2-х или 3-хвальной коробкой передач. Однако чаще гидротрансформатор работает с планетарной коробкой.

АКПП и ее конструкция

Традиционные АКПП состоят из следующих элементов:

• Гидротрансформатор. Он устанавливается между мотором машины и самой коробкой.Его основной функцией является передача момента с проскальзыванием во время старта авто с места. На 3-й или 4-1 передаче гидротрансформатор блокируется фрикционной муфтой, что приводит к снижению расхода топлива.
• Барабаны.
• Фрикционные и обгонные муфты. С помощью фрикционного пакета осуществляется переключение передач путем соединения или разъединения элементов АКПП. Обгонная муфта необходима для снижения силы ударов во фрикционных муфтах в момент переключения передач: она проскальзывает в одном направлении и заклинивается с передачей момента.
• Планетарные валы.Редуктор опосредованно передает крутящий момент, приводя весь механизм в действие.
• Тормозная лента (не обязательный элемент, встречается в некоторых конструкциях авто).

От традиционных видов автоматических трансмиссий отличаются коробки Honda, которые достаточно распространены в Казани. В них вместо планетарного редуктора используются аналогичные МКПП валы с шестернями.
Управление автоматической трансмиссией осуществляется с помощью набора золотников, которые управляют потоками жидкостей (масла), поступающих к фрикционным муфтам и поршням тормозных лент (если это предусмотрено конструкцией коробки). Положения золотников могут задаваться в автоматическом режиме (электронная или гидравлическая автоматика) или с помощью рукоятки селектора.
Если Вам требуется большеТут можно подробнее прочитать про ремонт акпп в Казани Услуги автосервиса: Контакты:

Пн-Сб: 9 00 — 20 00 (без обеда)
Вс: 9 00 — 20 00 (без обеда)

Наш адрес: РТ, г. Казань
Ул. Габишева 40
на карте Сервис:

(843) 216-55-56

Магазин: (843) 253-64-83 Преобразователи крутящего момента

— обзор

Управление автоматической коробкой передач

Подавляющее большинство легковых и легких грузовиков, продаваемых в США, оснащены автоматическими коробками передач. Большинство этих трансмиссий имеют электронное управление. Конфигурация автоматической коробки передач состоит из гидротрансформатора и ряда планетарных передач.

Коробка передач (автоматическая или ручная) — это система передач, которая регулирует отношение частоты вращения двигателя к частоте вращения колес.По сути, трансмиссия позволяет двигателю работать в оптимальном рабочем диапазоне независимо от нагрузки или скорости автомобиля. Он обеспечивает передаточное отношение между частотой вращения двигателя и скоростью транспортного средства, так что двигатель обеспечивает достаточную мощность для движения транспортного средства на любой скорости. Любая зубчатая передача, соединяющая пару валов, по которым передается крутящий момент / мощность, является механическим эквивалентом электрического трансформатора. Подобно тому, как трансформатор может максимизировать мощность, передаваемую от источника к нагрузке, система зубчатых передач имеет возможность максимизировать передачу мощности двигателя нагрузке на ведущих колесах при поддержании частоты вращения двигателя (под нагрузкой) на приемлемых значениях.

Для достижения оптимальной передачи мощности на нагрузку с механической коробкой передач водитель выбирает правильное передаточное число из набора возможных передаточных чисел (обычно от трех до пяти для легковых автомобилей). Автоматическая коробка передач выбирает передаточное число с помощью системы автоматического управления.

Конфигурация автоматической коробки передач состоит из механизма гидравлической муфты, известного как преобразователь крутящего момента, и системы планетарных передач. Гидротрансформатор образован парой конструкций полутороидальной формы (т.е.е., объект в форме пончика, расщепленный по плоскости симметрии). Рис. 6.28 представляет собой схематический эскиз преобразователя крутящего момента, показывающий два полутороида.

Рис. 6.28. Конфигурация гидротрансформатора.

Один из тороидов приводится в движение двигателем через входной вал и называется насосом. Другой находится в непосредственной близости и называется турбиной. И насос, и турбина имеют лопатки, расположенные почти в осевых плоскостях. Кроме того, к раме прикреплен ряд лопаток, которые называются реактором.Вся конструкция установлена ​​в герметичной камере и заполнена гидравлической жидкостью (то есть трансмиссионной жидкостью). Когда насос вращается двигателем, гидравлическая жидкость циркулирует, как показано стрелками на рис. 6.28. Жидкость сталкивается с лопатками турбины, передавая ей крутящий момент. Гидротрансформатор представляет собой гидравлическую муфту для передачи крутящего момента двигателя и мощности на турбину от двигателя. Крутящий момент, который прикладывается к насосной части гидротрансформатора, является крутящим моментом моторного тормоза ( T _b ).Обозначая крутящий момент, прилагаемый к выходному валу турбиной T _T , этот последний крутящий момент определяется как T _T = T _R T _b , где T _R — коэффициент увеличения крутящего момента гидротрансформатора. Однако свойства преобразователя крутящего момента таковы, что, когда транспортное средство остановлено в соответствии с неподвижной турбиной, двигатель может продолжать вращаться (как это происходит, когда транспортное средство остановлено при работающем двигателе).Обычно, когда автомобиль остановлен и выходной вал гидротрансформатора не вращается, двигатель работает на холостом ходу и производит минимальную T _b . Лопатки турбины заблокированы, а T _T достаточно малы, чтобы только небольшой крутящий момент, приложенный к колесам тормозами, мог остановить транспортное средство.

Подробная аналитическая модель гидротрансформатора приведена в статье Аллена Котвицкого. ¹ В этой статье объясняется, что преобразователь крутящего момента представляет собой форму устройства гидравлической муфты, в которой добавлен реактор, который жестко соединен с корпусом трансмиссии и обычно не вращается.Однако эффективность преобразователя крутящего момента повышается всякий раз, когда реакция крутящего момента на жидкость равна нулю, позволяя реактору свободно вращаться. Гидротрансформатор заполнен трансмиссионной жидкостью, которая циркулирует через насос-турбину-реактор за счет вращения насоса за счет вращения коленчатого вала двигателя. Эта жидкость течет по кольцевому пути, как показано на рис. 6.28. Физический принцип работы, на котором основана гидравлическая муфта или преобразователь крутящего момента, заключается в том, что крутящий момент в любой такой системе является результатом скорости изменения углового момента во времени.В цитированной выше ссылке показано, что крутящие моменты насоса T _p и турбины T _t равны

(6.60) Tp = AωpQ + BQ2TT = AωpQ − CωtQ + DQ2

где ω _p = угловая скорость насоса (рад / с), ω _t = угловая скорость турбины (рад / с) и Q = объемный расход жидкости

A = ρRpx2

B = ρRpxtanαpxApx − RrxtanαrxArx

C = ρRtx2

и

D = ρRpxApxtanαpx − RrxAtxtanαtx

, где ρ — плотность трансмиссионной жидкости.

В этих уравнениях двойной индекс у переменной означает первый индекс p → насос, r → реактор и t → турбина, а второй индекс e → вход и x → выход. Параметры с двойным индексом имеют следующее значение:

A — это площадь поперечного сечения преобразователя по нормали к кольцевому потоку ( p ).

R — радиус от оси преобразователя.

α — угол лезвия элемента относительно оси.

Далее показано, что объемный расход определяется как

(6,61) Q = −Hωt − Gωp2I + Hωt − Gωp2 + 4IEωp2 + Fωt22I12

, где E , F , G , H и I — константы, указанные в цитируемой ссылке. В этой ссылке разработана эмпирическая оценка коэффициентов полинома первого порядка на основе линейной регрессии для Q вида:

Q≈α1ωp + βωt

, где предполагается ωt≅Sωp

, где S — передаточное отношение.

Используя это приближение, в ссылке показано, что коэффициент крутящего момента T _R определяется как

(6,62) TR = TTTp = A + Dα1ωp + Dβ − CωtA + Bα1ωp + Bβωt

, где

α1 = EIE + FG2 / h3 + G2I

β = FGHIE + FG2 / h3-h3I

Эта упрощенная модель показана в ссылке, чтобы хорошо коррелировать с экспериментальными данными и обычно достаточна для разработки средств контроля передачи.

Планетарная передача состоит из трех типов шестерен, соединенных вместе, как показано на рис.6.29A. Внутренняя шестерня известна как солнечная шестерня. Есть три шестерни, зацепленные с одной и той же шестерней под равными углами, которые известны как планетарные шестерни. Эти три шестерни связаны между собой клеткой, которая поддерживает их оси. Третья шестерня, известная как кольцевая шестерня, представляет собой часть цилиндра с зубьями шестерни внутри. Кольцевая шестерня входит в зацепление с тремя планетарными шестернями.

Рис. 6.29. Схема конфигурации АКПП. (A) Конфигурация планетарной передачи; (B) Иллюстративная конфигурация трансмиссии.

Во время работы одна или несколько из этих зубчатых передач закреплены на картере коробки передач с помощью набора муфт с гидравлическим приводом. Действие планетарной зубчатой ​​передачи определяется тем, какой комплект или комплекты сцеплений включены. Например, если коронная шестерня удерживается неподвижно и входная мощность (крутящий момент) подается на солнечную шестерню, планетарные шестерни вращаются в том же направлении, что и солнечная шестерня, но с увеличенным крутящим моментом. Обозначим входной крутящий момент, приложенный к солнечной шестерне, и угловую скорость вала, приводящего в движение эту зубчатую систему, как T _i и ω _i , соответственно.Выходной крутящий момент и его частота вращения обозначены T, _o и ω, _o соответственно. Модель для этой системы зубчатых колес составляет

(6,63) To = gTiωo = ωi / g

, где g — передаточное число:

g = Np / Ns

N _s — число зубьев солнечной шестерни, а N _p — количество зубьев планетарной шестерни.

Если сепаратор планетарной шестерни зафиксирован, солнечная шестерня приводит в движение коронную шестерню в противоположном направлении, как это происходит при передаче заднего хода.Если все три набора шестерен прикреплены друг к другу, а не к корпусу трансмиссии, достигается прямой привод (передаточное число = 1).

Типичная автоматическая трансмиссия имеет ряд планетарных зубчатых передач (обозначенных g ₁ , g ₂ и g ₃ на рис. 6.29B), каждая со своим собственным набором гидравлических приводятся в действие муфты, как схематически изображено на рис. 6.29B. В автоматической коробке передач с электронным управлением муфты приводятся в действие электрически или электрогидравлически с помощью приводов соленоидного типа, описанных в главе 5.

Большинство автоматических трансмиссий имеют три передаточных числа передних передач, хотя некоторые имеют два, некоторые четыре или более, и все имеют задний ход. Правильно используемая механическая трансмиссия обычно имеет преимущества по эффективности по сравнению с автоматической трансмиссией (из-за потерь мощности в гидротрансформаторе), но автоматическая трансмиссия является наиболее часто используемой трансмиссией для легковых автомобилей в США. В прошлом автоматические трансмиссии управлялись с помощью гидравлической и пневматической системы, но в современных транспортных средствах обычно используется электронное управление как часть интегрированной системы управления трансмиссией.Система управления должна определять правильное передаточное число, определяя выбранную водителем команду, положение педали акселератора, нагрузку на двигатель и движение автомобиля. Еще раз, как и в случае электронного управления двигателем, электронное управление трансмиссией может оптимизировать управление трансмиссией. Однако, поскольку двигатель и трансмиссия работают вместе как единое целое, вырабатывающее энергию, разумно управлять обоими компонентами в одном электронном контроллере. Правильное передаточное число фактически вычисляется в блоке электронного управления трансмиссией системы управления трансмиссией.

На рис. 6.29B схематично изображена трансмиссия, обозначающая двигатель E , преобразователь крутящего момента (TC), систему передач, дифференциал D (с передаточным числом g, _D ) и оси с ведущие колеса (которые могли быть передними или задними). Конфигурация и принципы работы дифференциала описаны далее в этой главе. Для простоты удобно предположить, что правое и левое ведущие колеса (или все четыре ведущих колеса для полного привода) идентичны и представляют комбинированный момент нагрузки T _L на ведущую ось.В этом случае выходной крутящий момент трансмиссии T _o равен

To = TL / gD

Система зубчатых передач состоит из набора планетарных редукторов, каждый из которых имеет передаточное число g _n ( n = 1,2,…, N ). Соответствующая передача выбирается системой управления, которая управляет правильным набором муфт через электрогидравлический привод (например, электромагнитный клапан, подающий трансмиссионную жидкость под давлением к комплекту муфт).Для систем шестерен, соединенных последовательно, общее передаточное число g от выхода гидротрансформатора к нагрузке равно

(6,64) gT = gD∏n = 1Ngn

В противном случае для параллельно соединенной системы шестерен, как показано на рис. . 6.29B, передаточное число задается формулой

(6,65) gT = gDgn

. Хотя существует множество возможных режимов управления трансмиссией в зависимости от условий эксплуатации транспортного средства и команд водителя, в иллюстративном примере режима максимальная мощность, передаваемая на нагрузку. (ведущие колеса) для заданной мощности торможения двигателем ( P _b = T _b ω _e ).Простая приближенная и искусственная модель для объяснения максимальной передачи мощности через систему передач основана на электрической эквивалентной схеме, в которой крутящий момент аналогичен напряжению ( В, ), а угловая скорость вала, по которому прилагается крутящий момент, аналогична току. Я . Как и в случае с механической мощностью, электрическая мощность P _e для чисто резистивных цепей определяется как

Pe = VI

Импеданс z определяется как

z = V / I

Для переменного тока электрическая цепь, мощность, передаваемая на нагрузку через трансформатор отношения витков N ₂ / N ₁ = r максимизируется, когда

r = RLRs

R _s = источник сопротивление и R _L = сопротивление нагрузки.

Механический эквивалент импеданса Z _м определяется как T / ω . Для этой искусственной модели предполагается, что доступная мощность двигателя фиксируется углом дроссельной заслонки и что внутренние потери на трение пропорциональны ω _e . В этой модели зубчатая передача с передаточным числом г аналогична трансформатору с передаточным числом г .

Основываясь на аналогии трансформатора с зубчатой ​​передачей, передаточное число, которое максимизирует передачу мощности двигателя на мощность нагрузки ( P _L = T _L ω _L ) g ∗, равно приблизительно равным

г * = TL / ωLTb / ωe

В этой простой модели трансмиссии контроллер запрограммирован на выбор ближайшего доступного передаточного числа из набора возможных вариантов до г *.Однако на практике критерии выбора передачи основаны на оптимизации топливной экономичности двигателя, за исключением условий сильного ускорения, для которых выбор передачи обычно таков, что двигатель работает почти с максимальным крутящим моментом.

Другой режим управления трансмиссией заключается в максимальном увеличении крутящего момента ведущей оси T _L , тем самым максимизируя ускорение транспортного средства всякий раз, когда команда водителя приводит к полностью открытой дроссельной заслонке (WOT). Этот режим требует максимально доступного передаточного числа при условии, что частота вращения двигателя остается близкой к точке максимального тормозного момента.

Соответствующие муфты приводятся в действие давлением трансмиссионной жидкости, действующим на поршневые механизмы. Давление включается в соответствующей муфте через электромагнитные клапаны, на которые под давлением подается жидкость для автоматической коробки передач. Соленоиды представляют собой исполнительные механизмы, которые получают электрический сигнал от системы управления трансмиссией, как описано в главе 5.

Во время нормального движения электронный контроллер трансмиссии определяет желаемое передаточное число на основе измерений нагрузки на двигатель и числа оборотов в минуту, а также числа оборотов выходного вала коробки передач.Эти измерения частоты вращения выполняются с использованием бесконтактных датчиков угловой скорости (обычно магнитных по своей природе), как описано в главе 5. После определения этого желаемого передаточного числа однозначно определяется набор включаемых муфт, и управляющие сигналы отправляются на соответствующие муфты. .

Обычно самое высокое передаточное число (то есть отношение скорости входного вала к скорости выходного вала) желательно, когда транспортное средство движется на низкой скорости, например, при ускорении после остановки. Когда скорость автомобиля увеличивается после остановки, достигается уровень переключения, при котором выбирается следующее низшее передаточное число.Этот порог переключения (переключения передач) является возрастающей функцией нагрузки, измеряемой датчиком массового расхода воздуха или абсолютного давления в атмосферном воздухе.

Иногда (особенно при постоянной скорости транспортного средства) водитель требует увеличения мощности двигателя (например, для резкого ускорения). В этом случае контроллер переключается на более высокое передаточное число, что приводит к более высокому ускорению, чем было бы возможно при предыдущей настройке передачи. В условиях устойчивого крейсерского движения передаточное число трансмиссии равно единице, а общее передаточное число от двигателя к ведущим колесам составляет г _D (т.е.е., передаточное число дифференциала). Функциональную взаимосвязь между передаточным числом и рабочим режимом часто называют «графиком переключения», который программируется в ПЗУ.

Гидротрансформатор | Инжиниринг | Fandom

Преобразователь крутящего момента представляет собой гидравлическую гидравлическую муфту, которая используется для передачи мощности от одного или нескольких двигателей на карданный вал или другой выходной вал. Он заменяет механическую муфту и в определенных диапазонах рабочих скоростей умножает входной крутящий момент, обеспечивая эквивалент редуктора.

Преобразователи крутящего момента

обычно используются в автомобильных автоматических трансмиссиях, но также используются в морских силовых установках и в различных промышленных станках.

Гидротрансформатор, как и любая гидравлическая муфта, представляет собой герметичную камеру, заполненную гидравлической жидкостью (обычно легким маслом) и содержащую насос (или рабочее колесо ), приводимое в действие двигателем (двигателями), и турбину, соединенную с выходным валом. Рабочее колесо представляет собой тороидальный диск, соединенный с коленчатым валом двигателя (или выходным валом двигателя или другого источника энергии).

Умножение крутящего момента статора [править | править источник]

Гидротрансформатор отличается от простой гидравлической муфты добавлением статора, диска с веерообразными лопатками, соединенного с трансмиссией через фиксированный вал с односторонней муфтой, которая позволяет ему вращаться только в направлении, противоположном направлению вращения. радиальное движение жидкости. Без статора жидкость, покидающая турбину, ударялась бы о крыльчатку радиальным движением, противоположным ее вращению, вызывая эффект торможения. Со статором возвращающаяся жидкость ударяется о лопасти статора, которые меняют радиальное направление движения жидкости, так что она движется в том же направлении, что и рабочее колесо, когда оно снова входит в камеры рабочего колеса.Это изменение направления значительно увеличивает эффективность рабочего колеса, а сила удара жидкости по лопаткам статора также оказывает крутящий момент на выходном валу турбины, обеспечивая дополнительное умножение крутящего момента, эквивалентное более высокому числовому передаточному отношению.

При работе двигателя или источника питания крыльчатка вращается с одинаковой скоростью. Вращение радиальных камер на внутренней поверхности насоса передает центробежный радиальный поток жидкости в преобразователе, что заставляет гидравлическую жидкость ударяться о внешние края турбины.Радиальные камеры на поверхности турбины передают угловой момент жидкости центростремительно, меняя ее направление на обратное и прикладывая крутящий момент к диску турбины, который заставляет его вращаться в том же направлении, что и рабочее колесо. Жидкость выходит из центра турбины и возвращается к крыльчатке, чтобы снова начать цикл.

Поскольку часть кинетической энергии, передаваемой жидкости, теряется на трение (повышая температуру жидкости, а не вызывая в ней движение), турбина всегда проскальзывает (вращается медленнее, чем рабочее колесо), особенно на очень низких скоростях.Если частота вращения крыльчатки очень низкая, например, на холостом ходу автомобильного двигателя, крутящего момента на выходном валу турбины будет недостаточно для преодоления инерции вала, позволяя валу оставаться в неподвижном состоянии без остановки двигателя и исключая необходимость выключения сцепления.

По мере увеличения числа оборотов двигателя частота вращения крыльчатки и турбины становится почти одинаковой (достигая точки минимального проскальзывания). Поскольку турбина вращается быстрее, чем жидкость может выйти из ее радиальных камер, чистый угловой момент выходящей жидкости находится в том же направлении, что и вращение турбины, а не противоположно ему.Когда рабочее колесо приближается к этой скорости, умножение крутящего момента, обеспечиваемое статором, уменьшается. На этой критической скорости (скорость останова преобразователя ) жидкость ударяется о заднюю часть лопаток статора, заставляя статор вращаться свободно, так что он не будет мешать обратному потоку жидкости.

Максимальное увеличение крутящего момента, обеспечиваемое статором, зависит от угла и конструкции его лопастей. Типичное увеличение крутящего момента составляет от 1,8 до 2,5: 1 для большинства автомобильных приложений, вплоть до 5.0: 1 или более для статических промышленных применений или тяжелых морских силовых установок. Угол и форма лопастей также влияют на скорость остановки статора (хотя фактическая скорость остановки также является функцией входного крутящего момента двигателя; двигатель с меньшим крутящим моментом остановит статор при более низких оборотах).

Хотя умножение статора увеличивает крутящий момент, передаваемый на выходной вал турбины, оно также увеличивает проскальзывание внутри преобразователя, повышая температуру жидкости и снижая общий КПД.По этой причине характеристики преобразователя крутящего момента должны соответствовать кривой крутящего момента источника питания и предполагаемому применению. Например, в трансмиссиях для дрэг-рейсинга часто используются преобразователи с высокими скоростями сваливания для улучшения крутящего момента в автономном режиме, поскольку эффективность преобразователя на крейсерских скоростях не имеет значения.

Некоторые преобразователи крутящего момента, такие как определенные версии Turbo-Hydramatic от General Motors, имеют статор с регулируемым шагом , который может изменять угол наклона лопаток статора между двумя или более положениями в зависимости от частоты вращения двигателя и положения дроссельной заслонки, обычно с помощью соленоида, который перемещает лопасти на больший угол при включении.

В некоторых преобразователях крутящего момента используется несколько статоров и / или несколько турбин, чтобы обеспечить более широкий диапазон увеличения крутящего момента. Такие многоэлементные преобразователи чаще встречаются в промышленных приложениях, чем в автомобильных трансмиссиях.

Преобразователи крутящего момента с несколькими статорами недолговечны в таких автомобильных системах, как Buick, Triple Turbine Dynaflow и Chevrolet. Они полностью отказались от механической передачи, за исключением передачи заднего хода, вместо этого полагаясь на увеличение крутящего момента преобразователем, чтобы обеспечить эквивалент бесступенчатой ​​трансмиссии.К началу 1960-х годов автопроизводители в основном прекратили производство этих трансмиссий, потому что они были дорогими в производстве, имели чрезмерное проскальзывание и низкую надежность.

Несмотря на потерю эффективности, умеренное проскальзывание муфты обеспечивает более плавный и равномерный поток мощности за счет поглощения вибрации двигателя и трансмиссии, а не передачи ее на выходной вал или окружающее оборудование.

Гидротрансформаторы с блокировкой [править | править источник]

Поскольку проскальзывание внутри гидротрансформатора снижает эффективность и может привести к чрезмерному нагреву, некоторые преобразователи включают механизм блокировки : механическое сцепление, которое включается на крейсерских скоростях, чтобы физически связать рабочее колесо с турбиной, заставляя их вращаться с той же скоростью, что и без проскальзывания.

Первым автомобильным применением принципа блокировки была трансмиссия Packard Ultramatic, представленная в 1949 году, которая блокировала гидротрансформатор на крейсерских скоростях и разблокировалась при опускании дроссельной заслонки для быстрого ускорения. Потребность в увеличении экономии автомобильного топлива привела к постепенному, но широко распространенному применению гидротрансформатора для автомобильных трансмиссий в период с конца 1970-х до середины 1980-х годов.

Преобразователи крутящего момента

имеют номинальный крутящий момент и — максимальный входной крутящий момент, который преобразователь может безопасно выдерживать.Допустимый крутящий момент зависит от диаметра корпуса преобразователя, объема гидравлической жидкости, доступного охлаждения, прочности уплотнения и материалов, используемых для изготовления таких компонентов, как валы и подшипники.

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 светофоре, 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 преобразователь крутящего момента, 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 в трансмиссию. Выходной крутящий момент увеличивается почти вдвое.

ЧАСТИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ МОМЕНТА

Гидротрансформатор состоит из трех основных частей

1.Рабочее колесо или насос

Крыльчатка соединена 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 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, 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 операций

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, а 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. 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. Во время ускорения 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

Трехступенчатые преобразователи крутящего момента используют 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.

блокировка гидротрансформатора | Коробка передач Bowler Performance

Блокировка гидротрансформатора

— одна из тех вещей, которую можно легко упустить из виду при нормальной работе любой новой автоматической коробки передач.С трансмиссиями, управляемыми компьютером, которые мы привыкли водить сегодня, преобразователь будет блокироваться и разблокироваться, а мы даже не осознаем, что происходит. Блокирующий преобразователь был представлен в конце 1940-х годов, но из-за дополнительных затрат он не пользовался популярностью до конца 1970-х годов, когда энергетический кризис потребовал более эффективной работы автоматических трансмиссий. Большинство из нас, любители хот-родов, всегда думают о трансмиссиях GM 700-R4 и 200-4R как о нашем первом опыте установки гидротрансформатора, поскольку они по-прежнему очень популярны.

Если вы точно не знаете, что такое блокировка гидротрансформатора, простой ответ: муфта блокировки снимает нагрузку с гидравлической муфты гидротрансформатора и помогает уменьшить количество тепла, выделяемого при более высокой скорости движения. скорости. Блокировка преобразователя не была проблемой до тех пор, пока не произошла перегрузка. Когда трансмиссия должна вращать больше оборотов, чем двигатель, гидравлическая муфта гидротрансформатора с трудом справляется с потребностями и начинает выделять дополнительное тепло.Когда гидротрансформатор «заблокирован», это похоже на систему ручной муфты с прямым приводом, позволяющую снимать напряжение с гидравлической муфты и подвергать ее полной механической нагрузке. В большинстве случаев вы никогда не замечаете этот переход, поскольку он по сути является плавным, но с некоторыми из старых 4-ступенчатых автоматов будет казаться, что трансмиссия имеет 5-ю передачу или дополнительную передачу, когда гидротрансформатор блокируется, поскольку это обычно снижает мощность двигателя скорость на несколько сотен оборотов в минуту.

Блокировка гидротрансформатора включается соленоидом, установленным внутри коробки передач.Когда соленоид находится под напряжением, он перенаправляет поток жидкости обратно через входной вал, оказывая давление на узел сцепления, позволяя ему взаимодействовать с передней частью преобразователя крутящего момента. Это исключает гидравлическую муфту рабочего колеса, статора и турбины из уравнения, что избавляет от паразитных потерь гидравлической муфты, а также от дополнительного тепла, генерируемого турбулентностью, создаваемой этим действием. Теперь вы получаете надежный прямой привод 1: 1 от двигателя к коробке передач.

Вот основные части стандартного гидротрансформатора с блокировкой.Большая разница — это сцепление в сборе. Это сцепление действует как диск сцепления в механической коробке передач. Когда гидротрансформатор «заблокирован», эта муфта прижимается к передней части гидротрансформатора, создавая прямой привод от двигателя к трансмиссии.

Если вы работаете со старым автоматом с механическим управлением и преобразователем блокировки, сегодня на рынке доступно несколько вариантов комплектов блокировки. Некоторые из них не более чем старый тумблер; некоторые из них намного более продвинуты и включают настраиваемые параметры, определяющие, как и когда активируется блокировка преобразователя.

Здесь, в Bowler Performance, мы разработали наш модуль блокировки с учетом простоты. Мы хотели создать систему блокировки, которая работала бы с любой комбинацией двигателей в любом автомобиле. Он должен был быть простым в установке и, что наиболее важно, работать без какого-либо интерфейса со стороны драйвера.

Решением стала модульная система на основе синхронизации, которая активирует преобразователь только после переключения коробки передач на 4-ю передачу. Основная операция довольно проста.Когда трансмиссия переключается на 4-ю передачу, давление в корпусе клапана закрывает реле давления, которое затем создает сигнал заземления. Как только заземление установлено, это замыкает цепь в модуле синхронизации, который получает сигнал +12 В от панели предохранителей.

Эта завершенная схема активирует 10-секундный таймер задержки, который по завершении подключает сигнал заземления к соленоиду блокировки гидротрансформатора, тем самым блокируя муфту гидротрансформатора. Это соединение остается активным, пока коробка передач находится на 4-й передаче, а цепь отключена. завершенный.Разблокировка гидротрансформатора достигается отключением +12 В или переключением коробки передач с пониженной передачи с 4-й передачи.

Мы также включили выключатель тормоза в стиле круиз-контроля, который отлично работает для отключения питания +12 В от модуля блокировки при включении тормозов. Это вытягивает преобразователь из блокировки, чтобы позволить автомобилю легко разогнаться до скорости, прежде чем блокировка снова сработает.

Вся система блокировки может быть установлена ​​любым человеком с минимальными механическими навыками.Доступ ко всем внутренним компонентам можно получить, только сняв поддон коробки передач и фильтр. Никаких специальных инструментов или процедур не требуется. Мы включаем все компоненты, необходимые для подключения системы и обеспечения ее правильной работы. Это гарантирует, что независимо от того, есть ли у вас недавно отремонтированный агрегат или агрегат, который эксплуатировался годами, все детали находятся на месте и исправны для правильной работы.

При просмотре комплекта вы можете спросить, почему мы включили в него новый соленоид и реле давления.Причина в том, что GM использовала различные способы блокировки в зависимости от того, чего пытались достичь инженеры. В каждом методе используются несколько разные варианты подключения соленоида или разные реле давления. Даже если у вас есть новая, восстановленная трансмиссия, мы рекомендуем вам установить весь комплект, чтобы убедиться, что он функционирует в точности так, как мы его спроектировали.
Независимо от того, как вы завершаете установку трансмиссии, очень важно, чтобы у вас был какой-то способ включения и выключения блокировки.Пренебрежение этой частью трансмиссии приведет к плохой работе и перегреву. Если вы не знаете, что делать, позвоните нам, и мы будем рады направить вас в правильном направлении.

Как работает автоматическая коробка передач

АВТО ТЕОРИЯ

Вскоре после появления автомобиля конструкторы начали искать способы взять на себя работу по выбору подходящей передачи от водителя и сделать ее «неотъемлемой частью» самой машины.В конце концов, теоретически это может сделать автомобиль более надежным и плавным в эксплуатации. К 1940-м годам промышленность продвинулась достаточно далеко, чтобы предлагать покупателям полуавтоматические и полностью автоматические коробки передач. К 1950-м годам большинство населения (75% и более) выбрало автоматику, и спрос никогда не снижался. Фактически, в наши дни только около 7% покупателей новых автомобилей выбирают механическую коробку передач.

По сути, автоматические трансмиссии исключают педаль сцепления и необходимость для водителя выбирать передаточное число для конкретных условий движения.Эти устройства переключаются вверх или вниз в зависимости от скорости движения автомобиля, положения дроссельной заслонки и нагрузки двигателя. Независимо от конструкции, вся автоматика состоит из практически идентичных компонентов. Они работают благодаря гидротрансформатору или гидравлической муфте, увеличивающей крутящий момент.

Преобразователь

Деталировка гидротрансформатора

Это устройство, широко известное как гидротрансформатор, передает мощность от двигателя на трансмиссию. Гидротрансформатор представляет собой полый «бублик» (на самом деле, технический термин для геометрической формы бублика — тор), внутри которого находятся два отдельных «элемента»: ведущий (называемый насосом или крыльчаткой) и ведомый (называемый турбина.) Каждый из элементов состоит из ряда лопаток или ребер, соединенных с независимым вращающимся валом. Узлы лопаток размещаются очень близко друг к другу внутри корпуса преобразователя, который затем заполняется маслом.

Принцип работы гидротрансформатора лучше всего объяснить, представив два электрических вентилятора, установленных лицом к лицу. Если один вентилятор включен, продуваемый им воздух будет легко вращать лопасти другого вентилятора. Поскольку в данном случае средством передачи энергии является воздух, это было бы не очень эффективно.Однако, если бы вентиляторы были помещены в герметичный контейнер с жесткими допусками, а затем заполнены маслом, эффективность передачи мощности была бы намного выше.

По сути, это то, что происходит внутри гидротрансформатора. Преобразователь прикреплен к специальному маховику (называемому гибкой пластиной) на коленчатом валу. Коленчатый вал приводит в движение одну сторону лопаток гидротрансформатора, заставляя масло вращать другой набор лопаток, соединенных с входным валом трансмиссии. Десятилетия инженерных усовершенствований сделали гидротрансформаторы очень механически эффективными, что привело к способности гидротрансформатора увеличивать крутящий момент двигателя.

Время умножать

Представьте, что вы берете садовый шланг и распыляете струю воды в миску для хлопьев, вода ударяется с одной стороны миски, затем изгибается внизу и выходит с другой стороны с почти такой же силой. Чтобы правильно наполнить чашу, вы должны либо снизить давление в форсунке, либо найти другой способ ограничить турбулентность.

Внутри преобразователя такая же проблема. Каждая капля масла, вылетающая из лопасти, теряет немного энергии.Однако, если вы собираете всю эту энергию, точно направляя масло в лопатки, вы можете эффективно увеличивать крутящий момент двигателя до тех пор, пока насос и турбина не будут вращаться с одинаковой скоростью. Из этого, конечно, следует, что чем больше разница в относительных скоростях, тем больше умножение крутящего момента.

Для увеличения крутящего момента инженеры изогнули лопатки насоса и турбины, чтобы уменьшить турбулентность. Они также добавили еще один компонент, который на высоких относительных скоростях перенаправляет поток масла в лопатки турбины, чтобы использовать «потерянную» энергию.Решением этой проблемы является статор, а преобразователь увеличивает крутящий момент за счет использования одного или нескольких из них.

Статор

Статор — это небольшой узел в форме колеса, который устанавливается между насосом и турбиной. Его цель — оптимизировать поток масла к лопастям насоса. Думайте об этом как о «мозге» преобразователя.

Если бы не было статора, произошло бы вот что: когда насос начинает вращаться, масло выбрасывается наружу в лопатки турбины.Он проходит через лопатки турбины, а затем возвращается в лопатки насоса. Однако, поскольку масло разбрасывается во многих направлениях, оно не попадает в лопасти насоса под каким-либо определенным углом. Это означает, что существуют всевозможные условия, позволяющие лишить насос доступной мощности, и этот узел будет представлять собой только базовую гидравлическую муфту. Задача статора — направлять поток масла в насос под наиболее эффективным углом, чтобы узел мог увеличивать крутящий момент.

Статор установлен на невращающемся валу и вращается вместе с насосом.Если какая-либо сила пытается повернуть статор против направления вращения насоса, односторонняя система вызывает блокировку статора. Эта односторонняя система называется «обгонной» муфтой и обычно имеет форму обгонной муфты или ролика (эти узлы будут предметом другой статьи). Причина такой системы в том, что статор должен оставаться неподвижным (заблокированным — вверх) при низкой относительной скорости между турбиной и насосом, а затем свободно вращаться после того, как скорость турбины достигнет скорости насоса.

Так как же умножается крутящий момент?

Если вы вернетесь к примеру с миской для хлопьев, приведенной выше, представьте себе, что другая миска перевернута над первой.Когда вода вырывается из первой чаши, перевернутая перевернутая перенаправляет ее обратно, возвращая всю потерянную энергию. Фактически, первый закон движения Ньютона (Исаака, а не Рис!) Гласит: на каждое действие существует равное и противоположное противодействие. Если вы примените этот закон к мискам для хлопьев, вы быстро увидите, что, поскольку перевернутая миска неподвижна, ее реакция на энергию водного потока направляет ее обратно, объединяя силу «отраженного» потока с силой потока воды. начальный поток воды, эффективно увеличивающий общие силы.

Внутри преобразователя крутящего момента статор выполняет то же действие, что и перевернутая чаша для хлопьев. Следовательно, реакция лопаток турбины на поток масла равна сумме сил, прилагаемых как насосом, так и статором (потому что он зафиксирован на месте). Таким образом, у вас есть умножение крутящего момента, которое уменьшается по мере увеличения скорости турбины. Когда автомобиль остановлен, увеличение крутящего момента является наибольшим, а на крейсерской скорости оно незначительно или отсутствует. Вот почему:

Когда автомобиль стоит на месте с включенной трансмиссией, происходит очень небольшая передача крутящего момента от насоса к турбине.По мере того, как двигатель ускоряется, скорость насоса увеличивается, и масло вбрасывается в турбину с все большей и большей силой. Покидая турбину, масло ударяется о статор. Когда статор движется назад под действием масла, его односторонняя муфта прекращает движение в этом направлении или «блокирует его». Затем масло возвращается обратно в насос, вызывая вихревой поток, который увеличивает скорость масла, тем самым прикладывая все больший крутящий момент к турбине. Максимальное увеличение крутящего момента происходит в точке, когда насос достигает максимальной скорости, а турбина стоит на месте, или «в остановке».«

Хорошо, пока?

Ни один размер не подходит всем

Конструкции статора, насоса и турбины могут быть разными. Есть статоры с переменным шагом, сдвоенные статоры, несколько турбин и насосов. Все они предназначены для облегчения передачи и увеличения крутящего момента. Однако наиболее распространенной конфигурацией по-прежнему является конструкция с насосом, турбиной и одним статором.

Итак, что означает «скорость сваливания»? Скорость срыва — это количество оборотов в минуту, которое гидротрансформатор должен вращать, чтобы преодолеть заданную нагрузку и начать движение турбины.Когда я говорю о том, «насколько сильно я получу от этого преобразователя крутящего момента», это означает, с какой скоростью (об / мин) должен вращаться преобразователь крутящего момента, чтобы создать достаточную гидравлическую силу на турбине, чтобы преодолеть инерцию покоя автомобиля при полностью открытой дроссельной заслонке. Загрузка происходит из двух мест:

(1) В зависимости от крутящего момента, передаваемого двигателем на гидротрансформатор через коленчатый вал. (Эта нагрузка изменяется в зависимости от частоты вращения, т. Е. Кривой крутящего момента, и напрямую зависит от атмосферы, топлива и состояния двигателя.)

(2) От сопротивления автомобиля движению, которое создает нагрузку на преобразователь крутящего момента через трансмиссию. Это можно представить как то, насколько жестко трансмиссия поворачивается при неподвижном транспортном средстве, и зависит от веса автомобиля, количества передач и размера шины, способности шины оставаться прилегающей к земле и жесткости шасси.

data-matched-content-ui-type = «image_card_stacked» data-matched-content-rows-num = «3» data-matched-content-columns-num = «1» data-ad-format = «autorelaxed»>

Как выбрать лучшую трансмиссию для тяжелых грузовиков для использования в строительстве

Уровень квалификации водителя, условия эксплуатации и эксплуатационные расходы в течение жизненного цикла помогают определить правильный тип трансмиссии для вашего конкретного применения.В условиях бездорожья важно защитить трансмиссию от ударных нагрузок. Драйвер часто оказывается слабым звеном. Ударные нагрузки из-за неправильного переключения передач, включения слишком высокой передачи, пробуксовки колес или тяжелых почвенных условий могут привести к самым дорогостоящим отказам. Это включает в себя повреждение первичного вала, главного вала и шестерен. Сильные ударные нагрузки могут даже привести к растрескиванию зубьев или вырыву зубьев из шестерен, не говоря уже о возможном повреждении приводных валов и задних концов.

Но отказ сцепления входит в число самых распространенных проблем.«Серьезные поломки шестерен или валов могут произойти при серьезном обращении», — говорит Петер Шимунек, менеджер по маркетингу Western Star. «Обучение водителей — лучшее решение».

При правильной эксплуатации и техническом обслуживании современные трансмиссии доказали свою надежность. «В целом трансмиссии очень надежны», — говорит Сту Руссоли, менеджер по маркетингу продукции Mack для шоссе и силовых агрегатов. «Сбои могут быть вызваны неправильной спецификацией приложения, неправильным использованием драйверов или отсутствием обслуживания. Чтобы избежать таких проблем, крайне важно надлежащее обслуживание и обучение водителей тому, как пользоваться трансмиссией.”

Выбор коробки передач помогает снизить вероятность злоупотреблений со стороны неопытных водителей. В настоящее время существует три типа общедоступных трансмиссий для грузовых автомобилей классов 6–8: ручная, автоматизированная ручная (AMT) и автоматическая. В течение многих лет простота, надежность и низкая стоимость приобретения означали, что механические трансмиссии доминировали на рынке. Но по мере того, как квалифицированных водителей становится мало, а электронные двигатели позволяют лучше взаимодействовать с трансмиссиями, наблюдается постоянный переход от механических коробок передач к автоматическим и автоматизированным механическим коробкам передач.Несколько новых вариантов трансмиссии AMT на рынке профессионального обучения предлагают популярные альтернативы механической трансмиссии.

Однако часто возникает путаница в терминах «автоматический» и «автоматизированный». Эти термины не могут использоваться как взаимозаменяемые. В то время как AMT и автоматические коробки передач автоматизируют процесс переключения передач для водителя и позволяют водителю сконцентрироваться на выполняемой задаче, они представляют собой совершенно разные продукты, которые выполняют эту задачу, используя очень разные методы.

AMT, как следует из названия, представляет собой автоматизированную версию стандартной механической коробки передач, в которой бортовой компьютер взаимодействует с соленоидами для электронного управления сцеплением и переключателем. Электронные датчики, процессоры и исполнительные механизмы выполняют переключение, чтобы скорость движения соответствовала нагрузке и условиям работы.

На рынке грузовиков средней и большой грузоподъемности доступно несколько AMT от таких компаний, как Eaton, Mack, Volvo и Daimler Trucks.

В автоматических коробках передач

, напротив, используется гидротрансформатор для соединения трансмиссии через гидравлическую муфту.В автоматической коробке передач давление жидкости через гидротрансформатор используется для передачи мощности через набор планетарных шестерен на главную передачу. Благодаря муфте гидротрансформатора питание колес никогда не прерывается. Переключение на полную мощность обеспечивает быстрое ускорение и устраняет необходимость постоянного переключения передач. Как устройство гидравлической муфты, которое обеспечивает эффект амортизации во время запуска транспортного средства, преобразователь крутящего момента снижает нагрузку на все компоненты трансмиссии и увеличивает время безотказной работы транспортного средства.Allison является основным поставщиком автоматических трансмиссий, а Caterpillar предлагает собственную линейку трансмиссий CX для профессиональных грузовиков серии CT.

Сравнить плюсы и минусы

Многие факторы могут повлиять на то, какой тип трансмиссии является лучшим выбором для вашей работы, и проконсультироваться с вашим местным дилером имеет смысл. Технологии постоянно развиваются, и лучшее решение вчерашнего дня может не подойти завтра.

Хотя механические трансмиссии выдержали испытание временем и предлагают максимальную простоту и низкую стоимость приобретения, для работы с ними требуется максимум навыков.Топливная эффективность и надежность напрямую связаны с навыками водителя. С развитием электроники грузовиков и способности двигателя взаимодействовать с трансмиссией только лучшие операторы имеют шанс приблизиться к эффективности использования топлива автоматизированной или автоматической трансмиссии. Но если у вас есть доступ к опытным водителям, механическая коробка передач по-прежнему остается проверенным и экономичным решением.

AMT сочетает в себе традиционную механическую коробку передач с приводом от сцепления с приводом переключения передач и сцеплением с компьютерным контроллером.Автоматическое управление сцеплением улучшает качество переключения передач и продлевает срок службы сцепления.

«AMT обеспечат более длительный срок службы сцепления и меньший износ трансмиссии в течение всего срока службы автомобиля», — говорит Шимунек.

Преимущества автоматизированных трансмиссий включают снижение затрат на топливо за счет повышения топливной экономичности, снижение износа трансмиссии и увеличенный срок службы тормозов.

«AMT обладают рядом преимуществ по сравнению с обычными автоматическими трансмиссиями, в том числе более низкой ценой, меньшим весом, а также сокращением времени и затрат на техническое обслуживание», — говорит Руссоли.«Однако в AMT используется сцепление, и сцепления со временем изнашиваются. Стоимость замены сцепления AMT по-прежнему намного меньше, чем разница в цене между AMT и обычным автоматом ».

Преимущества AMT сделали его популярным. «Эти преимущества включают лучшую топливную экономичность, меньший вес и меньшие расходы», — говорит Шимунек. «Недостатком является то, что срабатывание сцепления не такое плавное [как автоматическое] в очень медленных режимах или в режимах« стоп-иди »; обслуживание сцепления; и потеря импульса во время сдвига.”

В отрасли наблюдается сильное движение в сторону AMT. Недавно компания Mack Trucks установила стандарт трансмиссии м Drive HD AMT на грузовики для профессионального использования Granite. «В целом, большинство профессиональных приложений хорошо подходят для AMT», — говорит Руссоли. «В случае сомнений мы рассматриваем каждое приложение в индивидуальном порядке. Мы учитываем несколько факторов, в том числе расчеты возможности запуска и преодолеваемого подъема, которые учитывают полную / полную массу транспортного средства и уклоны, которые будет иметь грузовик.Топливная эффективность также является важным фактором, поскольку AMT предлагают преимущество в топливной экономичности от 5% до 10% по сравнению с традиционной автоматикой ».

Во многом это может быть связано с гидротрансформатором, когда он не заблокирован. «Было доказано, что Eaton UltraShift PLUS обеспечивает лучшую экономию топлива за счет устранения потерь в гидротрансформаторе», — говорит Райан Тжибински, Eaton. «Потери в гидротрансформаторе возникают из-за работы до блокировки и работы гидравлического насоса — двух событий, которые не требуются для трансмиссии UltraShift PLUS.”

Руссоли добавляет: «Еще одним ключевым фактором, который мы учитываем, является то, какие шестерни низкого и высокого уровня необходимы для конкретного применения. Другими словами, мы хотим увидеть, позволит ли общее снижение понижающей передачи трансмиссии и передаточного числа задней оси грузовику работать на холостом ходу с требуемой низкой скоростью без использования тормоза. С другой стороны, мы смотрим, позволяет ли высокая передача и передаточное число задней оси обеспечить требуемую максимальную скорость при соответствующих оборотах двигателя ».

Автоматические трансмиссии заняли доминирующее положение в определенных областях применения.«Полностью автоматические трансмиссии лучше подходят для тяжелых остановок и троганий», — говорит Шимунек. «Они стали« стандартными »и для других применений, таких как плуги и бетономешалки.

«К преимуществам автоматики относятся простота эксплуатации; плавное, беззаботное вождение, долгий срок службы, минимальное воздействие на трансмиссию и ощущение полного переключения мощности », — продолжает он. «Обратной стороной является стоимость, вес, меньшая топливная экономичность и расходы на ремонт».

Гидравлическая муфта помогает смягчить ударные нагрузки и защитить трансмиссию, в то время как возможность непрерывной подачи мощности на колеса без перебоев также является преимуществом при плохих дорожных условиях.Гидротрансформаторы также помогают перемещать тяжелые грузы в условиях мягкого грунта. Гидротрансформатор обеспечивает возможность запуска, ускорения, плавной работы и маневренности благодаря своей способности увеличивать крутящий момент двигателя до 2,7 раз.

«Постоянный поток мощности, обеспечиваемый обычными автоматическими трансмиссиями, — еще один фактор, который необходимо учитывать при выборе грузовика», — говорит Руссоли. «Некоторые редкие приложения могут потребовать эту возможность. Тем не менее, мы обнаружили, что плавность переключения передач Mack m Drive HD не выявила никаких проблем в отношении прерывания питания.”

«У Eaton UltraShift PLUS AMT действительно есть прерывания питания, — поясняет Тжибински. «В технологии используется электрическая муфта сцепления, позволяющая системе включаться и выключаться в нужный момент. Преимуществом этих систем является возможность использовать торможение двигателем на низких скоростях как на передачах заднего, так и переднего хода. Это может значительно снизить утомляемость водителя, поскольку ему не нужно так часто использовать рабочий тормоз. UltraShift PLUS также интегрирован с тормозной системой, предлагая технологию удержания на холме, позволяющую водителю перейти от тормоза к дроссельной заслонке, удерживая грузовик.Это может быть большим преимуществом для оценок ».

Оператор с механической коробкой передач может создать ударную нагрузку на холме, слишком быстро отпустив сцепление.

Вес относительно полезной нагрузки

Любая экономия веса при выборе грузового автомобиля приводит к увеличению полезной нагрузки. И разные типы трансмиссий предлагают компромисс с точки зрения веса.

«AMT обычно легче и дешевле, чем полностью автоматические в том же диапазоне мощности», — комментирует Шимунек.

Снижение веса по сравнению с автоматическими коробками передач может быть значительным. «Хотя точный вес может варьироваться в зависимости от положения коробки отбора мощности (ВОМ), Mack mDrive весит более 200 фунтов. легче, чем обычная автоматическая коробка передач с гидротрансформатором, при аналогичной номинальной мощности ».

В целом AMT немного тяжелее сопоставимых механических коробок передач. «Это зависит от модели, но автоматические трансмиссии обычно имеют вес около 300 фунтов. тяжелее », — говорит Тшибински. «Последние трансмиссии Fuller Advantage как для ручных, так и для автоматических коробок передач снижают вес от 75 до 82 фунтов.веса, отчасти за счет устранения необходимости во внешнем маслоохладителе ».

Но разница в весе действительно зависит от конкретных сравниваемых трансмиссий. В некоторых случаях AMT может фактически весить столько же, сколько механическая коробка передач. «Сравнение Mack m Drive HD 12-ступенчатой ​​AMT с базовой 10-ступенчатой ​​механической коробкой передач с двумя промежуточными валами показало бы, что масса аналогична: m Drive HD весит около 10 фунтов. легче », — говорит Руссоли. «По сравнению с базовой 10-ступенчатой ​​механической коробкой Mack с тройным промежуточным валом, m Drive HD будет весить около 75 фунтов.легче.»

Будьте осторожны при сравнении веса. «Это не сравнение яблок с яблоками, — говорит Шимунек. «Учтите, что Detroit DT12 AMT — 12-ступенчатая. Ручная 10-ступенчатая коробка передач составляет около 40 фунтов. легче, а 13-ступенчатая механическая коробка передач на самом деле тяжелее ».

Расчет стоимости жизненного цикла

Для расчета стоимости жизненного цикла необходимо учесть стоимость приобретения, а затем рассчитать стоимость необходимого обслуживания в течение предполагаемого срока службы грузовика. Также необходимо учитывать такие факторы, как влияние веса на полезную нагрузку и расчетную топливную эффективность.

Механические коробки передач предлагают самую низкую стоимость приобретения, за ними следуют AMT. «Начальная цена на mDrive HD значительно ниже, чем на обычную автоматическую коробку передач с гидротрансформатором», — говорит Руссоли.

Ни один производитель не взимает одинаковую плату за данную передачу. «Стоимость контролируется производителем оригинального оборудования», — говорит Тжибински. «Eaton UltraShift PLUS часто является значительной скидкой для покупателя грузовиков по сравнению с трансмиссией с преобразователем крутящего момента. Эта скидка может составлять от 4000 до 6000 долларов.”

Текущее обслуживание AMT аналогично механической коробке передач. «Техническое обслуживание Eaton AMT идентично нашему ручному продукту», — говорит Тжибински.

«Техническое обслуживание Mack m Drive HD выгодно отличается от механической трансмиссии, главное отличие заключается в отсутствии масляного фильтра трансмиссии в механической коробке передач», — говорит Руссоли. «Количество трансмиссионного масла, необходимого для механической коробки передач, немного ниже, а стандартные интервалы замены трансмиссионного масла составляют 500 000 миль для синтетического масла и 250 000 миль для масел на минеральной основе.”

Он добавляет: «По сравнению с обычной автоматической коробкой передач с гидротрансформатором, плановое техническое обслуживание m Drive HD требует меньше трансмиссионного масла — всего 16 литров — и более длительный интервал замены — 500 000 миль при использовании рекомендованной синтетической трансмиссии. масло. m Drive HD также имеет только один масляный фильтр трансмиссии, который требует замены одновременно с трансмиссионным маслом ».

Russoli предупреждает, что интервалы обслуживания любой коробки передач могут быть сокращены в зависимости от области применения.«Лучший совет — следовать рекомендациям производителя, основанным на рабочем цикле грузовика и области применения», — говорит он.

Объем обслуживания, требуемый механической или автоматической коробкой передач, зависит от марки и модели. Например, не каждое ручное управление или AMT требует ручной регулировки сцепления. «В нашем AMT используется саморегулирующееся сцепление Eaton, которое устраняет необходимость в ручной регулировке сцепления», — говорит Тжибински. «Это также доступно для механических коробок передач как часть линейки продуктов Eaton Advantage SOLO.”

Автоматические трансмиссии требуют минимального обслуживания. Поскольку в автоматических трансмиссиях нет пускового сцепления, у вас не будет обычных повреждений сцепления или необходимости в замене. Регулярная замена масла и фильтров — единственное, что требуется регулярное обслуживание. Но очень важно следовать рекомендациям производителя по маслу. Allison рекомендует клиентам использовать одобренную Allison жидкость для автоматических трансмиссий TES 295, чтобы продлить интервалы между заменами и улучшить характеристики трансмиссии и ее долговечность во всех рабочих средах с продуктами для автомобильных дорог.Жидкости TES 468 можно использовать везде, где указан продукт TES 295.

Чтобы сравнить техническое обслуживание AMT и автоматической коробки передач, необходимо учесть стоимость замены масла и необходимых деталей, превышающих подъемную силу транспортного средства. «В какой-то момент AMT потребуется сцепление», — говорит Шимунек. «Замена жидкости в течение срока службы автоматической коробки передач будет стоить дороже». Поэтому вам действительно нужно взвесить все факторы, чтобы принять лучшее решение для вашего конкретного приложения.

Под кожей: почему гидротрансформаторы возвращаются из мертвых

Отсутствие механической коробки передач на последних моделях автомобилей с высокими динамическими характеристиками вызывает растущее беспокойство у многих, кто просто не находит в полуавтомате достаточного количества коробок передач.Например, новый BMW M3 Competition в Великобритании вообще не предлагается с механической коробкой передач.

Однако его трансмиссия не является автоматической с двойным сцеплением. Вместо этого BMW вернулась к поставляемой ZF восьмиступенчатой ​​автоматической коробке передач с гидротрансформатором с подрулевыми переключателями, чтобы повысить эффективность.

С тех пор, как призрак CO2 поднялся вверх, производители упорно трудились, чтобы найти убедительные альтернативы автомобилям с гидротрансформатором, когда прозвище «slushbox» все еще было актуально. До этого автоматизированное руководство (AMT) было первой попыткой взять на себя управление переключением передач таким образом, чтобы производители могли контролировать работу двигателя с точки зрения эффективности.

Используемые Ferrari, Alfa Romeo, BMW и другими, они должны были дать представление о том, каково это — водить полноценный гоночный бокс с последовательным захватом собак без его резкости или склонности к саморазрушению.

Появление трансмиссии с двойным сцеплением (DCT) двинуло игру вперед и казалось последним словом, значительно улучшив AMT и его одинарное сцепление за счет переключения без прерывания потока крутящего момента. На самом деле идеально откалиброванный DCT настолько эффективен в этом отношении, что он может быть на грани скучного, поэтому несовершенство ручного переключения передач и навыки, необходимые для его правильного выполнения, по-прежнему так привлекательны.

Если DCT оказался идеальным ответом на сочетание гоночного автомобиля с эффективностью, за которой должны гоняться производители, то даже это, похоже, предназначено для исходящих.

Новый M3 предлагается в Великобритании, оснащенный автоматическим гидротрансформатором ZF 8HP, который сейчас находится в третьем поколении и постоянно совершенствовался с момента его появления в 2009 году. Уберите все внутренние механические различия и ключевое различие между Это (или любая трансмиссия на основе гидротрансформатора) и DCT или ручное управление заключается в том, что крутящий момент передается от двигателя к зубчатым передачам посредством гидравлической муфты, гидротрансформатора, а не муфты или муфт.

8HP — яркий пример современной сверхэффективной автоматической коробки передач. Внутри поток охлаждающего масла может быть увеличен или уменьшен по мере необходимости для экономии количества энергии, потребляемой охлаждающим насосом. Насос, подающий давление в систему переключения передач, приводится в действие электрическим приводом, чтобы поддерживать его работу, пока двигатель не работает, на более длительные периоды пуска / останова и выбега.

Самое главное, что мгновенный контроль над «оптимизацией точки переключения» для максимального увеличения расхода топлива, который он дает инженерам, настолько хорош, что его очень трудно улучшить.8HP может выдерживать «входной» крутящий момент от двигателя до 738 фунт-фут, легко вмещая 479 фунт-фут от M3. Он весит 87 кг — относительно легкий, но все же примерно вдвое больше, чем у шестиступенчатой ​​механической коробки передач.

Как ни крути, но выбор технологии автоматической трансмиссии прошел полный цикл, от гидротрансформатора до AMT и DCT и обратно к гидротрансформатору, и сейчас это вряд ли изменится.