Строение автоматической коробки передач: Автоматическая коробка переключения передач (АКПП): особенности и специфика устройства — Автоблог 24premier.ru

Содержание

Устройство автомобиля: Автоматическая трансмиссия: История, устройство, применение

Пришедшая к нам из середины прошлого столетия автоматическая трансмиссия значительно потеснила на рынке легковых автомобилей механическую коробку переключения передач и продолжает уверенно конкурировать с вариаторными и роботизированными трансмиссиями.

При этом высокую стоимость самого агрегата, сложность его обслуживания и повышенный расход топлива по сравнению с механическими КПП сбрасывать со счетов нельзя. Действительно ли АКПП так хороши, или их успех – лишь следствие стремления водителей к комфорту и недоверия к собственной способности водить на «механике»?

Зачем нужна АКПП

Изначально простейшая АКПП была применена на автомобиле как устройство, освобождавшее автомобилиста от необходимости переключения передач вручную. Механические коробки переключения передач в 50х годах зачастую не имели синхронизаторов, что требовало двойного выжима сцепления при переключении — на этом фоне даже первые двухступенчатые автоматы выглядели очень выгодно.

В данный момент трансмиссии с автоматическим переключением передач уже имеют более четко сформулированные преимущества:

Гидротрансформаторная АКПП может переключать передачи, не разрывая потока мощности, что важно, например, на бездорожье
Долговечность двигателя и агрегатов трансмиссии повышается за счет способности гидротрансформатора частично поглощать динамические нагрузки, а самой АКПП – снизить вероятность пользовательской ошибки.
АКПП легче в освоении начинающим водителем, трансмиссия такого типа позволяет новичку не отвлекаться на переключение передач и сфокусироваться на дорожной ситуации
АКПП облегчает трогание в сложных условиях – например, в горку

Но, возможно, главным преимуществом автоматической коробки передач перед механической как было, так и осталось отсутствие необходимости постоянно вмешиваться в работу трансмиссии.

История АКПП

Первым запатентовал прототип современной автоматической коробки передач канадский инженер Альфред Мунро в 1921 году. Впрочем, так как работал Мунро с паровыми машинами, то и система его была использовала в качестве рабочего тела воздух и обладала крайне низким КПД.

Реально первыми разработчиками частично автоматизированной гидравлической КПП были бразильцы Хосе Арарипе и Фернандо Лемос. Их патент, зарегистрированный в 1932 году, в скором времени был продан компании General Motors и в доработанном виде вышел на рынок как система Hydra-Matic, устанавливавшаяся в автомобили Oldsmobile с 1939 года. Именно в этой системе впервые были объединены все составляющие современной АКПП: гидротрансформатор, планетарный редуктор и гидравлический клапанный механизм управления.

Что примечательно, эта АКПП от General Motors ставилась на участвовавшие во второй мировой войне танки M24 Chaffee и M5 Stuart, что позволило впоследствии не только доработать трансмиссии с учетом полученного опыта, но и рекламировать их как «проверенные в бою».

Принцип работы АКПП

Автоматическая трансмиссия по сути своей выстроена вокруг главного узла – планетарной передачи. Свойство планетарной передачи изменять передаточное число в зависимости от подтормаживания одного или нескольких её элементов позволяет, в отличие от традиционной МКПП, для всех ступеней «автомата» использовать один и тот же набор шестерней. Типичный планетарный редуктор состоит из следующих элементов:

Солнечная шестерня – шестерня, установленная ровно в центре редуктора
Эпицикл, или коронная шестерня – шестерня, зубцами направленная внутрь редуктора, располагается на периферии редуктора, часто с жестким закреплением на внутренней окружности корпуса редуктора.
Сателлиты – шестерни (как правило – три), расположенные между эпициклом и солнечной шестерней. Закреплены сателлиты на водиле, на осях которого свободно вращаются.

К одному из этих элементов редуктора подводится крутящий момент, а ещё один элемент – подтормаживается. В зависимости от выбранной комбинации меняется и передаточное число редуктора. Если затормозить любые два элемента редуктора, то передача станет прямой (то есть передаточное число станет равно единице).
За остановку вращения каждого из указанных элементов отвечает набор тормозных лент с гидроприводами.

Устройство АКПП

Хотя основным элементом автоматической коробки передач является именно планетарный редуктор, для использования в качестве трансмиссии он требует большого количества дополнительных систем, одной из которых является гидротрансформатор.

Гидротрансформатор в АКПП используется для передачи крутящего момента с двигателя на приводные валы с обеспечением возможности плавной синхронизации вращения валов, например, при трогании автомобиля с места.

Для минимизации потерь в гидротрансформаторе с 1980х годов применяется автоматическая его блокировка на высоких скоростях вращения валов – то есть фактически передача крутящего момента от двигателя к элементам АКПП идёт не с помощью гидравлики, а напрямую через жесткую механическую сцепку внутри гидротрансформатора.

Кроме того, гидротрансформатор зачастую используется как замена сцеплению и на МКПП – так, на автобусах семейства ЛИАЗ-677 с обычной механической коробкой передач был спарен именно гидротрансформатор, что облегчало работу водителя, но увеличивало расход топлива и снижало крутящий момент на колесах за счет потерь на гидросистеме. Аналогичную схему применяли автобусах с 1930х годов британцы из компании Self-Changing Gears Уолтера Уилсона и Джона Сидделея.

В данный момент такую частичную автоматизацию работы водителя можно наблюдать на многих видах строительной техники.

В некоторых устройствах, не требующих изменения крутящего момента в широком диапазоне – например, на вилочных погрузчиках и самоходных газонокосилках – гидротрансформатор используется как самостоятельная трансмиссия.

Через гидротрансформатор крутящий момент попадает на валы планетарных редукторов, принцип действия которых мы описали ранее. Сменой используемых входных и выходных валов редукторов (выбором планетарного ряда), а также подтормаживанием отдельных элементов редукторов занимается система фрикционных муфт и тормозных лент.

Приводит в действие эти механизмы гидравлическая система, управляемая либо электронным способом, либо механической системой, получающей данные из центробежного датчика скорости вращения выходного вала АКПП и датчика нажатия на педаль газа.

Клапанный блок содержит сеть каналов сложной формы для тока трансмиссионной жидкости к золотникам клапанов. Циркуляция жидкости в коробке с целью обеспечения работы поршней гидравлической системы, смазки и охлаждения всей трансмиссии обеспечивается гидравлическим насосом АКПП.

Собственно, сама трансмиссионная жидкость для автоматических коробок передач является единственным расходником, применяемым в системе АКПП. Требования к ней радикально отличаются от требований к смазочной жидкости для традиционных коробок. В разное время для обеспечения необходимых физических свойств приходилось использовать в её производстве даже такие экзотические компоненты, как китовый жир, сейчас же производители перешли на полностью синтетические составы для всех АКПП.

Как пользоваться АКПП

На каждом селекторе (рычаге выбора режима работы АКПП) есть определенный набор символов, обозначающих режимы работы АКПП. Причем порядок положений селектора коробки-автомата не случаен: он строго регламентирован американским законодательством — а именно американцы являются законодателями мод в сфере автоматических коробок.

Типичный порядок режимов работы АКПП таков:

Park («P») –режим «парковка». В этом положении выходной вал КПП блокируется специальной шпилькой для блокировки вращения ведущих колёс. Кстати, именно поэтому не рекомендуется оставлять автомобиль на стоянке, полагаясь только на эту блокировку и не задействовав ручной тормоз – повышенный износ шпильки и даже возможность её «закусывания» валом – вполне вероятна.
Для задействования режима P автомобиль должен быть полностью остановлен. Завести автомобиль (а часто и наоборот – извлечь ключ из замка зажигания), снабженный АКПП, можно только из этого или нейтрального положений АКПП.
В ряде новых автомобилей вывести селектор из положения Р можно только нажав педаль ножного тормоза.
Reverse («R») – «Реверс», «Задний ход». Положение селектора обеспечивает возможность движения задним ходом, также автоматически включает сигнальные огни заднего хода. Ни в коем случае нельзя включать задний ход в АКПП до полной остановки автомобиля – повреждения АКПП могут быть катастрофическими. Для исключения возможности такого включения на многих современных коробках установлены механические блокировки, и даже на тех рычагах АКПП, где из положения R на N или D можно переключиться без отжатия стопора рычага, обратное действие будет невозможно до полной остановки и нажатия стопорной кнопки.
Нейтраль («N») – нейтральная передача. Фактически, полностью разобщает коробку и двигатель, но буксировать автомобиль в этом положении или двигаться накатом всё же не рекомендуется – напомним, что гидравлический насос АКПП, осуществляющий функции циркуляции в том числе охлаждающей и смазочной жидкости внутри АКПП, работает от приводного вала от двигателя – а именно он и перестаёт вращаться в этом положении. При этом часть механизмов КПП вращается при буксировке, так как приводится в действие от колёс, что при отсутствии охлаждения с смазки приводит к перегреву и отказу.
Drive («D») – Основное положение селектора, предназначенное для движения вперед.
Овердрайв («OD», или «[D]» в квадратных скобках) — положение, в котором обеспечивается автоматический переход на пониженную передачу при необходимости, например, ускорения при обгоне.
Третья («3», «D3») – режим, в котором коробка передач ограничивается первыми тремя передачами из всего ассортимента имеющихся в наличии. Используется, например, для динамичной езды в городе или для торможения двигателем при спуске с горы. Иногда имеется в виду жесткое использование исключительно третьей передачи, а не диапазона из первых трех передач – тут следует всё же уточнить это в руководстве по эксплуатации к автомобилю. В современных авто при достижении опасных для двигателя высоких оборотов переключение на старшие передачи всё же происходит во избежание повреждений.
Вторая передача («2», «D2» или «S») – то, же, что и прошлый режим, но для второй передачи. На некоторых моделях Форд, Киа и Хонда имеется в виду именно вторая передача. В таком случае данное положение селектора используется для трогания на льду и снегу.
Первая («1», «D1» , «L» или «[Low]») – используется как пониженная передача для перемещения по нетвердым грунтам, буксировки и торможения двигателем при спуске с горы.

Помимо указанных режимов работы коробки-автомат используются иногда и предлагаемые производителями дополнительные режимы работы, призванные повысить удобство эксплуатации автомобиля в различных условиях.

«D5» – используется в автомобилях Хонда и Акура для движения по автомагистралям с использованием первых пяти передач в шестиступенчатых коробках передач.
«D4» – на тех же Хондах и Акурах используется для городского трафика в режиме.
«S», «Sport» или «Power» — режим, в котором переключения на более высокие передачи происходит несколько позднее, чем в режиме «D», в результате чего машина приобретает более «спортивное» поведение при разгонах. Также этот режим эффективнее при торможении двигателем.
«+/ −» или «M» – аналогично подрулевым переключателям позволяет вручную выбирать передачу в секвентальном режиме.
Зима («W») или «Snow» – На ряде автомобилей Вольво, Мерседес-Бенц и Дженерал Моторз позволяет стартовать со второй передачи, снижая риск пробуксовки.
Торможение («B») – на автомобилях Тойота используется для торможения двигателем. В гибридных автомобилях того же производителя приводит к переводу штатного электродвигателя автомобиля в режим генератора. На практике это приводит к тому же эффекту, что и торможение двигателем.

На многих автомобилях помимо положений селектора есть и дополнительные органы управления – чаще всего это кнопки включения экономичного режима работы системы управления коробкой и двигателем. Иногда сам рычаг селектора выполняют в виде джойстика или вовсе – набора кнопок.

Преимущества и недостатки АКПП

К недостаткам АКПП традиционно относят стоимость, повышенный расход топлива и низкую – по сравнению с традиционной «ручной» коробкой передач – скорость разгона автомобиля.

Также ремонт автоматический КПП – дело затратное и требующее привлечения специалистов.

При использовании АКПП водитель фактически лишается возможности использования ряда приёмов управления автомобилем – будь то «раскачка» при увязании авто или управляемые заносы.

Нельзя и завести автомобиль с АКПП «с толкача», да и вообще — буксировать его не рекомендуется.

С другой стороны – гидротрансформаторная коробка позволяет с меньшими нагрузками на двигатель самому кого-то буксировать. Увлекаться, правда, не стоит – перегрев системы всё же возможен.

Но главный довод в пользу АКПП – это всё же сложность работы с «механикой» в городских пробках. «Автоматы» в двухэтажных британских автобусах появились именно как ответ на необходимость ежеминутных остановок, что уж говорить о современной дорожной ситуации, где в пробках сцеплением приходится работать едва ли не каждый метр.

Повышение количества ступеней в АКПП, усложнение управляющих программ всё больше и больше приближает «автоматы» к традиционным механическим коробкам в области динамики разгона и расхода топлива.

Неисправности АКПП и их невысокая ремонтопригодность в условиях гаражей – не проблема на фоне роста количества сертифицированных точек обслуживания, расширенных гарантийных условий и всё повышающейся надёжности агрегатов.

Да и гидротрансформатор, берегущий двигатель от динамических нагрузок, только увеличивает ресурс автомобиля в целом.

Налицо – только плюсы коробки-автомат для обычного потребителя. Более того, с появления в 1939 году первых коммерчески успешных АКПП мы наблюдаем вытеснение механической КПП на легковых автомобилях в область нишевых продуктов, интересных ограниченному кругу лиц.

На данный момент сложно однозначно говорить о том, победила ли автоматическая коробка переключения передач традиционную «механику» или нет. В США есть однозначный ответ на этот вопрос – по разным исследованиям только 3,8% проданных там в 2012 году новых автомобилей имели МКПП.

В Европе и России отношение автомобилистов к автоматической коробке передач также начало меняться: даже с учетом традиций автомобильной культуры и более высокой стоимости автоматических коробок передач, продажи «механики» уже в 2012 году упали ниже психологического рубежа в 50%, а многие производители и вовсе перестали предлагать свои автомобили в комплекте с механической коробкой передач.

Так что можно бесконечно рассуждать о плюсах или минусах трансмиссий автоматического типа, но факт есть факт: не за горами то время, когда и к нам придут американские реалии, где «ручка» по факту стала отличным противоугонным средством.

Автор: Дмитрий Лонь, корреспондент MotorPage.ru
Издание: MotorPage.Ru

структура, строение и принцип работы Появилась первая автоматическая коробка передач

Опция, за которую многие готовы брать дополнительный кредит и вещь, которая интересует нас сразу после двигателя – «автомат».

Сегодня речь пойдет о вещb, которая, как и двигатель, являет собой небольшой мир внутри автомира. Как она появилась? Кто её изобрел? Давайте разбираться.

Сегодня под «автоматом» понимают гидромеханическую планетарную коробку передач. К автоматической коробке можно отнести еще и коробки с автоматизированным переключением – «роботы», совсем нельзя относить вариаторы (последние вообще не коробки передач). На сегодняшний день коробка являет собой систему из гидротрансформатора и планетарной системы передач. И это накладывает небольшие трудности на правильность определении первенства, так как гидротрансформатор изобрел немецкий инженер Герман Феттингер в начале ХХ столетия, а планетарная система передач была известна со времен Птолемея. Но воедино все собрал и заставил работать изобретатель Оскар Бэнкер (при рождении его звали Азатуром Сарафяном).

“Так просто?” – спросите вы. – Вот так сразу взять и выложить все факты? А как же предыстория?”. Сейчас все будет!

Начнем с главного устройства, которое сделало возможным появление автоматической трансмиссии. Это – гидротрансформатор. Изобрели его исключительно для нужд судостроения. В конце ХIX века в морском флоте в качестве корабельного двигателя все чаще стали применять быстроходные паровые турбины вместо прежних тихоходных паровых машин. Эти машины поначалу соединялись с гребными винтами судов напрямую, и немного позже такая конструкция начала вызывать ожидаемые проблемы. Оборотность гребных винтов увеличить не удавалось, и для соединения их с более высокооборотными паровыми турбинами требовался дополнительный механизм.

Высокооборотные шестеренные передачи большой мощности тогда делать не умели. Высказывалось предложение использовать гидравлические лопастные машины, чтобы двигатель вращал колесо лопастного насоса и работа двигателя переходила в энергию жидкости, прокачиваемой насосом. Далее эта жидкость направляется в лопастную турбину, в которой энергия жидкости преобразуется в механическую энергию, используемую для вращения гребного винта.

Выходом явилось изобретение Г. Феттингером новой гидравлической машины, объединяющей в одном корпусе все лопастные колеса гидродинамической передачи – насос, турбину, направляющий аппарат (реактор). В такой машине (патент 1902 г.) исключены потери энергии в трубопроводах, спиральных камерах, подводах и отводах, что почти вдвое увеличило КПД. Уже в 1912 г. на пассажирском пароходе «Тирпиц» КПД составил 88,5%. Позже на пароходе «Висбаден» при мощности 15 000 – 20 000 л. с. гидродинамический трансформатор имел КПД 91,3%.

В 1904 году братья Стартевенты из Бостона показали свой прототип автоматической трансмиссии. Коробка имела две передачи, и суть механизма была очень похожа на немного доработанную механическую коробку передач. Проблема была в том, что промышленность на тот момент не готова была делать такие коробки серийно, поэтому дальше концепта дело не зашло.

Следующий шаг сделал Ford со своим Model T. Машина оснащалась планетарной коробкой передач и имела две передачи вперед и одну – назад. Преимуществом такой коробки было значительной упрощение управления, а мы ведь помним, что машина создавалась не для инженеров Фридрихов, а для простых Билли, которым инструкции были невдомек. Тогда еще не было синхронизаторов в коробках, и передачи переключались не так просто, как сейчас. На модели Т коробка управлялась педалями, и все что требовалось – вовремя переключиться.

Дальше была коробка передач от General Motors и фирмы Reo в середине 1930-х. В некоторой мере ту коробку можно считать первым «роботом», так как она являла собой механическую коробку, в которой было автоматизирована работа сцепления. А немного позже добавилась планетарная система передач, что во всю приблизило конструкцию к современным коробкам-автоматам.

Планетарный механизм был очень удобен для конструкторов автоматических передач. Для управления его передаточным числом и направлением вращения выходного вала, осуществляемого за счёт торможения отдельных частей планетарной передачи, могли быть использованы сравнительно небольшие и притом постоянные усилия с задействованием в качестве исполнительных механизмов фрикционов и ленточных тормозов. Управление последними при помощи сервоприводов в те годы не вызывало особых затруднений, так как уже было хорошо отработано, к примеру, на танках, где фрикционы использовались для разворота. Кроме того, отсутствовала необходимость выравнивать скорости отдельных элементов, так как все шестерни планетарной передачи находятся в постоянном зацеплении. В противоположность этому автоматизация «классической» механической коробки передач при всей логичности такого решения в те годы встречала целый ряд существенных затруднений, в первую очередь связанных именно с отсутствием подходящих для используемого в ней принципа переключения передач сервоприводов: для перемещения шестерён или муфт включения и введения их в зацепление друг с другом требовались надёжные и быстродействующие исполнительные механизмы, обеспечивающие достаточно большие усилия и рабочие ходы — намного большие, чем требуемые для сжатия блока фрикционов или затягивания ленточного тормоза. Удовлетворительное решение эта задача получила лишь ближе к середине 50-х годов XX века, а пригодное для массовых моделей — только в последние десятилетия, в частности, после появления многоконусных синхронизаторов вроде используемых в коробках передач типа DSG.

Интересной коробкой была «Уильсон», устанавливаемая на малолитражки английской фирмы BSA. Для торможения элементов планетарного механизма были применены ленточные тормоза. Выбор передачи осуществлялся подрулевым рычажком, а непосредственно включение передачи — нажатием на педаль. Коробка Уильсона была преселекторной, то есть водитель мог заранее выбрать нужную передачу, которая включалась только после нажатия на педаль переключения передачи, располагавшуюся обычно на месте педали сцепления — без необходимости точно координировать действия рычагом и педалью, что упрощало вождение и ускоряло переключения, особенно по сравнению с тогдашними несинхронизированными механическими коробками передач. Но главная заслуга коробки Уильсона – это то, что она первой получила переключатель, практически как в современных коробках, а для американцев она и по сей день остается стандартом. Кроме того, все позиции переключателя уже практически соответствовали общепринятыми (законодательно положения P-R-N-D-L были приняты в середине 1960-х).

Однако первую в мире полностью автоматическую коробку передач создала другая американская фирма — General Motors. В 1940 модельном году таковая стала доступна в виде опции на автомобилях марки Oldsmobile, затем Cadillac, впоследствии — Pontiac. Она несла коммерческое обозначение Hydra-Matic и представляла собой комбинацию гидромуфты и четырёхступенчатой планетарной коробки передач с автоматическим гидравлическим управлением. Система управления учитывала такие факторы, как скорость автомобиля и положение дроссельной заслонки. Hydra-Matic использовалась не только на автомобилях всех подразделений GM, но и на автомобилях таких марок, как Bentley, Hudson, Kaiser, Nash и Rolls-Royce, а также некоторых моделях военной техники. С 1950 по 1954 год автомобили Lincoln также снабжались АКП Hydra-Matic. Впоследствии немецкий производитель Mercedes-Benz разработал на её основе весьма похожую по принципу работы четырёхступенчатую АКП, хотя и имеющую значительные конструктивные отличия.

Настоящий бум в развитии «автоматов» был в 1950-х годах, и к середине 1960-х коробки были практически идентичны современными. В них даже заменили китовую ворвань на синтетические смазки, что серьезно снизило цену на коробки и их дальнейшее обслуживание.

В 1980-х коробки получили экономичные четырехступенчатые версии, но главное – микропроцессорное управление, что позволило существенно уменьшить количество движущихся элементов (все управление осуществлялось с помощью соленоидов, а не механики).

Сегодня нас уже не удивишь 7-ступенчатым автоматом, а на днях должны завезти 10-ступенчатые автоматы от VW. Коробки стали надежнее, на порядок удобнее, а главное – быстрее и экономичнее хорошей «механики». Казалось бы, механические коробки должны были остаться в прошлом и там, где они действительно нужны, но желание зарабатывать не позволяет автопроизводителям пойти на такой шаг. Быть может, электрокары их подстегнут?

Автоматическая коробка передач — АКП, механизм изменения передаточного отношения трансмиссии, работающий без непосредственного участия водителя. Автомобиль, оснащенный АКП, имеет сокращенное количество устройств управления, вместо трех педалей («газа», тормоза и сцепления) в нем установлено две педали («газа» и тормоза, педаль выключения сцепления отсутствует). При этом педаль «газа» служит не для увеличения-уменьшения оборотов двигателя, как в автомобиле с механической КП, а для изменения скорости движения автомобиля. В отличие от механической коробки передач АКП оснащается не рычагом переключения, а селектором выбора режима работы.

По устройству АКП разделяются на обычные двух и трехвальные МКП, дополненные гидротрансформатором (вместо сухого сцепления) и системой автоматического переключения (с электронным, электромеханическим или электропневматическим управлением), и на планетарные , в которых планетарный редуктор работает в паре с гидротрансформатором . Наиболее типичные — планетарные АКП с гидротрансформатором.

Устройство

Планетарная АКП состоит из гидротрансформатора, планетарной КП (планетарных редукторов), барабанов, фрикционных и обгонной муфт, соединительных валов. Барабаны АКП оснащаются ленточными тормозами для их остановки и включения нужной передачи планетарного редуктора.
Гидротрансформатор в автоматической трансмиссии выполняет функции сцепления и устанавливается между коленчатым валом двигателя и КП. Гидротрансформатор состоит из ведущей и ведомой турбин и неподвижно закрепленного относительно двигателя статора (иногда статор выполняется вращающимся, в этом случае он оснащается ленточным тормозом — применение подвижного статора добавляет гидротрансформатору гибкости на малых оборотах двигателя и улучшает его характеристики). Ведущая турбина вращается, как и ведущий диск сцепления, с той же частотой, что и коленчатый вал двигателя. Ведомая турбина вращается за счет гидродинамических сил, возникающих из-за вязкости заполняющей внутреннюю полость гидротрансформатора жидкости. Основное назначение гидротрансформатора — передача вращения коленчатого вала на шестерни планетарной КП с проскальзыванием, что обеспечивает плавное переключение передач и начало движения автомобиля. При больших оборотах двигателя ведомая турбина блокируется и гидротрансформатор выключается, передавая крутящий момент с коленчатого вала на шестерни АКП напрямую (соответственно, потерь).
Планетарная КП или планетарный редуктор — комплекс из большой коронной шестерни (эпицикла), малой солнечной шестерни и связывающих их шестерен-сателлитов, закрепленных на водиле. В разных режимах работы редуктора вращаются разные шестерни, а один из блоков (эпицикл, солнечная шестерня или водило с сателлитами) закреплен неподвижно.

Схема АКП: 1 — турбинное колесо;
2 — насосное колесо;
3 — колесо реактора;
4 — вал реактора;
5 — первичный вал планетарного редуктора;
6 — главный масляный насос;
7 — фрикцион II и III передач:
8 — тормоз I и II передач;
9 — фрикцион III передачи и передачи заднего хода;
10 — муфта свободного хода I передачи;
11 — тормоз заднего хода;
12 — первый промежуточный вал;
13 — второй промежуточный вал;
14 — барабан с зубчатым венцом;
15- центробежный регулятор;
16 — вторичный вал;
17 — механизм переключения передач;
18 — дроссельный клапан;
19 — кулачок

Фрикционные муфты предназначены для переключения передач введением в зацепление (или, наоборот, выведением из зацепления) шестерен планетарного редуктора АКП. Муфта состоит из ступицы (хаба) и барабана. На внешней поверхности ступицы и внутренней барабана расположены прямоугольные зубья (на ступице) и такие же шлицы (внутри барабана), которые по форме соответствуют друг другу, но не зацеплены. Между ступицей и барабаном располагается набор (пакет) кольцеобразных фрикционных дисков. Половина дисков выполнена из металла и оснащена выступами, входящими в шлицы внутренней поверхности барабана. Вторая половина дисков — из пластмассы и имеет вырезы, в которые входят зубья ступицы. Таким образом, механическое сцепление ступицы и барабана происходит через трение металлических и пластмассовых дисков пакета фрикционной муфты.
Сообщение и разобщение ступицы и барабана фрикционной муфты происходит после сжатия пакета дисков кольцеобразным поршнем, установленным внутри ступицы. Поршень имеет гидравлический привод. Жидкость в цилиндр привода подается под давлением через кольцевые канавки в барабане, валах и картере АКП.
Обгонная муфта используется для уменьшения ударных нагрузок на фрикционные муфты при переключении передач и для отключения двигателя при движении автомобиля накатом (при некоторых режимах работы АКП). Обгоная муфта устроена таким образом, что свободно проскальзывает при вращении в одном направлении и заклинивает при обратном (передавая деталям АКП вращающий момент). Она состоит из двух колец — внешнего и внутреннего — и расположенных между ними набора роликов, разделенных сепаратором. После увеличения оборотов двигателя и переключения передачи АКП один из блоков планетарного ряда стремится вращаться в обратную сторону — обгонная муфта заклинивает этот блок, предотвращая обратное вращение.

Принцип работы АКП

Рассмотрим работу четырехступенчатой АКП, оснащенной двумя планетарными редукторами.
Первая передача . Солнечная шестерня первого планетарного ряда не подключена к двигателю, первый ряд не участвует в передаче крутящего момента. Солнечная шестерня второго ряда соединена с коленчатым валом двигателя (добавим — через гидротрансформатор). Водило с сателлитами второго планетарного ряда соединено с выходным валом КП. Эпицикл (самая большая коронная шестерня) второго ряда при низких оборотах двигателя прокручивается через обгонную муфту, крутящий момент на механизмы трансмиссии не передается. Как только обороты двигателя повышаются, обгонная муфта блокирует коронную шестерню — начинается передача крутящего момента через сателлиты и водило. Автомобиль трогается с места и начинает движение.
Вторая передача . Солнечная шестерня первого ряда заблокирована и неподвижна. Водило с сателлитами первого ряда входит в зацепление с эпициклом второго ряда через обгонную муфту. Эпицикл первого ряда входит в зацепление с водилом второго ряда, которое соединено с выходным валом КП. Крутящий момент от двигателя передается через солнечную шестерню второго ряда. В этом режиме работают оба планетарных ряда КП.
Третья передача . Шестерни первого ряда не принимают участия в передаче крутящего момента. Солнечная шестерня второго ряда и эпицикл второго ряда соединены со входным валом, крутящий момент передается водилом на выходной вал. Преобразования крутящего момента не происходит — АКП работает в режиме прямой передачи.
В режимах первой, второй и третьей передач водитель не может тормозить двигателем. Для обеспечения возможности торможения двигателем предусмотрена блокировка обгонной муфты фрикционной муфтой. Тогда при отпускании педали «газа» шестерни коробки не будут разобщать механизмы трансмиссии с двигателем.
Четвертая передача . Это режим ускоряющей передачи, когда передаточное число трансмиссии больше единицы. Солнечная шестерня первого ряда остановлена. Крутящий момент передается на водило с сателлитами первого планетарного ряда. Эпицикл первого ряда входит в зацепление с водилом второго ряда, которое, в свою очередь, передает крутящий момент на механизмы трансмиссии. Солнечная шестерня и эпицикл второго ряда в передаче крутящего момента не участвуют.
Задний ход . Солнечная шестерня первого ряда соединена с коленчатым валом двигателя. Водило второго ряда заблокировано фрикционной муфтой. Эпицикл первого ряда входит в зацеплении с водилом второго ряда, которое, в свою очередь, соединено с выходным валом. Выходной вал вращается в обратную сторону.

Системы управления АКП

Система управления режимами работы АКП выполнена в виде гидравлических приводов, передающих давление масла от гидронасоса к поршням исполнительных механизмов фрикционных муфт и тормозных лент барабанов. Поток масла в маслопроводах перераспределяют золотники, которые управляются либо вручную положением селектора АКП, либо автоматически. Блок автоматического управления АКП может быть гидравлическим или электронным.
«Классическая» АКП управляется гидравлическим механизмом, который состоит из центробежного регулятора давления жидкости, установленного на выходном валу двигателя и датчика давления гидравлического привода педали «газа». Золотники перемещаются под давлением обеих гидроцепей, что позволяет АКП переключать передачи в соответствии с частотой вращения коленчатого вала двигателя и положения педали «газа».
В электронной системе автоматического управления вместо гидравлического привода золотников используется электромеханический — золотники перемещаются соленоидами. Команды на перемещения золотников дает блок электронного управления, в современных автомобилях — центральный бортовой компьютер автомобиля. Этот же компьютер обычно управляет и системой зажигания, и впрыском топлива. Команды на перемещение золотников блок электронного управления получает от датчика частоты вращения выходного вала двигателя и положения педали «газа». Переключать передачи можно и в ручном режиме, перемещая селектор в нужное положение.
В большинстве современных АКП предусмотрено ручное управление коробкой даже после полного выхода из строя электронной системы управления. При этом в любом случае вручную можно включить прямую (третью по описанной выше четырехступенчатой схеме) передачу, а если не повреждена электромеханическая часть системы управления — все передачи ручным переводом селектора.

Селектор АКП

В 50-е годы прошлого века общепринятым стандартом системы управления АКП стал селектор «PRNDL» — по перечислению очередности включения режимов автоматической КП. Именно эта последовательность была признана наиболее безопасной и рациональной с точки зрения конструкции АКП.
Режимы работы АКП — положения селектора переключения .

P — парковочный режим . Двигатель отсоединен от трансмиссии. АКП блокирована внутренним механизмом и соединена с трансмиссией, что обеспечивает блокировку всех механизмов трансмиссии. При этом АКП никак не связана со стояночным тормозом и не отменяет необходимость его использования на стоянках.
R — режим заднего хода . Во всех современных АКП селектор в этом положении дополнен блокировочным механизмом, предотвращающим случайное включение заднего хода при движении автомобиля вперед.
N — нейтральный режим АКП. Задействуется при остановках, движении накатом, буксировке.
D — основной режим работы АКП («Драйв»). Задействованы все ступени АКП (обычно и повышающая передача, которая в противном случае может включаться дополнительным положением рукоятки селектора с обозначением «2» или «D2»).
L — режим пониженной передачи , который используется для движения по бездорожью и на крутых подъемах.
Этот порядок переключения селектора АКП был закреплен в США законодательно в 1964 году. Отступление от этого стандарта считается недопустимым с точки зрения безопасности автомобиля.

Идея создания автоматической коробки передач появилась практически одновременно с появлением автомобиля, оснащенного . При этом автопроизводители, изобретатели и энтузиасты из разных стран начали работать над агрегатом.

В результате уже в самом начале 20-го века стали появляться опытные образцы, которые имели трансмиссию, похожую на современный автомат. В этой статье мы поговорим о том, как создавалась и когда появилась первая АКПП, познакомимся с историей автоматической трансмиссии, а также ответим на вопрос, кто изобрел коробку автомат.

Читайте в этой статье

Кто изобрел коробку автомат и когда появилась первая АКПП

Как известно, трансмиссия является вторым по важности агрегатом после . При этом появление АКПП стало настоящим прорывом, так как благодаря такой коробке передач значительно повышается не только комфорт, но и безопасность при управлении автомобилем.

Такая КПП является системой, состоящей из гидротрансформатора () и планетарной коробки. Принципы и основы планетарной передачи были известны еще в средние века, а гидротрансформатор создал немец Герман Феттингер в начале 20-го века.

Первым объединил коробку и ГДТ американский изобретатель Азатур Сарафян, более известный под именем Оскар Бэнкер. Именно он запатентовал автоматическую коробку передач в 1935г., хотя для получения патента больше 7 лет отстаивал свое право в борьбе с крупными автопроизводителями.

Родился Сарафян в 1895 году. Его семья оказалась в США в результате печально известного Геноцида армян, который имел место быть в Османской империи. Обосновавшись в Чикаго, Асатур Сарафян сменил свое имя, став Оскаром Бэнкером.

Талантливый изобретатель создал различные полезные устройства, среди которых можно выделить несколько незаменимых сегодня решений (например, шприц-пистолет для смазки), однако главным его достижением является изобретение первой автоматической гидромеханической коробки передач. В свою очередь, General Motors (GM), которая ранее устанавливала полуавтоматическую коробку передач на свои модели, первой перешла на АКПП.

История создания автоматической коробки передач

Итак, важнейшим элементом, благодаря которому стало возможным появление полноценной АКПП, является гидротрансформатор.

Изначально ГДТ появился в судостроении. Причина – вместо низкооборотистых паровых двигателей ближе к концу 19-го века появились более мощные паровые турбины. Такие турбины соединялись с винтом напрямую, что неизбежно привело к возникновению целого ряда технических проблем.

Решением оказалось изобретение Г. Феттингера, который предложил гидравлическую машину, где лопастные колеса гидродинамической передачи, насос, турбина и реактор были объединены в одном корпусе.

Такой гидротрансформатор был запатентован в 1902 году и имел большое количество преимуществ по сравнению с другими механизмами и устройствами, которые могли бы преобразовать крутящий момент от двигателя.

ГДТ Феттингера минимизировал потери полезной энергии, КПД устройства оказался высоким. На практике, указанный гидродинамический трансформатор, в среднем, обеспечивал на судах КПД около 90% и даже больше.

Вернемся к коробкам передач на автомобилях. В самом начале 20-го века (1904 год) изобретатели братья Стартевенты из города Бостон, США, представили раннюю версию автоматической коробки.

Данная КПП на две передачи фактически являлась усовершенствованной МКПП, где переключения могли быть автоматическими. Другими словами, это был прототип коробки- робот. Однако в те годы по ряду причин серийное производство оказалось невозможным, от проекта отказались.

Следующими автоматическую коробку начали ставить в компании Ford. Легендарная модель Model-T была оснащена планетарной коробкой передач, которая получила две скорости для движения вперед, а также заднюю передачу. Управление КПП было реализовано при помощи педалей.

Далее появилась коробка от компании Reo на моделях General Motors. Такая трансмиссия вполне может считаться первой РКПП, так как это была механическая коробка с автоматизированным сцеплением. Немного позже стала использоваться и планетарная система передач, еще больше приблизив момент появления полноценных гидромеханических автоматов.

Планетарный механизм (планетарная передача) наилучшим образом подходит для АКПП. Чтобы управлять передаточным числом, а также направлением вращения выходного вала, выполняется торможение отдельных частей планетарной передачи. При этом для решения задачи можно использовать относительно небольшие и постоянные усилия.

Другими словами, речь идет об исполнительных механизмах АКПП ( , ленточный тормоз). Также в те годы реализовать эффективное управление данными механизмами не составляло труда. Еще необходимость выровнять скорости отдельных элементов АКПП отсутствовала, так как все шестерни планетарной передачи находятся в постоянном зацеплении.

Если сравнить такую схему с попытками автоматизировать работу механической коробки, в то время это было крайне сложной задачей. Основной проблемой являлось то, что в те годы не было эффективных, быстрых и надежных сервомеханизмов (сервоприводов).

Указанные механизмы необходимы для того, чтобы перемещать шестерни или муфты включения для введения в зацепление. Сервомеханизмы также должны обеспечить большое усилие и рабочий ход, особенно если сравнивать усилие для сжатия пакета фрикционов или затяжки ленточного тормоза АКПП.

Качественное решение было найдено только ближе к середине XX века, а массовой роботизированная механика стала только за последние 10-15 лет (например, или ).

Дальнейшее развитие коробки автомат: эволюция гидромеханической АКПП

Перед тем, как переходить к АКПП, нужно упомянуть коробку передач Уильсона. Водитель выбирал передачу при помощи подрулевого переключателя, а включение производилось посредством нажатия на отдельную педаль.

Такая трансмиссия была прообразом преселективной коробки передач, так как водитель заранее выбирал передачу, при этом ее включение осуществлялось только после нажатия на педаль, которая стояла на месте педали сцепления МКПП.

Данное решение облегчало процесс управления ТС, переключения передач требовали минимум времени по сравнению с МКПП, которые в те годы не имели . При этом значимая роль коробки Уильсона заключается в том, что это первая КПП с переключателем режимов, которая напоминает современные аналоги ().

Вернемся к АКПП. Итак, полностью автоматическую гидромеханическую коробку передач Hydra-Matic представила General Motors в 1940 году. Данную КПП ставили на модели Cadillac, Pontiac и т.д.

Такая трансмиссия представляла собой гидротрансформатор (гидромуфту) и планетарную коробку передач с автоматическим гидравлическим управлением. Управление было реализовано с учетом скорости движения автомобиля, а также положения дроссельной заслонки.

Коробка Hydra-Matic ставилась как на модели GM, так и на Bentley, Rolls-Royce, Lincoln и т.д. В начале 50-х специалисты Mercedes-Benz взяли данную коробку за основу и разработали собственный аналог, который работал по схожему принципу, однако имел целый ряд отличий в плане конструкции.

Ближе к середине 60-х автоматические гидромеханические коробки передач достигли пика своей популярности. Также появление синтетических смазок на рынке ГСМ позволило удешевить их производство и обслуживание, повысить надежность агрегата. Уже в те годы АКПП не сильно отличались от современных версий.

В 80-х стала прослеживаться тенденция к постоянному увеличению числа передач. В автоматических коробках сначала появилась четвертая передача, то есть повышенная. Одновременно стала использоваться и функция блокировки гидротрансформатора.

Также четырехступенчатые автоматы стали управляться при помощи , что дало возможность избавиться от многих механических элементов управления, заменив их .

Например, первыми внедрение электронной системы управления автоматической коробкой передач реализовали специалисты Toyota в 1983 г. Далее Ford в 1987 году также перешел на использование электроники для управления повышающей передачей и блокировочной муфтой ГДТ.

Кстати, сегодня АКПП продолжает эволюционировать. С учетом жестких экологических стандартов и роста цен на топливо производители стремятся повысить КПД трансмиссии, добиться топливной экономичности.

Для этого увеличивается общее количество передач, скорость переключений стала очень высокой. Сегодня можно встретить АКПП, которые имеют 5, 6 и более «скоростей». Основная задача – успешно конкурировать с преселективными роботизированными коробками типа DSG.

Параллельно происходит и постоянное усовершенствование блоков управления АКПП, а также программного обеспечения. Изначально это были системы, которые только определяли момент переключения передачи и отвечали за качество включений.

В дальнейшем в блоки стали «зашивать» программы, которые способны подстраиваться под манеру езды, динамично меняя алгоритмы переключения передач (например, адаптивные АКПП с режимами эконом, спорт).

Позже появилась и возможность ручного управления АКПП (например, Tiptronic), когда водитель может самостоятельно определять моменты переключения передач подобно механической коробке. Дополнительно коробка автомат получила расширенные возможности в плане , контроля температуры трансмиссионной жидкости и т.д.

Заключение

Вполне возможно, что для кого-то АКПП покажется сложным и привередливым механизмом, несмотря на простоту и удобство его использования. Но это только на первый взгляд. На самом деле «автоматы» зарекомендовали себя как вполне надежные агрегаты, но, конечно же, при условии их правильной и грамотной эксплуатации. Особенно удобно пользоваться АКПП в больших городах, где часто приходится стоять в пробках.

Видео о том, как пользоваться «автоматом»:

Определение

Автоматическая коробка переключения передач (АКПП, автоматическая трансмиссия) — одна из разновидностей КПП, главным отличием от механической коробки переключения передач является то, что в АКПП переключение передач обеспечивается автоматически (т.е. не требуется прямое участия оператора (водителя)). Выбор передаточного числа соответствует текущим условиям движения, а так же зависит и от множества других факторов. Так же, если в традиционных КПП используется механический привод, то в автоматической коробке переключения передач иной принцип движения механической части, а именно, задействован гидромеханический привод или планетарный механизм. Встречаются конструкции, в которых двухвальная или трехвальная коробка передач работает вместе с гидротрансформатором. Такое сочетание использовали на автобусах ЛиАЗ-677 и в продукции компании ZF Friedrichshafen AG.

В последние годы, в обиход пришли автоматизированные механические коробки передач с электронным управлением и электропневматическими или электромеханическими исполнительными устройствами.

Предыстория

Недаром говорят, что лень – двигатель прогресса, вот и желание комфорта и более простой, удобной жизни породило множество интересных вещей и изобретений. В автомобилестроении, таким изобретением можно считать автоматическую коробку переключения передач.

Хотя конструкция АКПП является достаточно сложной и стала популярна лишь в конце 20 века, впервые ее установили в шведский автобус фирмы «Лисхольм-Смит» 1928 года. В серийное же производство, АКПП пришла лишь через 20 лет, а именно, в 1947 году в автомобиле Buick Roadmaster. Основой данной трансмиссии послужило изобретение немецкого профессора Феттингера, запатентовавшего в 1903 году первый гидротрансформатор.

На фотографиях тот самый Buick Roadmaster – первый серийный автомобиль, имеющий АКПП.

В автоматической трансмиссии роль сцепления выполняет гидротрансформатор, который передает крутящий момент к коробке передач от двигателя. Сам гидротрансформатор состоит из центростремительной турбины и центробежного насоса, между которыми расположен направляющий аппарат (реактор). Все они располагаются на одной оси и в одном корпусе, вместе с гидравлической рабочей жидкостью.

Ближе к современности

Середина 60х годов 20 века ознаменовалась окончательным закреплением и утверждением в США — современной схемы переключения АКПП — P-R-N-D-L . Где:

«P» (Parking) – «Стоянка» — Включена нейтральный режим, при котором выходной вал коробки механически заблокирован, благодаря чему автомобиль не движется.

«R» (Reverse) – «Задний ход» – Включение режима заднего хода (задняя передача).

«N» (Neutral) – «Нейтраль» – Связи между выходными валами КПП и входными нет. Но при этом, выходной вал не заблокирован, и автомобиль может перемещаться.

«D» (Drive) – «Основной режим» — Автоматическое переключение по полному кругу.

«L» (Low) – Движение только на 1-й передаче. Используется только 1-я передача. Гидространсформатор заблокирован.

Повышение требований к экономичности автомобилей привело к возвращению в 1980х годах четырехступенчатых трансмиссий, в которых четвертая передача имела передаточное число меньше единицы («овердрайв»). Так же получили распространение и блокирующиеся на большой скорости гидротрансформаторы, которые позволяли увеличить КПД трансмиссии за счет снижения потерь, возникающих в гидравлическом элементе.

В период с 1980-1990 года произошла компьютеризация систем управления двигателем. Аналогичные системы управления применялись и в АКПП. Теперь контроль над потоками гидравлической жидкости регулировался при помощи соленоидов, связанных с компьютером. Вследствие чего, переключение передач стало более плавным и комфортным, а экономичность и эффективность работы опять увеличились. В эти же года появляется возможность ручного управления коробкой передач («Типтроник» или аналогичные). Изобретена первая пятиступенчатая коробка передач. Отпадает необходимость смены масла в КПП, поскольку ресурс уже залитого в нее сопоставим с ресурсом коробки переключения передач.

Конструкция

Традиционно, автоматические коробки переключения передач состоят из планетарных редукторов, гидротрансформаторов, фрикционных и обгонных муфт, соединительных барабанов и валов. Иногда применяют тормозную ленту, которая замедляет один из барабанов относительно корпуса АКПП при включении одной из передач.

Роль гидротрансформатора заключается в передаче момента с проскальзыванием при трогании с места. На высоких оборотах двигателя (3-4 передача), гидротрансформатор блокируется фрикционной муфтой, которая не дает ему проскальзывать. Конструктивно он устанавливается так же, как и сцепление на трансмиссии с МКПП – между АКПП и собственно двигателем. Корпус гидротрансформатора и ведущая турбина крепится на маховик двигателя, как и корзина сцепления.

Сам гидротрансформатор состоит из трех турбин – статора, входной (составл. корпуса) и выходной. Обычно статор глухо затормаживается на корпус АКПП, однако в некоторых вариантах затормаживание статора включается фрикционной муфтой для максимального использования гидротрансформатора во всем диапазоне оборотов.

Фрикционные муфты («пакет») соединяя и разъединяя элементы АКПП – выходного и входного валов и элементов планетарных редукторов, и затормаживая их на корпус АКПП, осуществляют переключение передач. Муфта состоит из барабана и хаба. Барабан имеет крупные прямоугольные пазы внутри, а хаб – крупные прямоугольные зубья снаружи. Пространство между барабаном и хабом заполняют кольцеобразные фрикционные диски, часть из которых – пластмассовая с внутренними вырезами, куда входят зубья хаба, а другая часть выполнена из металла и имеет выступы снаружи, входящие в пазы барабана.

Сжимая гидравлически кольцеобразным поршнем пакет дисков, производится сообщение фрикционной муфты. Масло к цилиндру подводится через канавки в валах, корпусе АКПП и барабане.

Превью — увеличение по клику.

На первой, слева, фотографии — разрез гидротрансформаторной восьмиступенчатой АКПП автомобиля Lexus, а на второй — разрез шестиступенчатой преселективной АКПП Volkswagen

Обгонная муфта свободно скользит в одном направлении и заклинивает с передачей момента в другом. Традиционно она состоит из внутреннего и внешнего кольца и расположенного между ними сепаратора с роликами. Служит для снижения ударов во фрикционных муфтах при переключении передач, а также для отключения торможения двигателем в некоторых режимах работы АКПП.

В качестве устройства управления АКПП использовали набор золотников, которые управляли потоками масла к поршням фрикционных муфт и тормозных лент. Положение золотников задаются, как вручную механически рукояткой селектора, так и автоматикой. Автоматика бывает электронной или же гидравлической.

Гидравлическая автоматика задействует давление масла от центробежного регулятора, который соединен с выходным валом АКПП, а также давление масла от нажатой водителем педали газа. В результате чего, автоматика получает информацию о скорости автомобиля и положении педали газа, в зависимости от которой переключаются золотники.

Электроника использует соленоиды, перемещающие золотники. Кабели от соленоидов расположены вне пределов АКПП и ведут к блоку управления, который иногда объединен вместе с блоком управления впрыском топлива и зажигания. В зависимости от положения рукоятки селектора, педали газа и скорости автомобиля, электроника принимает решение о перемещении соленоидов.

Иногда, предусмотрена работа АКПП и без электронной автоматики, но только с третьей передачей переднего хода, или же со всеми передачами переднего хода, но с обязательным переключением рукоятки селектора. По вопросам поломки и ремонта КПП вас проконсультируют .

Виды коробки передач и их отличия

Будут ставить новые разработки ученых, автоматическую коробку передач. Сейчас все изменилось и при выборе автомобиля любитель авто сталкивается с выбором огромного ассортимента коробок передач. И многим любителям машин трудно разобраться в выборе. Купить автомобиль с механической передачей или выбрать автоматическую коробку передач.

В этом случае многие покупатели авто находятся в замешательстве, что все таки выбрать. Некоторых покупателей пугают новые, непонятные названия коробок передач. Других пугают качество и эксплуатация нового оборудования. Хотя если разобраться и более подробно изучить тему, какая коробка лучше, разобрать их принципы работы. И более подробно описать для покупателей принципы работы всех на данный момент известных коробок передач.

Принцип действия механической коробки, достаточно простой, это редуктор, состоящий из вала, шестеренок, муфты включения и переключателей. Работа коробки передач всем известна и понятна, даже обычному человеку не особо разбирающегося в автомобилях. Она соединена с помощью сцепки с двигателем. Сцепкой называется сцепление и при нажатии сцепления, переключаются скорости. При переключении скоростей, что бы машина не дергалась, сцепления нужно постепенно нажимать и не торопясь отпускать. Для неопытного водителя эта задача будет довольно непростой. И для вождения с механической коробкой необходим опыт. Зато механическая коробка, будет довольно дешевая в ремонте. Большим минусом механической коробки является то, что при передвижении автомобиля необходимо постоянно переключать скорость. Особенно неудобно в больших городах, при пробках водителю приходится довольно часто переключать скорость. Из за этого придумали автоматическую коробку.

Автоматическая коробка передач это огромный прорыв в авто строении. Она облегчила водителям, работу в автомобиле. Также неопытные автолюбители смогут с легкостью управлять автомобилем. Проще стало управлять автомобилем в пробках.

Есть несколько видов автоматов. Обычная коробка автомат, является гидромеханической коробкой. Специфика коробки проста, внутри короба находится масло. В короб с двух сторон выходят два зубчика, один соединен с мотором другой с коробкой. Первый зубчик раскручивает масло, а масло передается на другой зубчик. Переключение скоростей происходит с блока. Эта структура очень хорошая в работе.

Вариантная система коробки автомат тоже довольно интересная. Она сделана из Стивов, соединенные между собой ремнем. Один Стив меняет свой диаметр. При езде переключение скоростей довольно мягкая, и не чувствуется рывков. Минусы этой коробки такие что при поломках она очень дорогая в обслуживании.

На данный момент самой лучшей коробкой автомат, является роботизированная коробка. Это та же самая механическая коробка, но место человека при переключении все делает электроника. При езде переключение коробки автомат плавные, машина не дергается и быстро стартует с места. Так же эта коробка является самой экономичной из всех перечисленных.

Благодаря коробке автомат покупателю будет значительно проще водить автомобиль. Не нужно будет задействовать в пробках левую ногу, которая должна быть всегда на сцеплении.

В статье перечислены все виды коробок которые существуют на авто рынке.

Автозапчасти для иномарок

Как работает автоматическая коробка и насколько она хороша?

04.04.2019 Автоматическая коробка переключения передач

Если бы коробки передач не существовало, колеса внезапно получили бы весь предоставленный крутящий момент, и это сделало бы передачу непрактичной. В механической коробке передач используются пары передач, то есть передаточные числа. Они регулируют, то есть преобразовывают величину крутящего момента, передаваемого на колеса.

Простейшая иллюстрация, показывающая принцип работы коробки передач

Выбор отношения происходит через рычаг. Сцепление — это диск, расположенный между коробкой передач и двигателем: он предотвращает остановку двигателя и позволяет автомобилю начинать движение с места, а также облегчает переключение. Вместо этого, как производится автоматическая коробка передач?

Можно разделить различные системы автоматической трансмиссии на четыре основных типа:

автоматическая коробка передач с гидротрансформатором;
роботизированная коробка передач;
бесступенчатая;
коробка передач с двойным сцеплением.

Автоматическая трансмиссия с моментным преобразователем

В автоматической коробке с гидротрансформатором вместо использования передач, крутящий момент передается через гидравлический преобразователь, расположенный между двигателем и коробкой передач.

Строение АКПП с гидротрансформатором

Это очень сложный механизм, который через серию клапанов вызывает перепад давления определенного масла, и так переключается передача. Гидротрансформатор заменяет сцепление. В прошлом эта система была полностью механической, очень дорогой и тяжелой. Сегодня многие детали были заменены электронной системой, что привело к снижению сложности, стоимости и веса.

Роботизированная автоматическая трансмиссия

Это полуавтоматическая коробка передач: передаточные числа всегда механические, а операции выбора передач и включения — электронные. Водитель выбирает передачу, нажимая рычаг или кнопки; таким образом вырабатывается электрический импульс, который отправляется на блок управления коробкой; он, основываясь на предопределенных программах, решает, какие коэффициенты задействовать.

РКПП — роботизированная коробка передач

Эта коробка передач используется в гоночных автомобилях, потому что она обеспечивает очень быстрое включение; по той же самой причине это также принято в некоторых дорожных моделях, хотя настроено для более сладких изменений.

Автоматическая трансмиссия с непрерывной вариацией

Автоматическая бесступенчатая коробка также называется CVT (ContinuousVariableTransmission). Вместо использования зубчатых колес у нее есть пара шкивов (или роликов, или конусов), вокруг которых наматывается ремень; в зависимости от оборотов двигателя шкивы перемещаются, изменяя диаметр ремня. Это переменное движение определяет передаточное число.

Автоматическая трансмиссия с непрерывной вариацией

Поскольку это движение непрерывно, существуют бесконечные отношения. Система CVT позволяет двигателю работать постоянно, всегда близко к максимальному крутящему моменту, то есть в ситуации максимальной эффективности. По этой причине имеется лучшая экономия топлива.

Автоматическая трансмиссия с двойным сцеплением

В зависимости от производителя автоматическая коробка передач с двойным сцеплением также называется DSG (коробка передач с прямым переключением передач) или DCT (коробка передач с двойным сцеплением). Это эволюция роботизированной коробки передач.

Есть два сцепления, одно для четных передаточных чисел, а другое для нечетных, соединенных с двумя передающими валами. Они вращаются в одно и то же время, поэтому отношения всегда готовы, и они зацепляются по два за раз, но только выбранное передается паре. Сцепление полностью автоматическое, с электронным управлением. Таким образом, скорость изменения очень высока.

Автоматическое или механическое переключение, какое лучше?

Определение того, лучше ли автоматическая или механическая коробка передач, зависит, как всегда, от собственных потребностей. Механическая коробка дешевле и, в руках экспертов, позволяет использовать всю мощность, доступную именно тогда, когда ее нужно использовать.

Большая спортивность и полная свобода для водителя. Недостатком является использование в городе и в пробках, где существует большое неудобство от непрерывного нажатия педали и рычага в течение нескольких метров.
Традиционная автоматическая коробка с гидротрансформатором обеспечивает великолепный комфорт вождения. Недостаток заключается в значительно более высокой стоимости и весе, хотя в последнее время электроника позволила добиться некоторого сокращения.

CVT обеспечивает максимальную экономию топлива и лучший комфорт при вождении, учитывая вес, габариты и не чрезмерные расходы. Основным недостатком является то, что он не допускает спортивного вождения, если не за счет сложных электронных конфигураций, которые значительно увеличивают расходы. Это также шумно.

Роботизированная коробка передач и ее эволюция с двойным сцеплением стоят немного дороже, чем механическая. Они обеспечивают комфорт как классического автоматического, так и скоростного режима, подходящего для спортивного вождения, со временем переключения, которое не может выполнять ни один человек, а также позволяют водителю выбирать передачу и момент ее включения (в определенных пределах).

вариатор или автоматическая коробка передач? Вариатор, механика или автомат. Что лучше? Что надежней автомат или вариатор отзывы владельцев

Сейчас уже никого не удивишь автомобилем с автоматической коробкой передач, а уж тем более вариатором. Какая коробка передач лучше, чем они отличаются, их преимущества и недостатки, мы рассмотрим в нашей статье.

Сразу уточним такой факт: две педали — это автоматическая коробка переключения трансмиссии, работу которой обеспечивают две составляющие: гидротрансформатор и редуктор. Гидротрансформатор отвечает непосредственно за переключение скорости, т.е. выполняет все функции сцепления, а редуктор — за постоянную совместную работу шестеренок. Раньше АКПП была четырехступенчатой, но сейчас инженеры пошли дальше и выпустили восьмиступенчатую АКПП.

Вариаторная коробка передач — это коробка переключения передач, в которой совмещены и механика, и автомат. Это бесступенчатая КПП, позволяющая всегда держать двигатель в готовности к движению. Как правило, автомобили, на которых вариатор, оснащены очень мощной гидросистемой. Это необходимо для того, чтобы расходы на привод насоса были меньше, позволяя экономить.

Обычно такой вариант больше по душе женской половине населения, так как сложности вождения автомобиля с АКПП минимальные. Можно полностью быть уверенным, что машина не заглохнет, если быстро отпустить сцепление, ведь на АКПП оно не нужно, автомобиль самостоятельно переключает скорости. В этом основное преимущество данного вида КПП.

Отличия автомата от вариатора

Визуально отличить автомат от вариатора невозможно, так как разницы в размещении рычага нет. Он может быть расположен как у рулевого колеса, так и на привычном месте размещения коробки. Разницу можно почувствовать лишь при движении: на вариаторной коробке переключение трансмиссий происходит очень плавно, практически неощутимо, понять, что скорость переключена можно только по звуку работы двигателя. На автомате же скорость переключается посредством легкого рывка. На АКПП последнего поколения переключение происходит очень плавно, особенно если коробка оснащена двумя сцеплениями, например, АКПП DSG о компании Volkswagen.

Помимо звука работы и ощущения переключения вариаторная автоматическая коробки отличаются строением. Так, основой вариатора является механизм, позволяющий очень плавно менять скорость между ведущим и ведомым диском. Это происходит посредством ремня или цепи, которые соединяют диски между собой. Для вариаторов предусмотрено несколько разных типов приводов.

Автомобиль, имеющий вариатор как коробку переключения трансмиссии, имеет гораздо меньшее время разгона, при этом ускорение происходит очень плавно и практически неощутимо. Такие КПП вошли в промышленное производство относительно недавно. Также конструкция имеет меньший вес и считается очень надежной. Чтобы вы наглядно увидели, как работает вариатор, предлагаем просмотреть видео:

Что касается строения автомата, то оно несколько отличается от вариатора. Действие автомата обеспечивают шестеренки, за работу которых отвечает редуктор. Из-за сцепления этих шестеренок как раз и ощущается легкий рывок при переключении трансмиссий. Также коробки отличаются по строению. Опытный водитель сможет с первого раза отличить вариатор от автомата, посмотрев только на их строение. На видео вы можете увидеть, как работает АКПП:

Итак, отличить вариатор от автомата можно по следующим признакам:

маркировка на двигателе и описание в документах. Как правило, АКПП обозначают А или АТ, а вариаторную коробку передач — CVT;
толчки при переключении скорости. На автомате они есть, на вариаторе — нет;
разгон. Машина, у которой установлена вариаторная коробка, при резком нажатии на педаль акселератора, ускоряется плавно, не дергаясь. Автомат же немного подастся вперед, и вы почувствуете ускорение;
подъем. Если на машине АКПП, то при подъеме, если вы нажали на педаль газа, а потом отпустили, машина не покатится назад, чего нельзя сказать о вариаторной КПП.

Важно! Если вы все же не разобрались, просмотрите документы и проверьте маркировку на двигателе, она должна совпадать с документами.

Важно учитывать, что за работу как вариатора, так и автомата отвечает электроника. Поэтому осуществлять перепрошивку двигателя крайне не рекомендуется, иначе вся электроника может заработать некорректно или вовсе стереться. Даже, если вы планируете прошивать у профессионала, лучше этого не делать, так как ремонт будет стоить очень дорого.

Преимущества и недостатки

Рассмотрим сначала автомат со всеми его плюсами и минусами, начнем с плюсов:

облегченное управление автомобилем, особенно в условиях пробок;
практически невозможно заглохнуть;
сохранение двигателя, так как плавное переключение сохраняет его от износа, обеспечивая долгую работу;
меньший расход топлива, чем на механической коробке передач.

Теперь рассмотрим минусы:

небольшая потеря в динамике — скорость переключается чуть медленнее, чем на вариаторе. Однако модели с двумя сцеплениями переключают скорости гораздо быстрее, чем вариаторные коробки передач;
очень затратный ремонт;
частая замена масла;
несколько затянутое прогревание при холодной погоде.

Иногда машина начинает резко разгоняться, это объясняется тем, что система переключения скорости тратит определенное время, чтобы осознать, что требуется переключить трансмиссию.

На самом деле, критичных недостатков нет, поэтому, если вам нравятся авто на автомате, можете смело приобретать.

Теперь подробнее рассмотрим достоинства и недостатки вариатора. Начнем с положительных качеств:

быстрый плавный разгон без вреда для двигателя, а также меньшее время, необходимое для разгона;
сниженные топливные затраты;
оптимальный режим работы двигателя;
больший срок пользования;
надежность.

Положительные стороны, почти полностью совпадают с автоматом, это и неудивительно, потому что принцип работы у них почти одинаковый. Далее рассмотрим отрицательные стороны вариатора:

дорогой ремонт;
частая замена ремня, примерно каждые 90-120 тысяч километров;
специальное масло, разработанное для вариаторов.

Минусы вариатора, конечно, значительные, но он гораздо надежнее, и срок службы выше, чем у автомата. Еще один важный момент, его вряд ли можно отнести к достоинствам или недостаткам, это невозможность буксировки и использования прицепа. Строение самой коробки не позволяет осуществлять эти действия. Экспериментировать не стоит, так как ремонт автоматической коробки передач очень дорогой.

Важно! Наиболее частой поломкой на вариаторе является ремень, который соединяет между собой шкивы. Чтобы уберечь его от быстрого износа, можно использовать специальное средство, которое обеспечивает присадку и не дает ремню быстро перетереться.

Чтобы ваша ласточка с автоматической коробкой передач служила вам долго, рекомендуем соблюдать описанные ниже правила:

прогрев авто в холодное время года;
контроль над уровнем жидкости в коробке и своевременная ее замена;
плавное ускорение при плавном торможении;
частый осмотр коробки передач и внимательное отслеживание показателей датчиков;
своевременное обращение на СТО.

Важно! Если в машине появился нехарактерный звук, сразу же обращайтесь к специалистам для диагностики.

Какой вариант лучше?

На этот вопрос может ответить только сам водитель. Но если вы не знаете, по каким критериям выбирать, можете найти их ниже:

манера езды. Если вы ездите быстро, то вариатор для вас самый лучший вариант. Если же вы не входите резко в поворот и не водите экстремально, то вам подойдет автомат;
технические характеристики. Если вам нужна машина с плавным переключением скоростей, то выбор — вариатор, если для вас это не принципиально, главное не нажимать на педаль сцепления, то подойдут оба варианта;
срок службы КПП. Конечно, вариаторная коробка будет служить вам гораздо дольше при правильном уходе, в отличие от автоматической;
ремонт. Вариаторная коробка еще не настолько популярна, как автомат, поэтому ремонтировать его берется не каждая СТО, в то время, как автомат могут вам починить практически везде;
режим работы. Современные КПП предлагают разные режимы переключения коробки. Выделяют три: экономный, комфортный и спортивный. На экономном режиме система сама подбирает оптимальный вариант работы двигателя, стараясь при возможности перейти на повышенную передачу. Спортивный режим, в отличие от экономного, переводит двигатель на пониженную передачу, обеспечивая тем самым наличие запаса мощности у двигателя. Комфортный режим обеспечивает максимально плавное переключение трансмиссий;
способ переключения скорости. В современных АКПП есть функция ручного переключения трансмиссий. Это удобно для тех водителей, которые хотят всегда держать машину под контролем и самостоятельно переключать скорости. Такой вид чаще всего используется на тех моделях авто, на которых механика не предусмотрена изначально.

Сказать, какая коробка переключения передач лучше, невозможно, так как каждый водитель выбирает исключительно для себя.

Важно! Если вы так и не разобрались, какая коробка переключения трансмиссий надежнее, то обратитесь к специалистам на любой СТО, они предоставят вам всю интересующую вас информацию.

Какую коробку вам выбрать, решать исключительно вам. Поэтому перед выбором автомобиля внимательно изучите все плюсы и минусы разных коробках переключения передач и выбирайте именно ту, которая вам подойдет.

Когда в компании автолюбителей кто-то начинает рассказывать о своей машине, одним из первых всегда закономерно звучит вопрос: «Какая трансмиссия, автомат или механика?». Действительно, ведь даже выбирая автомобиль для себя, человек, особенно если это будет его первый авто, имеет, как правило, всего 2 критерия выбора по части коробки передач: автоматическая либо ручная.

Что же касается разновидностей самой коробки-автомата, такой, например, как вариатор, задумывается далеко не каждый. Некоторые только в процессе предпродажного осмотра автомобиля узнают, что это такое и чем отличается вариатор от классической АКПП. Иногда подобная неосведомлённость приводит к последующему разочарованию в выборе автомобиля. Чтобы не допустить подобного и всегда иметь возможность выбрать автомобиль согласно собственным запросам, необходимо знать отличие вариатора от автоматической коробки передач.

Основных составляющих автоматической трансмиссии в общей сложности две – это гидротрансформатор и редуктор. Первый отвечает непосредственно за переключение скоростей – передач. Конструкцию гидротрансформатора составляет полностью герметичная оболочка из теплостойкого металла, внутри которого и находятся основные элементы, обеспечивающие его нормальное функционирование.

Внутри гидротрансформатор наполняется специальным маслом для АКПП , для смазывания каждой части механизма. Рабочая жидкость необходима, поскольку в процессе работы части подвержены воздействию температур, близких к критическим. Их взаимодействие между собой без смазывания может привести к стиранию и последующей поломке и необходимости замены. Что касается редуктора, он обеспечивает надёжный сцеп всех шестерёнок в сложном механизме, делая его полностью завершённым.

Говоря о вариаторе, несмотря на то, что он выступает в качестве разновидности АКПП, следует понимать его главную конструктивную особенность – передач как таковых этот вид трансмиссии не предусматривает. Механизм переключения в вариаторе осуществляется через передаточное число, которое передаётся двумя параллельно расположенными – ведомым и ведущим — конусными шкивами. Между собой шкивы скреплены ремнём, изготовленным из специального металла, либо цепями – в зависимости от вида коробки-вариатора.

Коробка вариатор и автомат в чём разница и что же лучше? Если проводить параллель между этими двумя трансмиссиями и во время выбора автомобиля сравнивать, чьи особенности более выгодны с точки зрения потребителя, – однозначного ответа нет. Нельзя назвать ни один из данных механизмов технически простыми и дешёвыми в обслуживании – нет, ремонт таких конструкций занимает уйму времени и стоит столько же денег.

Назвать одну из представленных КПП более надёжной, нежели аналог, тоже было бы некорректно – ресурс любого автомобильного комплектующего в первую очередь зависит от того, какой уход за ним производился на протяжении всего периода эксплуатации. Единой официальной статистики, подтверждающей своими результатами очевидное преимущество автоматической коробки передач либо, напротив, свидетельствующей о том, что вариатор всё же лучше, не существует.

ОСОБЕННОСТИ АКПП И ВАРИАТОРА ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Объективнее всего сравнивать вариатор и автомат, установленные на различные модификации одного и того же кузова одной марки автомобиля. В таком случае можно провести основательное сопоставление по ряду факторов и сделать соответствующие выводы:

1.Начало движения/старт с места. В момент старта нет отличий коробки автомат от вариатора в плане функционирования самих трансмиссий и ощущений от вождения в целом, поскольку на этом этапе конструктивные различия ещё себя не проявляют. При аккуратной работе с педалью акселератора автомобили, оснащённые обеими КПП, стартуют плавно и без рывков;

ВАЖНО: у самых первых вариаторов представителей немецкой автомобильной промышленности был недочёт в виде излишне медленного переключения, и как следствие — несоответствия реальных данных о разгоне тем, которые были заявлены в паспорте транспортного средства. Впоследствии инженерами эта проблема была устранена, и по своим техническим характеристикам вариаторы перестали проигрывать АКПП.

2.Д вижение в городском цикле/движение по трассе. По этому критерию вариатор слегка опережает аналог, но это вовсе не означает, что ездить на авто с автоматом – это дискомфорт. Вопреки множеству домыслов, у автоматической коробки передач нет каких-то непонятных толчков при переключениях – смена скоростей происходит незаметно для водителя вне зависимости от обстановки, в которой эксплуатируется автомобиль.

Исключение составляют лишь неисправные экземпляры. То же самое касается и коробки вариатора. Они и были спроектированы и выпущены для увеличения плавности хода и со своей задачей справляются успешно, потому как тут переключений формально не происходит вообще;

3.Расход топлива. Существует мнение, якобы на автомобилях с автоматической коробкой этот показатель всегда больше, если сравнивать с аналогами, в том числе и с вариатором. Как показывает практика, разница в расходе топлива, особенно в автомобилях со старыми атмосферными и компрессорными ДВС, обусловлена практически полностью только литражом самого двигателя. Если и существует различие между вариатором и автоматической трансмиссией, составляющее 0,3-0,5 литров топлива, расходуемых на 100 километров, в пользу первого, то это скорее погрешность, нежели объективная разница;

4.Динамические характеристики. По этому показателю всё же необходимо признать некоторое превосходство автоматической коробки над вариатором, поскольку своего рода «толчок», даваемый автомобилю с АКПП при каждом последующем переключении, заставляет его разгоняться быстрее. Впрочем, это нельзя обозначить ни как плюс, ни как минус вариатора, поскольку он изначально разрабатывался для комфортной и размеренной езды и интегрировался в автомобили, предназначенные, в подавляющем большинстве, для тихих семейных поездок;

Таким образом, вождение автомобиля с автоматической трансмиссией всё-таки будет отличаться от езды на таком же экземпляре, но с вариатором. Однако отличия будут заключаться лишь в некоторых динамических характеристиках, что для большинства автопользователей не так уж и важно.

Тем не менее, для любителей использовать свой авто в качестве спортивного будет предпочтителен вариант с АКПП как более быстрый. Для тех, кто отдаёт предпочтение комфорту, плавности хода и переключений, вариатор будет выбором более оптимальным.

Выявить однозначного лидера по перечисленным критериям не представляется возможным – это субъективный выбор каждого владельца автомобилей с подобными трансмиссиями.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ: КАКОЙ ТИП ТРАНСМИССИИ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЕЕ

Несмотря на то, что объективно выявить, какая коробка передач: вариатор или автомат — лучше, нельзя, общественность, по всей видимости, сделала свой выбор в пользу классической АКПП. Вариаторы не сыскали популярности, несмотря на довольно прогрессивную систему, предлагаемую некогда инженерами, когда автомобили, оснащённые этими коробками, только начинали сходить с конвейеров.

Основная причина неудачи вариатора в качестве трансмиссии может заключаться в том, что её ставили на достаточно объёмные моторы, до 3-3,5 литров. Да, по показателям расходомеров топлива такие экземпляры потребляли не больше своих аналогов, да и по основным ездовым характеристикам вопросов, в целом, не возникало.

Однако потребители, когда видят подобный литраж, уже мысленно обрисовывают в голове картину, как этот автомобиль способен быстро разгоняться и поддерживать такую динамику на протяжении всего необходимого интервала. Вариатор как КПП, предназначенная для малолитражных авто и спокойной езды, подобных ощущений дать не может.

ВАЖНО: коробка вариатор и автомат: в чём разница ? Даже при одинаковых характеристиках разгона, к примеру, до 100 км/ч, в виде одних и тех же числовых показателей АКПП будет давать куда больше эмоций, будто воссоздавая атмосферу участия в спортивном соревновании, в то время как на вариаторе даже относительно быстрый разгон не будет так ощутим. Кстати, аналогичное сравнение можно провести между автоматической коробкой передач и механической трансмиссией.

Самое главное – знать, чего хочешь от автомобиля, и сопоставить желаемое с тем, что он способен дать. В таком случае выбор между автоматом и вариатором не вызовет никаких затруднений.

Перед водителями, определившимися в нежелании отвлекаться на рычаг КПП во время движения автомобиля, предстает дилемма, какой вид коробки передач выбрать. Несмотря на схожесть в управлении автомобилем с гидромеханической АКПП и вариатором, эксплуатация каждого транспортного средства имеет свои особенности. Определить какой тип коробки передач лучше, невозможно, иначе конкурентная борьба полностью вытеснила бы проигравший агрегат с рынка. При этом подобрать лучший вариант трансмиссии под запросы конкретного водителя возможно, так как у каждого из механизмов есть свои достоинства и недостатки.

Особенности устройства гидромеханической АКПП

При классической конструкции автоматической коробки передач в ее устройство входят:

гидротрансформатор;
планетарный механизм.

В АКПП имеется фиксированное количество передач, определяемое находящимися внутри парами шестерен. Во время ускорения и замедления машины происходит смена передаточного числа с небольшим кик-дауном. Это приводит к небольшим паузам и толчкам, особо ощутимым на старых КПП.

Крутящий момент от двигателя на коробку подается через трансмиссионное масло между насосным колесом и турбиной, поэтому в конструкции отсутствует жесткая связь между силовой установкой и АКПП. Данное техническое решение обеспечивает плавность начала движения на автомобиле, но КПД трансмиссии снижается, что вызывает повышенный расход топлива.

Переключение передач происходит под воздействием возрастающего давления масла. В конструкции присутствуют фрикционные муфты. обеспечивающие работу на требуемой скорости. Весь процесс контролирует электронный блок управления, получающий информацию с датчиков.

Тонкости устройства вариатора

Конструкция вариатора позволяет беспрерывно передавать крутящий момент двигателя через трансмиссию. Наибольшую популярность получили следующие виды CVT:

клиноременной, выбившийся в лидеры на фоне других систем;
тороидальный;
цепной.

В клиноременном вариаторе используются два раздвижных шкива и ремень, изготовленный по специальной многослойной технологии. Во время разгона и замедления шкивы сжимаются либо разжимаются, бесступенчато меняя передаточное соотношение.

В менее распространенной цепной технологии крутящий момент передается скошенными торцами осей звеньев цепи. Тянущее усилие обеспечивается самой цепью. Конструкция не способна передать большое усилие, а также создает много шума.

Тороидальный вариатор не имеет шкивов и клиновидного ремня. В нем используются конусовидные диски и ролики. Из всех видов вариаторов данный механизм способен передавать самое большое усилие, при условии использования высокопрочной стали. Дорогостоящие материалы, используемые при производстве тороидальных CVT, сказываются на цене готового изделия.

Поломки автомата

Большинство поломок как на классической АКПП, так и на вариаторе, случаются из-за несвоевременного технического обслуживания либо неправильной эксплуатации автомобиля. При этом у автомата выделяют характерные слабые места:

загрязнение гидроблока в результате низкого качества трансмиссионной жидкости;
снижение давления масла из-за неисправности масляного насоса;
прокручивание фрикционов на дисках;
рывки автомобиля при смене передаточного числа;
износ планетарных шестерен;
нарушения в работе датчиков;
износ фрикционных накладок.

Существуют еще поломки. характерные для конкретных моделей авто. Обычно они возникают в связи с инженерными просчетами при проектировании машины. Наиболее остро эта проблема стоит у отечественных железных коней.

Наиболее часто встречаемые неисправности CVT

Вариатор более требователен к маслу, которое следует менять точно в срок и только на то, которое рекомендовано автопроизводителем. Самостоятельный выбор смазки может быстро вывести агрегат из строя. Наиболее часто встречаемыми поломками являются:

износ масляного насоса;
пробуксовывание ремня;
чрезмерный износ поверхностей;
разрыв ремня, который вызывает масштабные повреждения узла;
задиры валов.

Выбирая, что лучше вариатор или автоматическая коробка передач,с точки зрения наиболее часто встречаемых поломок, выбор стоит сделать в сторону классической АКПП. Вызвано это меньшим количеством неисправностей, способных вызвать полное обездвиживание машины. Также немаловажным нюансом является малое количество специалистов, способных качественно выполнить ремонт вариатора.

Ресурс узлов АКПП и срок службы элементов бесступенчатой коробки передач

Одним из ключевых факторов, чем отличается вариатор от АКПП, является длительность эксплуатации до капитального ремонта. Безусловным лидером здесь является автоматическая коробка передач. При своевременной замене масла она прослужит 300-400 тысяч км пробега. CVT потребует замены ремня при подходе одометра к 100 тысячам. После замены вариатор проработает до 120-150 тыс. км. При этом в процессе эксплуатации, бесступенчатая коробка требует более качественное и дорогое масло.

При отсутствии своевременной замены ремня может произойти его разрыв. Данная неприятность происходит при движении и вызывает сильное повреждение агрегата. Капитальный ремонт или замена узла в таком случае неизбежны, поэтому определится, что надежнее вариатор или автомат, не так уж сложно.

Достоинства автоматической коробки передач

Гидромеханическая автоматическая коробка передач имеет ряд существенных преимуществ над вариатором:

АКПП надёжнее, независимо от режима эксплуатации авто;
стоимость ремонта ниже;
легче найти профессионала, способного выполнить качественный ремонт АКПП;
простое управление транспортным средством, особенно для водителей, пересевших с механической коробки передач.

Современные АКПП позволяют продлить ресурс двигателя, оптимально выбирая передаточное число в зависимости от дорожных условий. Отсутствие жесткой связки мотора с трансмиссией исключает ударные нагрузки. Также исключаются ошибки новичков с неправильным выбором передачи.

Плюсы бесступенчатой коробки

Преимущества, которыми отличается вариатор от автоматической коробки:

лучшие динамические характеристики, так как отсутствует прерывание подачи крутящего момента, необходимое в АКПП для смены передаточного числа;
значительно меньший расход топлива;
хорошая плавность хода, так как нет рывков, присутствующих в автоматах;
до 10% выше КПД.

Во время движения на автомобиле с вариатором можно заметить однотонность работы двигателя. Связанно это с тем, что электроника поддерживает оптимальные обороты, соответствующие необходимому крутящему моменту, а изменение скорости происходит только с помощью CVT. Данное свойство позволяет максимально продлить срок службы силовой установки.

Недостатки автомата

Разница между АКПП и вариатором позволяет выделить следующие минусы классического автомата:

плохая динамика разгона;
высокий расход топлива, так как много энергии теряется в передаче усилия через трансмиссионную жидкость;
в движении заметны толчки, при этом чем изношенней коробка, тем сильнее рывки.

При выборе автомат или вариатор следует учитывать, что АКПП требует заливать объем масла, значительно больший чем CVT. Заменять трансмиссионную жидкость необходимо регулярно, что вносит определенные финансовые расходы на содержание автомата. При подгорании фрикционов весь объем трансмиссионки также подлежит замене.

Минусы вариатора

Перечень того, чем отличается вариатор от АКПП в худшую строну:

очень часто качественный ремонт могут выполнить только официальные дилеры, что повышает стоимость, а также усложняет проведение технического обслуживания в случае провинциального города;
замена ремня имеет высокую стоимость;
электроника сложней в отличие от автоматической коробки передач, поэтому не так много специалистов берутся за ее ремонт и перепрошивку.

Во время эксплуатации разрешено заливать масло, только предназначенное для конкретной модели автомобиля. Достать его в небольших городах является проблемой. Заливание схожего по свойствам масла может вызвать усиленный износ и серьезные неисправности.

Сравнение экономической составляющей эксплуатации

Трансмиссионную жидкость в CVT приходится менять чаще и ее стоимость выше. При этом АКПП требует почти в 2 раза большее количество масла во время каждой замены, поэтому по данному критерию коробки практически не отличаются.

Экономный расход топлива вне конкуренции у вариатора. Несмотря на все попытки автопроизводителей снабдить АКПП экономным режимом, низкий КПД автомата не позволяет приблизится к показателям бесступенчатых коробок. Главное отличие вариатора в виде достаточно жесткой передачи усилия от двигателя в трансмиссию позволяет хорошо экономить на заправке топливом.

Ремонт АКПП значительно дешевле CVT. Вариатор проигрывает и в пробеге до ремонта, и в чувствительности к правильной эксплуатации. Малое количество высококачественных специалистов в области бесступенчатых коробок передач также является фактором высокой стоимости ремонта.

Для того, чтобы определиться, какая трансмиссия больше подходит конкретному автовладельцу, необходимо знать его главные требования, предъявляемые к автомобилю. Так, например, желание мало платить за топливо способна удовлетворить бесступенчатая коробка передач. При этом покупать железного коня с CVT в маленьком городе без развитой сети сервисных центров стоит, только заранее определившись с местом проведения технического обслуживания.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Что лучше – вариатор или автомат? Вопрос такого плана весьма актуален при покупке автомобиля, когда нет желания впредь постоянно щелкать «ручкой» и выжимать сцепление. Именно поэтому дебаты относительно такой дилеммы продолжаются.

АКПП

Автоматические коробки классического типа – гидротрансформаторы – изобретены достаточно давно, еще в первой четверти ХХ века. Но тогда это были конструкции далекие от совершенства, располагавшие всего парой ступеней и бывшие не совсем «автоматическими» (предусматривались педали сцепления и т. д.). Однако в ходе модернизации недостатки были исправлены.

На данный момент все автоматические коробки данного типа состоят из 4-х основных узлов:

Гидротрансформатор – специальный механизм, который, используя жидкость для АКПП, гарантирует преобразование и передачу крутящего момента. Он располагается непосредственно на маховике силового агрегата;
Комплекс гидравлического управления – набор механизмов, ответственный за корректную работу планетарного редуктора;
Планетарный редуктор – основной компонент системы АКПП. Он включает в себя сателлиты, шестерни и другие части конструкции;

В такую коробку заливается исключительно специальная жидкость, предусмотренная автокомпанией. Подобная АКПП работает за счет четкого взаимодействия гидромеханического привода и планетарных механизмов. Управляет этим процессом электроника.

Вариатор – коробка передач бесступенчатого типа. Ее запатентовали очень давно (в 1886 году), но лишь 15-20 лет назад она начала устанавливаться на автомобили, хотя до этого активно использовалась в авиационных электрогенераторах.

Подобная конструкция довольно сложна, но основные компоненты в ней одинаковы:

Ведущий шкив;
Ведомый шкив;
Ремень или цепь;
Раздвижные боковины шкивов;
Блок управления.

Принцип действия вариатора заключается во вращении ведущего и ведомого шкивов, между которыми натянут ремень. Так происходит передача крутящего момента от мотора к колесам. Изменение передаточного числа осуществляется сдвижением и раздвижением боковин шкивов, что изменяет их диаметр.

Преимущества и недостатки вариатора и автоматической коробки передач

АКПП

Преимущества автоматической коробки передач:

Простота – управлять автомобилем с гидротрансформатором легко, так как имеется только 2 педали. Кроме того, такой автомобиль никогда не покатится назад на подъеме, что облегчает начало движения.
Комфорт – времена, когда «автоматы» дергались и затыкались в переключениях, прошли.
Надежность – данный тип АКПП отработан до мелочей и коробка, при условии должного обращения и сервиса, может «отходить» порядка 300 000 км. Естественно, встречаются и неудачные экземпляры, но это исключение.
Сохранность двигателя – АКПП просто не позволяет водителю перегрузить силовой агрегат;
Тип-троник — возможность ручного переключения.

Недостатки автоматической коробки передач.

Расход – аппетит авто с АКПП выше, чем с МТ. Дело в больших потерях энергии, которая идет на обеспечение работы насоса, отвечающего за создание в магистралях рабочего давления, а также на создание потока трансмиссионной жидкости и ее нагрев. Да и большой вес КПП утяжеляет авто.
Стоимость – машина с АКПП дороже из-за наличия такого сложного узла.
Замена масла – проводить ее необходимо чаще, чем в вариаторах, да и требуется его больше – до 10 литров.

Преимущества вариатора:

Плавность хода – вариатор разгоняет авто чрезвычайно плавно. Его динамика похожа с троллейбусной – никаких рывков и толчков.
Динамика – разгон с вариатором, как правило, динамичнее, нежели с классическим «автоматом».
Экономичность – модели с вариатором потребляют меньше горючего.

Недостатки вариатора:

Обслуживание – периодически требуется замена ремня или цепи, а эта процедура недешевая. Обычно это делается каждые 100 000 – 150 000 км.
Аккуратность с маслом – оно достаточно дорогое, а еще для каждого типа вариатора требуется отдельная марка масла. Если залить неподходящее – коробка долго не «проживет».
Надежность – вариаторы менее надежны, в сравнении с АКПП, и более требовательны к нормам эксплуатации.
Несовместимость с мощными моторами – причина этого в принципе работы самого вариатора, который основан на трении.
Звук – вариатор наполняет автомобиль постоянным гулом, так как работает достаточно шумно.
Характер работы двигателя – такая коробка держит силовой агрегат на оптимальных оборотах, что приводит к его «зависанию» в одном диапазоне. А в дальнем пути это многим действует на нервы.

Итак, что лучше вариатор или автомат

Как видно, однозначного мнения относительно того, что лучше – вариатор или «автомат», быть не может. Если в приоритете надежность и удобство, а цена большой роли не играет, лучше приобрести авто с АКПП. Если же хочется максимально плавной езды и небольшого расхода – оптимальным выбором станет вариатор.

Старая добрая механическая коробка передач постепенно уходит с рынка. Современные автолюбители предпочитают комфорт и некоторое ощущение «свободы» за рулем, которое стало доступным каждому с появлением автоматических коробок передач. Но технический прогресс неутомимо мчится вперед, выводя на рынок новые автомобильные агрегаты. Речь идет о вариаторах – трансмиссии, которая получилась в результате симбиоза механики и автомата. Многие современные модели автомобилей оснащены именно этим видом коробок. Как и всё новое, вариаторы проходят экспериментальное испытание на практике, дорабатываются, актуализируются и совершенствуются.

Итак, пока все автопроизводители не наделили свои машины возможностью беспилотного управления, водители сталкиваются с дилеммой: какой коробке передач отдать свое предпочтение. И чем больше автомобилей оснащаются вариаторами, тем больше вопросов возникает: на чем основан принцип работы вариатора? Надежна ли эта коробка? Чем отличается вариатор от автомата, если в машине тоже 2 педали? Наконец, что лучше: автомат или вариатор? На эти и некоторые другие вопросы ответы найдутся в данной статье.

Чем отличается автомат от вариатора?

Приобретение автомобиля — поступок, который нельзя назвать спонтанным. Так или иначе, автолюбители заранее готовятся к этому событию, находят информацию о конструктивных особенностях, мощности, эксплуатации, «болячках» и т.д. Пропустив этот момент, можно быстро разочароваться в любом авто. Чтобы избежать негативных эмоций, необходимо покупать автомобиль, отвечающий собственным требованиям. Например, стоит четко понимать, в чем заключается принципиальная разница между автоматической коробкой и вариатором, так как некоторые ставят между этими агрегатами знак равенства.

Как работает АКПП

Работа «автомата» основана на принципе взаимодействия двух основных узлов: гидротрансформатора и редуктора. Гидротрансформатор нагнетает давление, благодаря чему передачи переключаются плавно и автоматически. По сути, именно этот узел заменил механическое сцепление.

Второй узел АКПП – редуктор – отвечает за механическую часть работы трансмиссии, состоит из нескольких ступеней, обозначенных парами шестерней, которые находятся в постоянном зацеплении.

Как работает вариатор

Особенность вариаторных коробок заключается в бесступенчатом переключении передач. За непрерывный набор скорости отвечает пара конусных шкивов, один из которых ведущий, второй – ведомый. Шкивы взаимодействуют друг с другом через металлический трапециевидный ремень или цепь.

Что происходит внутри вариатора во время работы?

Конусовидные шкивы – детали не монолитные. Каждый шкив представляет собой ряд сдвижных элементов. Самая низкая передача (начальная или первая) возникает в момент, когда ведущий шкив находится в максимально раздвинутом состоянии и цепь ходит по малому диаметру. Соответственно, когда ведущий шкив выдвинут на минимальное расстояние, диаметр хождения цепи увеличивается до максимума, что характерно для пятой, шестой и более высоких передач.

В этом вся суть работы вариатора: движение шкивов меняет передаточные числа, что влечет снижение или увеличение скорости авто.

Автоматическая трансмиссия VS вариатор. Плюсы и минусы

Чтобы поставить точку в вопросе «что лучше: автомат или вариатор?», необходимо оценить все достоинства и обозначить все недостатки этих видов трансмиссии:

Достоинства АКПП

Недостатки АКПП

АКПП обладает сравнительно низким КПД из-за конструктивных особенностей гидротрансформатора. Как следствие, автомобили с «автоматом» нельзя назвать экономичными в плане расхода топлива.
Слабая динамика разгона, «тупость» и «провалы» при наборе скорости – еще один существенный недостаток АКПП в сравнении с вариатором.

Достоинства вариаторной коробки

Недостатки вариатора

Вариаторы появились относительно недавно и постоянно совершенствуются. Поэтому, до сих пор по ним не наработана статистика, в связи с чем, и обслуживание, и тем более ремонт этих коробок — процедуры весьма затратные.
Вариаторные коробки требуют регулярного обслуживания с использованием специфических масел, которые имеют принципиальные отличия в зависимости от производителя и конструктивной особенности.

Выводы. Что лучше: автомат или вариатор?

Владея информацией об особенностях и принципах работы различных видов трансмиссии, зная их достоинства и недостатки, каждый автовладелец найдёт свой ответ на вопрос «что лучше: автомат или вариатор?».

Коробки передач. Статьи компании «ООО «МОСТат»»

Коробки переключения передач считаются одним из наиболее важных и ответственных механизмов автомобиля. Они необходимы для преобразования крутящего момента, который передается от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам. Благодаря КПП машина может двигатель как вперед, так и назад, а двигатель при потребности можно отключать от ведущих колес, используя сцепление.

Разновидности коробок передач

Коробка передач — устройство, которое имеет сложное строение и играет важную роль в ходовой части автомобиля. Также предусмотрены различные разновидности КПП в зависимости от принципа их работы и строения. Различают следующие виды коробок передач:

Механические (МКПП).
Автоматические (АКПП).
Роботизированные.
Бесступенчатые (вариаторы).

Чтобы разобраться в особенностях каждого типа, следует познакомиться с ними подробнее. Это особенно актуально, если вы собираетесь приобрести машину и не знаете, какие КПП лучше: механические или автоматические. Давайте разберемся в данном вопросе!

Разные виды КПП

Как уже было сказано, существует 4 основных разновидности коробок переключения передач. Почему же выбор настолько актуальный? Дело в том, что разные виды КПП отличают в эксплуатации и при езде показывают себя по-разному. Чтобы знать, к чему быть готовым при этом, следует внимательно познакомиться с особенностями каждой из них.

При этом важно знать особенности ремонта КПП, а также уметь правильно купить запчасти для коробки переключения передач.

Механическая коробка передач

Наиболее доступным видом трансмиссии автомобиля можно по праву назвать коробку передач механика. МКП или МТ представляет собой набор шестерен, зацепление которых в нужной комбинации меняется вручную водителем во время движения. Для этого применяется рычаг переключения передач.
Механическая коробка передач часто называют «механикой» или «ручкой». Обязательно имеется специальная муфта сцепления, а сам процесс переключения передач может показаться весьма хлопотным процессом. Однако это только лишь в начале эксплуатации автомобиля с МКП. Спустя некоторое время вы перестанете обращать внимание на подобные особенности.
Преимуществом механической КПП можно назвать её доступную стоимость. Приобрести автомобиль с МКПП значительно дешевле, чем аналогичный с АКПП.

Автоматическая коробка передач

Коробка передач автомат на сегодняшний день считается наиболее востребованным и уважаемым типом трансмиссии. Коробка автомат с гидротрансформатором в простонародье называется «автомат». Принцип её использования максимально прост и понятен даже новичку. Вам необходимо только выбрать направление движения (вперед или же назад), а всю остальную работу за вас делает автоматика.
Нужно отметить, что коробка автомат с гидромеханической начинкой является самой старой. При этом производство АКП настолько проработано, что современная автоматическая коробка передач отличается максимальной надежностью и продолжительным сроком эксплуатации. АКП очень предсказуемая для водителя автомобиля и максимально комфортная для пассажиров.
Имеются и некоторые недостатки. «Гидромеханика» сравнительно дорогая (по отношению к «механике»), громоздкая и тяжелая. Также её использование неизбежно связано с некоторым снижением динамики машины и увеличением расхода топлива.
Несмотря на эти особенности, механическая коробка переключения передач считается классической и применяется в массовом автопроизводстве.

Коробка-робот

Коробка передач робот с технической точки зрения очень простая и бюджетная версия автоматической трансмиссии. По сути это механическая коробка со сцеплением, к которой «пристраиваются» электроприводы. Последние служат для выжимания сцепления и передвижения рычага управления «механикой».
Нужно отметить, что это у робота получается не всегда лучше, чем у человека. При этом возможны рывки, машина часто дергается, а ускорение иногда прерывистое. Однако плюсом роботизированной коробки передач можно назвать тот момент, что она не повышает расход топлива, как это делает автоматическая коробка передач.
При этом есть разновидность — преселективная коробка-робот, которая сложная по строению и дорогостоящая. Однако при всем этом она плавная и мощность не снижается при езде. Данный тип сегодня часто используется для спортивных автомобилей.

Вариаторы (бесступенчатые)

Коробку передач вариатор еще называют CVT. В данном случае передаточное число непрерывно изменяется. Используется пара раздвижных шкивов и мелкозвенчатый ремень, который их соединяет вместо стандартных шестерен. Шкивы меняют свой диаметр автоматически в зависимости от условий движения.
Вариатор дает возможность менять передачу бесступенчато, максимально плавно. Это очень комфортно, однако не очень привычно. Двигатель при разгоне достаточно долго гудит монотонно. Стоимость коробки передач вариатора доступнее «автомата», а расход топлива небольшой. При этом считается, что она не любит долгой езды в пробках, на высокой скорости и по бездорожью.

Как вы видите, существует достаточно много разновидностей коробок переключения передач. Вам следует выбирать их в зависимости от индивидуальных предпочтений и финансовых возможностей.

Лекция о автоматической коробке передач

Автоматическая коробка передач: устройство и принцип работы

В наше время в большом количестве автолюбителей используют автоматическую коробку передач (АКПП) и с каждым годом их становится всё больше и больше. АКПП не только снижает нагрузку на водителя при управлении автомобилем по сравнению с механической коробкой переключения передач (МКПП) во время поездки, но и помогает водителю снизить расход топлива, переключая передачи на оптимальных оборотах двигателя в зависимости от выбранного режима вождения. Изобрели АКПП в Америке, откуда она получила широкое распространение. В настоящее время в США, и многих Европейских странах популярность МКПП не очень велика их используют примерно 5% водителей. Однако спрос на автомобили с АКПП в России постоянно растет и сегодня половина продаваемых в России иномарок оснащены АКПП. Гидравлическая коробка передач Все АКПП можно разделить на несколько основных типов: Вариаторы; Гидравлические АКПП; Роботизированная механика. Гидравлическая АКПП АКПП, основанная на работе гидротрансформатора, была серьёзно доработана по требованию европейцев и на данный момент получила несколько режимов работы (зимний, спортивный, экономичный), соответствующих каждому стилю вождения. Также в классических автоматах увеличивается и количество передач. В 90-е годы были только 4-х ступенчатые автоматы, сейчас же они могут быть и 8-ми. Классическая коробка-автомат в разрезе Составляющие элементы коробки-автомата: гидротрансформатор; механическая коробка передач; насос рабочей жидкости; система охлаждения и управления; тормозная лента; планетарный ряд (планетарный редуктор) Основными агрегатами АКПП являются: гидротрансформатор и механическая планетарная коробка передач. Устройство гидротрансформатора Гидротрансформатор осуществляет изменение и передачу крутящего момента от двигателя к механической коробке передач. Расположен между двигателем и коробкой передач. В гидротрансформаторе находятся две лопастные машины: центростремительная турбина, центробежный насос. Помимо всего прочего в гидротрансформаторе располагается реакторное колесо, муфта свободного хода (обгонная муфта), блокировочная муфта. Насосное колесо обеспечивает соединение с коленчатым валом двигателя, а турбинное колесо — с механической коробкой передач. Между этими двумя колёсами закреплено неподвижное реакторное колесо. У всех колёс гидротрансформатора имеются лопасти определённой формы с каналами, обеспечивающие проход рабочей жидкости, ведь работа гидротрансформатора основывается на непрерывной циркуляции рабочей жидкости, передающей энергию от двигателя к трансмиссии. Поток жидкости от насосного колеса передается на турбинное колесо, потом на реакторное колесо. Из-за того что лопасти реактора имеют своеобразное строение, поток жидкости увеличивается, увеличивая обороты насосного колеса. Поток жидкости меняет своё направление после выравнивания угловых скоростей насосного и турбинного колеса. Задействуется обгонная муфта и реакторное колесо начинает вращаться. Гидротрансформатор начинает передавать только крутящий момент. Блокировочная муфта предназначена для блокировки гидротрансформатора, а муфта свободного хода (обгонная муфта) обеспечивает вращение в обратную сторону реакторного колеса. Конструкция механической коробки передач значительно проще позволяет ступенчато изменять крутящий момент и двигаться задним ходом. Зачастую состоит из двух планетарных редукторов, соединённых последовательно, современные коробки-автомат могут выполняться, как и шестиступенчатыми, так и восьмиступенчатыми. Преимущество коробки-автомата заключается в том, что используемые в них планетарные редукторы более компактные и обладают соосной работой. Электронная система управления Электронная система управления обрабатывает сигналы, поступающие с различных датчиков, и, обработав их, отдаёт управляющее сигналы на распределяющий модуль. Планетарный ряд Основным преимуществом планетарной передачи является её компактность, использование одного центрального вала. Планетарная передача позволяет без рывков, толчков и потери мощности переключать скорости. Трансмиссия автоматически переключает передачи, для этого водителю достаточно манипулировать только педалью газа, нажимая или отпуская её. Составляющие элементы планетарного ряда: солнечная шестерня; сателлит; коронная шестерня; водила Планетарный ряд в полуразобранном состоянии Вращение передаётся при том условии, если заблокирован один или два элемента планетарного редуктора. Фрикционные муфты и тормоза осуществляют блокировку этих элементов. Чтобы удержать какие-то определённые элементы используется тормоз, а чтобы заблокировать элементы между собой, то задействуется муфта, обеспечивая передачу крутящего момента. Гидроцилиндры, управляющиеся с помощью распределительного модуля, приводят в действие тормоза и муфты. Вариаторная АКПП Вариатор — бесступенчатая автоматическая коробка передач, в которой передачи не имеют фиксированного передаточного числа. Если сравнивать вариатор с другими АКПП, то его преимущество заключается в эффективном использовании мощности двигателя, потому что обороты коленчатого вала оптимально согласовываются с нагрузкой на ваш автомобиль, благодаря этому обеспечивается довольно высокая экономия топлива. Также при поездке на автомобиле с вариаторной АКПП достигается высокий уровень комфорта, из-за непрерывного изменения крутящего момента, а также из-за отсутствия рывков. Вариаторная коробка передач Устройство вариаторной АКПП Общее устройство вариаторной АКПП: раздвижные шкивы; дифференциал; клиновидный ремень; гидротрансформатор; планетарный механизм задней передачи; гидравлический насос; электрический блок управления Раздвижные шкивы выглядят как две клиновидные «щеки», расположенных на одном валу. Гидроцилиндр, сжимающий диски в зависимости от оборотов, приводит их в действие. Вариаторная АКПП в разрезе Гидротрансформатор имеет те же функции, что и в классической АКПП, т.е. передаёт и изменяет крутящий момент. Устройство, распределяющее крутящий момент на ведущие колёса, называется дифференциал. Планетарный механизм задней передачи заставляет вращаться вторичный вал в обратном направлении. Для того чтобы создать давление рабочей жидкости, гидротрансформатор запускает работу гидравлического насоса. Блок управления служит для управления исполнительными устройствами вариатора, зависит от сигналов, подаваемых с датчиков (местоположения коленвала, контроля расхода топлива, ABS, ESP и т.д.). На данный момент вариатор невозможно совместить с мощными двигателями, и поэтому вариатор не может стать конкурентом для классического автомата. Роботизированная механика Роботизированная механика — механическая коробка передач, в которой отсутствует педаль сцепления, а ее функции выполняет электронный блок. Роботизированная механика В роботизированной коробке передач сочетается комфорт АКПП, надежность и топливная экономичность механической коробки передач. В большинстве случаев «робот» дешевле классической АКПП. В настоящее время все ведущие автопроизводители стараются оснастить автомобили роботизированными коробками передач. Однако стоит заметить, что так называемые «роботы», быстрее других АКПП выходят из строя. Устройство роботизированной АКПП Общее устройство роботизированной коробки передач: сцепление; механическая коробка передач; привод сцепления и передач; система управления Устройство роботизированной коробки передач Используется сцепление фрикционного типа, отдельный диск или пакет фрикционных дисков. Прогрессия заключается в наличии двойного сцепления, обеспечивающего передачу крутящего момента, не разрывая поток мощности. Роботизированная АКПП может иметь либо электрический привод сцепления и передач, либо гидравлический. Давайте рассмотрим преимущества и недостатки, а также принцип работы каждого из них. Электродвигатель и механическая передача в электрическом приводе являются исполнительными органами. Этот привод характерен невысокими скоростями переключения передач, около 0.3 до 0.5 секунды, его преимущество заключается в небольшом потреблении электроэнергии. Переключение передач в гидравлическом приводе выполняется гидроцилиндрами, управляющиеся электромагнитными клапанами, использующие большие затраты энергии и имеющие более быструю скорость переключения передач (0.05 – 0.06 секунды на некоторых спортивных автомобилях). Основным недостатком роботизированной коробки передач является довольно большое время на переключение одной передачи, что приводит к рывкам и провалам в динамике автомобиля, а также снижает комфорт управления транспортным средством. Эту проблему решили с помощью внедрения АКПП с двумя сцеплениями (преселективная коробка передач), передачи могут переключаться без потери мощности. Имея двойное сцепление, вы можете при включенной передаче выбрать следующую и в нужный момент времени включить ее без перерыва в работе коробки. Существуют два режима работы: автоматический и полуавтоматический. В автоматическом режиме электронный блок управления реализует определенный алгоритм управления коробкой с помощью исполнительных механизмов. Работа в полуавтоматическом режиме позволяет последовательно переключать передачи с более низкой на более высокую (и наоборот), рычаг селектора и/или подрулевые переключатели помогают в переключении передач. Видео — автоматическая коробка передач Заключение! На данный момент в мире существует множество различных коробок передач, отличающихся своими плюсами и минусами. Некоторым свойственен экономичный расход топлива, другим – быстрое переключение передач и т.д. Поэтому каждый водитель сможет подобрать для себя и своего стиля вождения коробку передач, отвечающую всем его критериям.

Устройство и принцип работы — ElectroDealPro

Устройство автоматической коробки передач сложнее, чем в инструкции по эксплуатации, поэтому понимание принципа работы и особенностей поможет ограничить поломки и продлить срок службы.

Хотя управление автоматической коробкой передач проще, чем управление механической коробкой передач, автоматическая коробка передач сложнее механической коробки передач. Поэтому правильное понимание устройства, принципов работы, особенностей, а также того, как пользоваться автоматической коробкой передач, поможет минимизировать поломки и продлить срок службы коробки передач.

Что такое автоматическая коробка передач?

Автоматическая коробка передач (англ. Automatic Transmission — сокращенно AT) — это тип коробки передач, которая может автоматически изменять передаточное число без какого-либо контроля со стороны водителя. Есть много типов автоматических коробок передач, таких как:

Гидравлическая автоматическая трансмиссия (АКПП) — это самая популярная трансмиссия, встречается в таких автомобилях, как Toyota Innova, Toyota Camry…
Бесконечная автоматическая коробка передач (CVT) — этот тип коробки передач становится все более популярным, используется в таких автомобилях, как Toyota Wigo, Honda CR-V…
Коробка передач с двойным сцеплением (DCT) — этот тип коробки передач постепенно набирает популярность, встречается в таких автомобилях, как Hyundai Kona, Hyundai Tucson…

Самая популярная из них — гидравлическая автоматическая трансмиссия.Эта коробка передач использует давление масла для привода внутренних муфт.

Автомобильная автоматическая коробка передач может автоматически изменять передаточное число
Преимущество автоматической коробки передач в том, что она «освобождает» водителя от педали сцепления и рычага переключения передач. Это упрощает управление автомобилем. Самое очевидное — это при работе на улице, в многолюдных местах. Однако, по сравнению с механической коробкой передач, автоматическая коробка передач имеет гораздо более сложную конструкцию.

Состав АКПП

В состав всей системы трансмиссии автомобиля входят: двигатель, коробка передач, дифференциал и конечная передача. В вагонах этажей используется механическое сцепление. В автомобиле с автоматической коробкой передач используется гидравлическое сцепление. Поэтому на автомобилях с автоматической коробкой передач легко распознать, что у автомобиля нет педали сцепления (педали сцепления). Водителю не нужно переключать передачи. При выборе режима D (драйв) все просто и автоматически.

Автоматическая трансмиссия работает, выравнивая планетарные шестерни относительно друг друга, чтобы создать разные передаточные числа на входе и выходе.

В состав АКПП автомобиля входят:

Планетарные передачи

Муфты гидравлические

Ткань гидравлическая переменная

Электронный контроллер

Состав АКПП автомобиля
Комплект планетарных шестерен

Планетарный редуктор играет важнейшую роль в автоматической коробке передач.В состав планетарных передач входят:

Солнечная шестерня (также известная как планетарная шестерня): самая большая шестерня, расположенная в центре.

Планетарные шестерни: планетарные шестерни меньшего размера, шарнирно сочленены и вращаются вокруг солнечных шестерен.

Внешний пояс: Внешний пояс окружает всю солнечную и планетарную шестерни. Этот ремень соответствует планетарной передаче. В автоматической коробке передач внешняя сторона внешнего ремня имеет несколько канавок, соответствующих фрикционным дискам сцепления.Это помогает фрикционным дискам двигаться вместе с внешним ремнем.

Планетарный сепаратор: ось планетарного редуктора соединена с планетарным сепаратором (направляющим стержнем), коаксиальным с солнечной шестерней и внешним ремнем.

Конструкция планетарных шестерен
Любой из трех солнечных редукторов, планетарная клетка и внешний ремень могут действовать как направляющие крутящего момента — входной / первичный. Затем 1 из 2 оставшихся частей берет на себя роль принимающего крутящего момента — выходной / вторичный. Другая часть остается неподвижной.Входная часть или стационарное изменение дадут другую выходную скорость передачи данных.

Передаточное число уменьшается, когда входная скорость меньше выходной. Передаточное число увеличивается, когда входное передаточное число больше выходного передаточного числа. Когда передаточное число уменьшается с противоположным движением на входе и выходе, включается передача заднего хода.

Замедление: в этом режиме активный внешний ремень — фиксированная солнечная шестерня — пассивная планетарная клетка. Когда внешний ремень вращается по часовой стрелке, планетарная передача также вращается по часовой стрелке.Это приводит к снижению скорости планетарной клетки.

Ускорение: в этом режиме пассивный внешний ремень — неподвижная солнечная шестерня — активная планетарная клетка. Когда планетарная передача вращается по часовой стрелке, за ней следует ускоренный внешний ремень.

Реверс: в этом режиме пассивный внешний ремень — активная солнечная шестерня — неподвижная планетарная клетка. Когда солнечная шестерня вращается по часовой стрелке, поскольку планетарная клетка зафиксирована, планетарная шестерня вращается против часовой стрелки. Это заставляет внешний ремень также вращаться против часовой стрелки.

Гидравлическое сцепление

Гидравлическая муфта состоит из:

Диски фрикционные

Диски стальные фрикционные

Пружины

Поршень

Конструкция гидравлического сцепления в автомобильной автоматической коробке передач
Фрикционный диск и фрикционный стальной диск спроектированы друг над другом. Фрикционный диск входит в зацепление с внешним ремнем планетарной передачи, установленным канавками. Когда внешний ремень движется, фрикционные диски сцепления также движутся.Пружины отвечают за разделение фрикционных дисков вместе, когда давление масла понижено или отсутствует. По мере увеличения давления масла пружина перемещается вправо, а фрикционные диски прижимаются друг к другу. При этом ремень планетарной передачи удерживается.

Датчик ткани гидравлический

Гидравлический регулятор крутящего момента — это гидравлическая муфта, которая передает крутящий момент от двигателя на вал к коробке передач. Переменная гидравлической ткани находится прямо между двигателем и коробкой передач.

В состав переменной гидравлической ткани входят:

Шестерня насоса соединенная с двигателем

Статор, ориентированный на растворители

Турбина в соединении с коробкой передач

Структура гидравлической тканевой переменной в автоматической трансмиссии
Принцип работы тканевой переменной можно представить как расположение двух вентиляторов, обращенных друг к другу. Вентилятор 1 действует как шестерня насоса, вентилятор 2 действует как турбина. Воздух, такой как растворитель, будет проходить от вентилятора 1 к вентилятору 2, заставляя вентилятор 2 вращаться обратно в вентилятор 1.

Автомобиль останавливается: когда автомобиль останавливается, двигатель все еще работает, двигатель по-прежнему приводит в движение колеса насоса, но его мощность недостаточна, чтобы заставить работать турбину. Когда автомобиль тронется с места, насосное колесо вращается достаточно быстро, чтобы приводить в движение турбину. В этот момент начинается усиление из-за большой разницы между скоростью вращения крыльчатки насоса и турбины.

Автомобиль ускоряется: по мере ускорения транспортного средства колесо насоса вращается быстрее, что также приводит к более быстрому вращению турбины.Прирост будет уменьшаться по мере увеличения скорости турбины.

Точка сцепления: Когда скорость турбины увеличивается примерно на 90% по сравнению со скоростью шестерни насоса (обычно в диапазоне 60 км / ч), усиление крутящего момента равно нулю. На этом этапе переменный крутящий момент фактически играет роль муфты растворителя между двигателем и коробкой передач.

Помимо вышеупомянутой основной роли, гидравлический тканевый трансформатор также отвечает за привод масляного насоса для автомобильных коробок передач.Когда колесо насоса вращается, турбина также вращается для поглощения гидравлического масла и передачи его в гидравлическую систему внутри коробки передач.

Электронный контроллер

Автомобиль может переключать передачи автоматически, в основном благодаря электронному управлению. Этот контроллер получает данные от датчиков. Затем он обрабатывает информацию и подает ток на клапаны, чтобы открывать и закрывать масляный тракт к сцеплениям.

Принцип работы АКПП

Каждый номер будет иметь сцепление, а планетарные передачи, такие как 1, будут иметь сцепление 1 и планетарную передачу 1, 2 со сцеплением 2 и планетарную шестерню No.2… Пары сцепления и соответствующие планетарные шестерни расположены вдоль оси трансмиссии. Помимо сцепления есть еще и переднее сцепление.

Подробнее:

Значение символа автомобиля знают далеко не все

Безопасная техника автоматической трансмиссии

Ошибки, на которые следует обратить внимание при использовании рычага переключения передач

Схема автомобильной автоматической коробки передач
Принцип работы автоматической коробки передач следующий: крутящий момент от коленчатого вала двигателя проходит через переменную, а от регулируемой — на входной вал трансмиссии.Электронный контроллер принимает сигнал от датчика, чтобы открыть и закрыть маслопровод, ведущий к сцеплению. Для передачи крутящего момента на выходной вал коробки передач необходимо замкнуть две муфты.

Если автомобиль движется вперед: муфта переднего хода и зубчатая муфта (передача 1 или 2…), соответствующие скорости автомобиля, замыкаются.

Если автомобиль находится в промежуточном N: только 1 сцепление из 2 включится. Переднее сцепление не может быть включено. Это причина того, что крутящий момент не может передаваться на выходной вал коробки передач.

Если автомобиль движется назад: сцепление 2 и сцепление 5 замкнуты (в автоматических коробках передач с 5 передними и 1 задними скоростями).

№1: Ввод передачи 1 осуществляется включением зубчатой муфты и коробки передач. Муфта переднего хода позволяет передавать крутящий момент от гидротрансформатора на трансмиссионный вал трансмиссии. Это считается «воротами» ко входу коробки передач. Сцепление 1 замыкается, крутящий момент передается через планетарные передачи № 1 и 2… и затем передается на выходной вал коробки передач.

Номер 2: Процесс перехода к номеру 2 аналогичен. Замкнутая муфта переднего хода позволяет передавать крутящий момент от вала к коробке передач. Муфта 2 замыкается, помогая приводить в действие планетарные передачи 2 и 3, затем перемещается на выходной вал коробки передач.

Подробнее:

Распространенные ошибки автомобильной трансмиссии

Передача заднего хода: При передаче заднего хода муфта 5 замыкается, позволяя передавать крутящий момент с вала гидротрансформатора на вал солнечной шестерни.Сцепление 2 замкнуто, удерживая внешний ремень планетарной шестерни № 2. Крутящий момент будет менять направление, когда передается от вала солнечной шестерни через планетарные передачи 2 и 3, а затем передается на вал. из коробки передач.

Автоматические коробки передач сегодня также добавляют ряд функций, таких как: управление частотой вращения двигателя, а также положением дроссельной заслонки, контроль тормозной системы ABS…

Минь Тран

Высокоэффективная 6-ступенчатая автоматическая коробка передач
Образец цитирования: Шинбори, И., Муто, А., Такео, Х., Такахаши, Т. и др., «Высокоэффективная 6-ступенчатая автоматическая коробка передач», Технический документ SAE 2010-01-0858, 2010 г., https://doi.org/10.4271/ 2010-01-0858.
Загрузить Citation

Автор (ы): Исаму Синбори, Акио Муто, Хироюки Такео, Тору Такахаши, Ёсихару Сайто, Ёсимичи Цубата

Филиал: Honda R&D Co., ООО

Страницы: 10

Событие: Всемирный конгресс и выставка SAE 2010

ISSN: 0148-7191

e-ISSN: 2688-3627

Также в: Трансмиссия и привод, 2010-SP-2291

Признаки неисправности передачи, которые нельзя игнорировать

Если вы похожи на большинство людей, проблемы с автомобилем занимают одно из первых мест в вашем списке причин, от которых у вас болит голова.Проблемы с автомобилем не только ухудшают ваш рабочий день и серьезно замедляют процесс, но и обычно означают, что вам нужно освободить карманы от всех своих наличных денег.

В то время как некоторые проблемы, такие как спущенная шина, можно исправить относительно легко, другие — не так уж и много. Возьмем, к примеру, трансмиссию вашего автомобиля. Независимо от того, используете ли вы автомат или ручное управление, обычно это более сложные проблемы, которые нужно исправить. Кроме того, если вы решите игнорировать определенные признаки, указывающие на проблемы с трансмиссией, это может привести к еще большим проблемам с функционированием и безопасностью вашего автомобиля.
Помимо потенциально дорогостоящих, когда у вас есть проблемы с передачей, особенно серьезные, они могут нарушить ваш обычный распорядок дня, делая невозможным выполнение ваших обязательств и выполнение их.

Однако, когда вы прислушиваетесь к тому, что вам сообщает ваша передача, наряду с должным уходом за ней, вы сможете лучше поддерживать эффективное обслуживание или, по крайней мере, решать проблему на ранней стадии, прежде чем она нанесет еще больший вред.

Ниже мы включили все предупреждающие знаки, которые сигнализируют о серьезной неисправности, а также краткий урок о том, что именно ваша трансмиссия делает для вашего автомобиля.

Трансмиссия 101

У вас, вероятно, есть смутное представление о том, какая у вас трансмиссия, и вы, скорее всего, понимаете, что если у вашего автомобиля проблемы с трансмиссией, это означает большие проблемы. Однако на этом знания большинства людей заканчиваются.

Прежде чем мы перейдем к предупреждающим знакам, мы кратко рассмотрим, что делает ваша передача, чтобы вы лучше понимали, что она означает, когда она начинает показывать признаки бедствия. В первую очередь следует помнить, что существует два типа трансмиссий: автоматическая и ручная.

Автоматические коробки передач

Автоматические коробки передач являются наиболее распространенным типом, и они есть в большинстве новых автомобилей. Однако они более сложные и полагаются на преобразователь крутящего момента для включения двигателя и передач.

Гидротрансформатор представляет собой сложную систему, но, вкратце, она работает следующим образом: когда двигатель вращается медленно, в гидротрансформаторе используется очень небольшой крутящий момент, и аналогично, когда двигатель быстро вращается, почти вся мощность двигателя крутящий момент преобразуется в трансмиссию.Это объясняет, почему ваш автомобиль может ползать на холостом ходу или в движении. Это крутящий момент, который прилагается к валу.

Поскольку крутящий момент управляет входной мощностью двигателя, шестерни внутри трансмиссии остаются для работы на выходе без вмешательства водителя.

Шестерни в автоматической коробке передач подключены к входу двигателя через ряд внутренних муфт, которые также зависят от компьютера и гидравлической системы. Вместе эта сложная система определяет передаточное число, которое соединяет соответствующий вал с колесами.

Механическая коробка передач

Механическая коробка передач проще по конструкции и функциям. Основная структура механической коробки передач сводится к набору шестерен, а также входному и выходному валам. Шестерни первичного вала входят в зацепление с шестернями выходного вала. Результат, когда эти две шестерни входят в зацепление с соответствующими валами, определяет шестерню.

Те, кто управляет механической коробкой передач, выбирают передачи, перемещая рычаг переключения передач.При перемещении этого рычага включается рычажный механизм, который управляет шестернями на первичном валу. Это позволяет двигаться вперед и назад, а водитель перемещает рычаг влево и вправо.

Чтобы включить передачу, водитель должен нажать на педаль сцепления. Это позволяет шестерням первичного вала двигаться и отключать питание от двигателя к коробке передач. Затем водитель выбирает, какая передача необходима — первую, третью, заднюю и т. Д. — и отпускает сцепление, что позволяет автомобилю работать желаемым образом.

Это главное различие между ними. В то время как автоматическая трансмиссия полагается на преобразователь крутящего момента, руководство полагается на сцепления, но важно помнить, что трансмиссия является жизненно важной частью любого транспортного средства.

Без него энергия двигателя не передается на колеса, что позволяет автомобилю двигаться и функционировать. Поэтому, если вы заметили какие-либо признаки того, что с вашей передачей данных могут возникнуть проблемы, в ваших интересах как можно скорее проверить это.

Знаки, которых следует остерегаться в автоматической коробке передач

Игнорирование проблем с автоматической коробкой передач ведет к потере времени и денег на устранение проблемы. Если вы заметили какой-либо из этих признаков, немедленно проверьте свою передачу. Быстрое исправление может сэкономить вам кучу денег в долгосрочной перспективе.

Грубое переключение передач

Один из первых признаков того, что автоматическая коробка передач требует ремонта, — это грубое переключение передач. Сначала это может быть незаметно, но со временем станет все более очевидным.

Дрожь при переключении между передачами и слышимый «лязг» при переключении передач — первые признаки. Вы также можете заметить, что вашему автомобилю труднее набирать обороты.

Трудно сказать точно, в чем проблема, поскольку причина может быть в нескольких разных вещах. Во-первых, это может быть проблема с жидкостью, что является более простым решением. Однако, когда ваш автомобиль не включает передачу или ему трудно это сделать, это также указывает на то, что это может быть проблема с тросами переключения сцепления или компьютерной системой.

Отсроченное взаимодействие

Отложенное включение — это остановка на несколько секунд при переходе с парковки на движение. Обычно во время этой задержки вы слышите обороты двигателя, когда нажимаете на педаль газа, но машина не движется, как обычно.

К счастью, это очевидная проблема — ее нетрудно пропустить — и ее можно быстро решить, если вы заметите ее раньше. Тем не менее, чем дольше вы позволяете, тем больше будет задержка.

Утечки жидкости

Коробка передач — закрытый системный блок.Поэтому, если вы подозреваете, что ваша передача данных протекает, это один из самых надежных признаков, которые вы должны предупредить о серьезной проблеме. Жидкость в системе трансмиссии не только смазывает все рабочие детали, но и сохраняет систему в прохладном состоянии.

Если вы заметили лужи или пятна под автомобилем, это хороший признак утечки. Однако это помогает определить, активна ли утечка и / или исходит ли она из коробки передач. Трансмиссионная жидкость выглядит розовой, красной или даже темно-коричневой. Он может иметь сладкий запах — если все работает как есть — или запах гари, который указывает на необходимость замены жидкости.

Даже если вы подозреваете, что ваша трансмиссионная жидкость течет, но не совсем уверены, отнесите свой автомобиль в надежную автомастерскую. Если вы позволите утечкам продолжаться, это может нанести необратимый ущерб вашей трансмиссии. Если есть утечка или требуется замена жидкости, обязательно оставьте это на усмотрение доверенного механика. Даже простое переливание жидкости может нанести вред вашей трансмиссии.

Шестерни промежуточные

Когда ваша автоматическая коробка передач буксует, создается ощущение, что вы едете на одной передаче, а она внезапно переключается без всякой причины.Двигатель может издавать сопутствующее завывание, или может показаться, что ваш автомобиль борется или не ускоряется должным образом.

Если вы столкнулись с этим, немедленно отнесите машину к механику. Скользящие шестерни ставят под угрозу вашу безопасность, поскольку они не могут зацепиться друг за друга. Излишне говорить, что это чрезвычайно опасно.

Со временем зубья шестерни стачиваются или ломаются, что вызывает проскальзывание. Кроме того, езда с проскальзывающей передачей не только опасна, но и может еще больше повредить трансмиссию.В то время как другие проблемы не угрожают вашей безопасности сразу, это будет. Не стесняйтесь отремонтировать трансмиссию, если вы заметили этот предупреждающий знак.

Запах гари

Запах гари — явный признак того, что что-то не так. Одна из наиболее частых причин запаха гари — передача. Когда трансмиссионная жидкость загрязнена и перегревается, она не очень хорошо смазывает детали или не охлаждает их. Если вы продолжите движение с грязной трансмиссионной жидкостью, трансмиссия выйдет из строя, и вы почувствуете запах гари.

Шум в нейтрали

Наконец, если вы слышите грохот, когда ваша машина находится на нейтрали, это признак того, что вам нужно проверить свою коробку передач. Этот шум может быть вызван грязной жидкостью или изношенными деталями трансмиссии.

Остерегайтесь сигнальной лампы

Хотя единственное мигание индикатора Check Engine не обязательно означает наличие проблемы с трансмиссией, если вы видите этот индикатор при появлении одного или нескольких из этих признаков, это может указывать на серьезную проблему.В этом случае лучше всего проверить трансмиссию, прежде чем проблема усугубится.

Знаки, которых следует остерегаться в механической коробке передач

Поскольку механические коробки передач отличаются от автоматических, они действительно имеют разные предупреждающие знаки. Однако, как и в случае с автоматической коробкой передач, если вы столкнетесь с чем-либо из этого в своем автомобиле, обязательно проверьте его как можно скорее. Игнорирование проблем только усугубляет их.

Гудение, гудение, нытье

Автомобили с механической коробкой передач могут производить больше шума по сравнению с автоматической коробкой передач; однако, если вы слышите гудение, нытье или лязг, велика вероятность, что с передачей возникли проблемы.Всегда полезно проверять шумы, особенно если вы никогда их раньше не слышали.

встряхивание или измельчение

Для механических коробок передач одним из наиболее распространенных признаков, указывающих на то, что что-то не так, является скрежет при переключении передач. Вы не должны слышать скрежет, и ваша машина не должна трястись или дергаться.

Хотя это могут быть признаки неисправности сцепления, они также легко могут указывать на более серьезную проблему внутри самой трансмиссии. Обязательно проверьте трансмиссию, если вы слышите скрежет после переключения передач или если автомобиль трясется.

Неуверенность

Если вы заметили, что автомобиль колеблется перед переключением передач, это обычно означает, что неисправно сцепление. Что в большинстве случаев легче исправить. Однако это также может указывать на некоторые проблемы с передачей, поэтому обязательно проверьте его и не позволяйте этому продолжаться слишком долго.

Проскальзывание

Как и в случае с автоматической коробкой передач, механическая коробка передач может пробуксовывать. Хотя опыт может немного отличаться, он все равно опасен.

Ваша трансмиссия должна оставаться включенной, пока вы сами не переключите передачу. Однако, если вы заметили, что она скользит и / или выключается, когда вы не переключаете передачи, вам необходимо немедленно проверить это.

Проверить свет двигателя

Опять же, стоит повторить. Не следует игнорировать световой индикатор Check Engine. Хотя это может указывать на проблему с другой частью вашего автомобиля, если вы видите это и видите какие-либо из этих предупреждающих знаков, указываемых вручную, это хороший признак того, что что-то не так.

Очень важно позаботиться о вашей передаче. Даже незначительные проблемы, если их игнорировать, со временем могут усугубиться. Слушайте, что говорит ваш автомобиль, и должным образом ухаживайте за ним, чтобы обеспечить максимальную безопасность, эффективное управление и долговечность.

Turn to Action Gator Tire для любого ремонта трансмиссии и других автомобильных нужд. Вы должны доверять квалифицированной и надежной мастерской по ремонту автомобилей — от простого обслуживания, такого как замена масла и ротация шин, до обслуживания трансмиссии и ремонта подвески.

Будучи семейным бизнесом более 50 лет и имеющим 25 удобных офисов по всей Центральной Флориде, мы стремимся быть этим магазином для вас!

Мир трансмиссий: повышение производительности и эффективности
Как известно, стандартный современный автомобиль приводится в движение двигателем внутреннего сгорания. Мощность, вырабатываемая в двигателе, передается на колесо через трансмиссию, при этом частота вращения двигателя имеет значительные разветвления для уровня и эффективности передаваемой мощности.Роль трансмиссии здесь состоит в том, чтобы оптимизировать число оборотов двигателя в соответствии с режимом движения транспортного средства, чтобы обеспечить эффективность передачи мощности. Другими словами, трансмиссия обеспечивает эффективное достижение автомобилем желаемого уровня мощности, а также гарантирует, что двигатель не перегружен.
Развитие трансмиссии совпало с развитием двигателя в том смысле, что оба они развивались в основном ради эффективности и производительности. Однако в последнее время в трансмиссиях появились более качественные инновации, такие как создание определенного ощущения от вождения или обеспечение так называемых «эмоциональных качеств».«Благодаря этому постоянному развитию производители автомобилей диверсифицировали свои предложения трансмиссий, чтобы они лучше соответствовали концепции своих моделей автомобилей. Современные автомобильные трансмиссии в настоящее время сильно различаются по структуре, что приводит к различиям в методах передачи мощности, диапазоне допустимого крутящего момента, эффективности и т. Д. деталь затрудняет ее проектирование и изготовление. Даже производители, которые создают свои собственные двигатели, обычно передают трансмиссии на аутсорсинг.Но благодаря своим обширным ноу-хау в разработке трансмиссий Hyundai Motor Group может похвастаться похвальными возможностями проектирования и производства собственных трансмиссий. Здесь мы рассмотрим модельный ряд Hyundai, чтобы лучше понять отличительные характеристики различных трансмиссий.
Механические трансмиссии: совершенство в передаче мощности Механическая трансмиссия популярна среди закаленных автомобильных маньяков.
Механические трансмиссии (МКПП) многие любили уже довольно давно. Традиционные по стилю и интуитивно понятные по дизайну, МТ когда-то были незаменимым продуктом в подавляющем большинстве автомобилей, пока не появились более удобные автоматические трансмиссии (АТ).Однако даже сегодня МТ имеют существенные преимущества перед АТ в некоторых аспектах. Во-первых, трансмиссионные трансмиссии более эффективны в передаче мощности благодаря конструкции, в которой диск сцепления и нажимной диск сцепления напрямую блокируются. Эта структура также приводит к характерному для механической коробки передач ощущению переключения передач, которое более отзывчиво, чем у АКПП. Ряд команд для ручного переключения передач ― нажатие на педаль сцепления и маневрирование рукояткой переключения передач ― также многими цитируется как добавление удовольствия в вождение.
Hyundai i30 популярен в Европе, на континенте, где потребители наиболее благосклонны к автомобилям MT. Таким образом, автомобили
MT предпочитают потребители, которые стремятся к большей отзывчивости, а также к удовольствию от вождения. Показательный пример: эти два элемента являются причиной того, почему Hyundai High-performance Veloster N поставляется с моделью 6MT. Hyundai i30, популярный на европейском рынке, также поставляется с опцией MT, чтобы лучше понравиться европейским потребителям, которые более благосклонны к MT, чем на любом другом континенте.Наконец, эффективность МТ делает их отличным кандидатом для небольших коммерческих автомобилей. Hyundai Porter II и Kia Bongo III по умолчанию поставляются с механическими коробками передач, что отражает потребность сегмента в экономичности. Опция MT доступна для определенных городских и небольших автомобилей, таких как Hyundai Avante 1.6 Gasoline и Venue, а также Kia’s Morning 1.0 Gasoline.
Автоматические трансмиссии: плавность хода Многие предпочитают автоматическую трансмиссию из-за ее плавного, линейного ощущения при ускорении.
Автоматические трансмиссии (AT), наиболее распространенные на сегодняшний день трансмиссии, предлагают плавное, относительно безударное переключение передач, обеспечивающее линейное ускорение. и более комфортная езда.Эти характеристики являются результатом работы гидротрансформатора, в котором для передачи мощности используется жидкость для автоматической коробки передач. Из-за сопротивления, присущего гидротрансформатору, AT обычно имеют более низкую эффективность в передаче мощности, хотя AT Hyundai Motor Group спроектированы с многоуровневой структурой скоростей (6 скоростей и более) и оптимизированными системами управления трансмиссией, которые компенсируют эту потерю эффективности до степень. 8-ступенчатые АКПП
FWD обычно применяются в сегменте среднего размера и выше.
Обладая опытом независимой разработки 4-ступенчатых и 5-ступенчатых переднеприводных трансмиссий в качестве основы, Hyundai Motor Group расширила свой модельный ряд AT, включив в него 6-ступенчатые и 8-ступенчатые переднеприводные автомобили, а также 8-ступенчатые заднеприводные автомобили. 6-ступенчатая АКПП, которая может использовать относительно небольшое количество энергии более эффективно, является выбором для сегментов малого и среднего размера, в то время как 8-ступенчатая АКП применяется в автомобилях среднего или выше сегмента, которые могут предложить достаточно мощности для Воспользуйтесь всеми преимуществами многоскоростной трансмиссии.AT
RWD, которые обычно устанавливаются на модели премиум-класса, должны соответствовать строгим стандартам контроля качества. AT
FWD и RWD имеют одинаковый принцип работы, но также имеют некоторые существенные специфические различия. Автомобили FWD AT сделаны достаточно компактными, чтобы их можно было разместить в машинном отделении, чтобы они могли легко передавать мощность на передние колеса. С другой стороны, задний привод AT должен передавать мощность на задние колеса по вертикальной оси, поэтому они располагаются посередине кузова автомобиля и имеют большие размеры.Заднеприводные трансмиссии также должны соответствовать строгим стандартам контроля качества, таким как уровень шума, вибрации, эффективности передачи мощности и ощущения переключения передач, отчасти потому, что они передают мощность через карданный вал, который может излучать шум и вибрацию на кузов автомобиля. В модельном ряду Hyundai Motor Group 8-ступенчатая RWD AT устанавливается на все модели Genesis, а также на Kia K9, Stinger и Mojave.
Технология ASC: повышение производительности гибридных автомобилей Шестиступенчатые АКПП Hyundai Sonata Hybrid оснащены технологией ASC, в которой используется двигатель для уменьшения как ударов при переключении передач, так и их продолжительности.Автомобили
, устанавливаемые на параллельные гибридные автомобили, обычно не имеют преобразователей крутящего момента; Поскольку основная цель гибридных транспортных средств — экономия топлива, использование на них низкоэффективных преобразователей крутящего момента несколько противоречит указанной цели. Но снятие гидротрансформатора означает, что его основная функция ― уменьшение толчков при переключении передач и продолжительности также сводится на нет. Чтобы решить эту проблему, Hyundai Motor Group разработала и применила первую в мире технологию Active Shift Control (ASC) на AT, установленных на ее гибридных автомобилях, а именно Hyundai Sonata Hybrid и Kia K5 Hybrid.

ASC использует двигатель, расположенный между двигателем и трансмиссией, для контроля оборотов двигателя со скоростью 500 раз в секунду; Затем он соответствующим образом соответствует частоте вращения трансмиссии, чтобы переключение передач было более плавным и быстрым. Время переключения передач стало на 30% быстрее, с 500 мс в предыдущих моделях до 350 мс в моделях с ASC. Это означает, что жертва топливом, которая раньше считалась неизбежной в гибридных автомобилях, была успешно уравновешена.
IVT: выбор для максимальной экономии топлива. IVT используют в качестве основы характерную высокую эффективность бесступенчатых трансмиссий и улучшают ее, изменяя отзывчивость и ощущение переключения передач.
Теоретически, более скоростные трансмиссии позволяют более эффективно использовать мощность двигателя. Но поскольку вес и объем также соответственно увеличиваются, увеличивать скорость передачи на неопределенное время нереально. CVT (бесступенчатая трансмиссия) использует уникальную конструкцию для преодоления этого ограничения: как следует из названия, он непрерывно меняет скорость передачи в соответствии с оборотами, оптимальными для выходной мощности и эффективности двигателя. CVT имеют конструкцию, в которой два шкива, соединенные с выходным валом двигателя и приводным валом, связаны ремнем.Ремень сжимается и расширяется, чтобы изменить диаметр шкивов, тем самым изменяя передаточное число.

Но вариатор не лишен недостатков: шкивы и ремень часто скользят друг о друга. Это проскальзывание особенно заметно в металлических ремнях, применяемых в вариаторах, установленных на небольших автомобилях, где шкивы оказывают давление на узкую область на стороне ремня для регулировки диаметра. В системе Smartstream IVT Hyundai Motor Group используется цепной ремень, первый в своем роде в этом сегменте, для решения этой проблемы, сохраняя при этом преимущества вариатора.Основным преимуществом цепного ремня является то, что он использует натяжение ремня для регулировки диаметра шкива, что исключает случаи проскальзывания, а также повышает эффективность передачи мощности. Kia K3 с системой Smartstream IVT показал улучшение экономии топлива на 4,2% и снижение потерь мощности двигателя на 5-8%.
Кроме того, вариаторы обычно поддерживают фиксированную скорость вращения двигателя при увеличении скорости автомобиля, заставляя водителей чувствовать, как будто двигатель работает на холостом ходу. Чтобы решить эту проблему, Smartstream IVT воспроизводит схему переключения передач механической коробки передач, которая лучше отражает намерения водителя и условия вождения, что в целом делает его более отзывчивым.Вместо того, чтобы не иметь заданной скорости передачи (как в вариаторах), водитель может также воспользоваться преимуществами виртуальных скоростей передачи, генерируемых IVT по мере необходимости, что делает большую работу по приближению забавного ощущения от MT. Smartstream IVT устанавливается на Hyundai Avante and Venue и Kia K3.
DCT: сочетание только плюсов механической и автоматической коробки передач 8DCT мокрого типа, установленная на Kia Sorento 2.2 Diesel, может похвастаться эффективностью передачи мощности 93,8%.
Коробка передач с двойным сцеплением (DCT) добавляет исполнительный механизм к механической коробке передач для управления сцеплением и процессом переключения передач, по сути, она использует структуру MT при автоматизации аспекта управления.Поскольку его структура аналогична структуре MT, он обеспечивает такую же эффективность в передаче мощности, а также в ощущении отзывчивости при переключении передач. DCT может похвастаться самым быстрым переключением передач из всех, потому что его два сцепления (одно для нечетных скоростей, а другое для четных) вращаются, готовясь к следующему переключению передач. В целом DCT можно назвать сочетанием только хороших сторон AT и MT.

В зависимости от своей внутренней конструкции DCT делится на категории мокрого и сухого типа.В мокром типе используются однодисковые муфты, а тепло трения, выделяемое при переключении передач, охлаждается воздухом. Эта простая конструкция обеспечивает относительно небольшой объем и вес, что улучшает показатели эффективности автомобиля. Среди моделей Hyundai Motor Group, Hyundai i30, Veloster и Tucson 1.6 Turbo и 1.6 Diesel, а также Kia K3 GT, Seltos и Sportage 1.6 Diesel поставляются с сухим типом 7DCT.
DCT мокрого типа использует гидравлический масляный насос, который перекачивает масло для смазки и охлаждения.Вместе с многодисковым сцеплением DCT мокрого типа может реагировать на более высокие крутящие моменты, что приводит к повышению комфорта езды.
DCT мокрого типа использует гидравлический масляный насос для циркуляции масла, охлаждающего многодисковые муфты. Смазывающее масло также охлаждает тепло и снижает трение и удары при переключении передач. DCT мокрого типа в основном устанавливается на высокопроизводительные модели из-за его способности реагировать на более высокие крутящие моменты. 8DCT мокрого типа на Kia Sorento 2.2 Diesel кажется таким же плавным, как и AT; в то же время его максимально допустимый крутящий момент увеличился на 58% по сравнению с 7DCT сухого типа, а его эффективность передачи мощности составляет колоссальные 93.8%.
Veloster N поставляется с N DCT, который добавляет отдельную логику управления переключением передач к 8DCT, чтобы максимизировать динамическую чувствительность и производительность этого мощного автомобиля.
Veloster N 2020 установлен с N DCT, который основан на 8DCT мокрого типа. N DCT имеет отдельный алгоритм управления переключением передач, который максимально увеличивает динамическую чувствительность и производительность Veloster N в различных дорожных ситуациях. Например, при переключении на повышенную передачу частота вращения двигателя регулируется для создания ощущения толчка (ощущение, что автомобиль толкает вперед, что характерно для ручного переключения передач), заставляя водителя чувствовать, как будто он ехал с ручным переключением передач. коробка передач.Он также предлагает функцию Launch Control, которая разгоняет автомобиль до максимальной мощности сразу после запуска, помогая Veloster N разгоняться от нуля до шестидесяти всего за 5,6 секунды, что на 0,5 секунды быстрее, чем в модели MT. Время, необходимое для разгона с 80 км / ч до 120 км / ч (так называемое ускорение при обгоне), также на 0,3 секунды быстрее в модели N DCT, чем в модели MT, если предположить, что последняя управляется опытными водителями MT.
DCT конструктивно похож на MT, что делает его столь же превосходным по эффективности передачи мощности и отзывчивости переключения.
Как мы уже говорили, трансмиссии сильно различаются по своим характеристикам в зависимости от их типа: MT, AT, IVT, DCT и так далее. Когда выбирается трансмиссия, которая лучше всего подходит для двигателя и характеристик модели, качество автомобиля и удовлетворенность водителя возрастают; Другими словами, независимо от того, насколько хорош двигатель автомобиля, трансмиссия должна поддерживать его. Hyundai Motor Group продолжит прилагать усилия в своих исследованиях и разработках для расширения и развития своей разнообразной линейки трансмиссий, чтобы гибко удовлетворять не только потребности потребителей в улучшенных характеристиках, эффективности и комфорте, но и требования правительства по все более строгим экологическим нормам.

NSK разрабатывает первый в мире датчик крутящего момента для автоматических трансмиссий | Новости | Компания

Токио, Япония, 19 ноября 2013 г. — Компания NSK Ltd. (NSK; штаб-квартира: Токио, Япония; президент и главный исполнительный директор: Норио Оцука) объявила сегодня о разработке блока датчика крутящего момента, который помогает добиться меньших, более легких и эффективных трансмиссий, таких как как АКПП (автоматическая трансмиссия), так и ременной вариатор (бесступенчатая трансмиссия), а также снижает ударные нагрузки при переключении.
NSK начнет продавать устройство производителям автомобилей и трансмиссий, чтобы коммерциализировать этот недавно разработанный модуль датчика крутящего момента.

Одним из способов повышения топливной экономичности и комфорта автомобилей является повышение эффективности и уменьшение толчков при переключении автоматических трансмиссий. КПП и ременной вариатор передают мощность, толкая сцепление или шкив под давлением масла (OP). Оптимальное давление масла зависит от момента нагрузки трансмиссии.Если давление масла слишком низкое, мощность не будет передаваться. Однако, если давление масла будет слишком высоким, эффективность передачи энергии снизится. Чтобы решить эту проблему, уровень крутящего момента определяется по величине кручения вала, а затем обеспечивается обратная связь с гидравлическими органами управления для достижения оптимального давления масла и, таким образом, повышения эффективности передачи мощности. Кроме того, скорость включения муфты трансмиссии также оптимизируется на основе обнаруженного уровня крутящего момента.Это способствует более плавной передаче мощности и снижению толчков при переключении передач от АКПП. Однако из-за уровня влияния деформации в картере трансмиссии и более низкого уровня кручения до сих пор было невозможно реализовать разрешение измерения, необходимое для управления переключением передач.

Компания NSK разработала первый в мире датчик крутящего момента, который помогает уменьшить толчки при переключении передач и повысить эффективность автоматических трансмиссий.

(1) Высокое разрешение (высокая точность)

Компания NSK улучшила разрешение, соединив вал первичной шестерни и вал вторичной шестерни с помощью компонента, который легко вращается (торсион), и удлинил торсион в осевом направлении, что позволило увеличить угол скручивания вала.

NSK дополнительно улучшила разрешение, используя структуру с двумя кодировщиками, расположенными рядом друг с другом, чтобы предотвратить разницу зазоров между датчиком и кодировщиками из-за влияния деформации в коробке передач.

(2) Повышенная прочность

Компания NSK повысила долговечность этого устройства за счет использования конструкции, в которой на торсион действует только скручивающая нагрузка, благодаря чему валы шестерен воспринимают изгибающую нагрузку.

Новые 8-ступенчатые и 10-ступенчатые автоматические коробки передач (Direct Shift-8AT и Direct Shift-10AT)

6 декабря 2016 г.

Новые 8-ступенчатые и 10-ступенчатые автоматические коробки передач (Direct Shift-8AT и Direct Shift-10AT)

Характерная черта

Toyota разработала две новые автоматические трансмиссии ― 8-ступенчатую Direct Shift-8AT и 10-ступенчатую Direct Shift-10AT.Для обоих были приняты различные меры для минимизации потерь энергии и повышения эффективности передачи. Поверхности зубьев шестерни были обработаны с использованием новой техники для снижения коэффициента трения при зацеплении шестерен, а конфигурация фрикционного материала, используемого внутри муфты, была оптимизирована для снижения потери крутящего момента муфты примерно на 50 процентов во время вращения (по сравнению с обычным 6 -скоростной трансмиссии). Эти и другие усилия привели к достижению одного из лучших показателей эффективности передачи в мире *.Новые автоматические трансмиссии компактнее и легче традиционных трансмиссий, что снижает потребность транспортного средства в топливе. А более низкий центр тяжести обеспечивает улучшенную устойчивость при движении по прямой и лучшую устойчивость на поворотах.

Кроме того, расширенные шестерни и недавно разработанный высокопроизводительный компактный гидротрансформатор объединяются для более широкого диапазона блокировки передач. В результате получается быстрая и плавная реакция на нажатие педали акселератора, что создает «желаемое» ощущение непосредственного вождения.

В случае Direct Shift-10AT, даже несмотря на то, что количество передач было увеличено до 10 (по сравнению с восемью передачами в случае Direct Shift-8AT), использование передач с близким передаточным числом оптимизирует диапазон использования. каждой передачи, особенно в диапазоне низких и средних скоростей. В результате плавное переключение передач, которое является одним из самых быстрых в мире ^*, создает ощущение ритмичности и комфорта, которое подходит для автомобиля премиум-класса с задним приводом.

По данным опроса Toyota на ноябрь 2016 г.

Новая 8-ступенчатая АКПП FF

Новая FR 10-ступенчатая АКПП

В дополнение к высоким базовым характеристикам, характерным для Direct Shift-8AT, стремятся к отличным ходовым качествам для автомобиля премиум-класса FR.

Использование коробки передач с близким передаточным числом и высшая скорость переключения передач мирового класса, обеспечивающая плавное вождение.

Непосредственно реагирует на нажатие водителем акселератора

О деталях Performance / Детали новых технологий

Производительность Direct Shift-8AT

Достигнута высшая эффективность передачи мирового класса

Реализация более отзывчивого ощущения от вождения, которое быстро реагирует на ускорение водителя

Компактная конструкция корпуса с многоступенчатым переключением передач и высокой производительностью

Подробная информация о новых технологиях Direct Shift-8AT

Диск фрикционный с малыми потерями крутящего момента

Потерянный крутящий момент был уменьшен на 50% за счет оптимизации формы сегментов фрикционного диска с целью улучшения силы сопротивления жидкости при отключенном сцеплении.

Высокопроизводительный компактный гидротрансформатор

Недавно разработанная система блокировки позволила расширить зону, в которой автомобиль может двигаться при заблокированном сцеплении.

Производительность Direct Shift-10AT

Коробка передач с близким передаточным числом обеспечивает плавное и ритмичное переключение передач

Самое быстрое и безударное переключение передач

Реализация более отзывчивого ощущения от вождения, которое быстро реагирует на действия водителя по ускорению

Подробная информация о новых технологиях Direct Shift-10AT

Новая 10-ступенчатая зубчатая передача

10-скоростной AT с минимальным набором компонентов
Тот же размер с нынешним 8AT

Высокопроизводительный компактный гидротрансформатор

Продуманные технологии в компактном размере

: синтез конфигурации и анализ характеристик 9-ступенчатой автоматической коробки передач | Китайский журнал машиностроения

Исследования показывают, что диапазон изменения передаточных чисел, интервал передаточных чисел и эффективность трансмиссии являются важными показателями для оценки производительности механизмов АКПП.С другой стороны, механические характеристики механизмов AT имеют важное влияние на производительность и срок службы системы. В этом разделе предполагается проанализировать производительность предложенных механизмов AT, показанных на рисунке 8. С этой целью механизм AT (1) взят в качестве примера, чтобы проиллюстрировать процесс анализа. Рисунок 9 подробно иллюстрирует структуру механизма AT (1).
Рисунок 9
Структурная схема механизма АКПП (1)

На рисунке 9 показано, что механизм АКП в основном состоит из гидравлической трансмиссии и частей механической трансмиссии.Замечено, что эти две части установлены в корпусе. Кроме того, часть гидравлической трансмиссии в основном состоит из преобразователя крутящего момента, а часть механической трансмиссии состоит из EGT и шести элементов переключения. EGT состоит из четырех PGS (называемых PGS ₁ -PGS ₄) и пяти соединительных компонентов (называемых IC ₁ -IC ₅). Кроме того, элементы переключения включают два сцепления (то есть A, B) и четыре тормоза (то есть C, D, E, F). Мощность от входного вала (I) передается через часть гидравлической трансмиссии и часть механической трансмиссии на выходной вал (O), так что транспортное средство движется с ожидаемой скоростью.

На рисунке 9 показано, что каждый PGS состоит из четырех элементов, включая солнечную шестерню (S), коронную шестерню (R), планетарную шестерню (P) и водило (PC). Эти элементы связаны друг с другом через микросхемы и переключающие элементы. Каждая ИС работает как связующее звено и соединяет два элемента между двумя PGS, постоянно образуя компонент. С другой стороны, переключающий элемент соединяет или разделяет компоненты на разных передачах. Различные передаточные числа могут быть получены путем выборочного соединения или разделения различных элементов переключения.Следует указать, что предлагаемый механизм АКПП имеет десять различных передаточных чисел (включая передачу заднего хода), так что он относится к категории 9-ступенчатой трансмиссии.

Кинематический анализ

Кинематический анализ в основном включает в себя расчет передаточного числа и скорости вращения движущихся компонентов на каждой передаче, чтобы можно было получить диапазон и интервал передаточных чисел. Передаточное число механизма АКПП относится к отношению скорости входного вала к скорости выходного вала.Абсолютное значение передаточного числа указывает размер, в то время как соответствующий знак указывает соотношение между направлением вращения входного и выходного валов.

В настоящее время метод относительной скорости и аналогия с рычагом широко применяются для анализа ПТ с кинематической точки зрения. Аналогия с рычагом использует схему эквивалентного рычага, которая более интуитивна и полезна для расположения передаточных чисел. В настоящем исследовании рычажная аналогия применяется для анализа предложенных механизмов АТ.На рисунке 10 показана эквивалентная рычажная схема предлагаемого механизма АКПП.
Рисунок 10
Схема эквивалентного рычага предлагаемого механизма АКПП (1)

На рисунке 10 показано, что в предлагаемом механизме АКП имеется шесть переключающих элементов, два из которых должны контактировать одновременно, чтобы получить определенное передаточное число. Учитывая практическое применение системы AT, для каждого PGS количество задействованных тормозов не должно превышать одного. Между тем, в предлагаемом механизме АКПП имеется десять комбинированных режимов сцепления и тормоза.Характерные параметры четырех ПГС, равные отношению числа зубьев коронной и солнечной шестерни, представлены как K _n ( n = 1, 2, 3, 4).

Комбинированный режим 1: задействованы D и F

В этом режиме компоненты R ₁ R ₂ и PC ₃ R ₄ подключены к корпусу, а тормоза D и F задействованы. Между тем, R ₁ R ₂ и PC ₃ R ₄ являются стационарными, так что соответствующие скорости равны 0.Перекрывая точки опоры с одинаковой скоростью в точку опоры, механизм АКПП трансформируется в эквивалентный рычаг с шестью точками опоры, как показано на рисунке 11.
Рисунок 11
Диаграмма скорости эквивалентного рычага при задействовании D и F

точек опоры (1 ), (2) и (3) обозначают входной элемент S ₁ S ₂, элемент PC ₁ и компонентный PC ₂ S ₃, соответственно. Кроме того, точки опоры (4), (5) и (6) представляют компонент R ₁ R ₂ PC ₃ R ₄, выходной элемент R ₃ PC ₄ и элемент S ₄ , соответственно.Прямоугольная система координат O — XY установлена, как показано на рисунке 11. Ось эквивалентного рычага с шестью точками опоры считается осью Y , где положительное направление — от точки опоры (1) к точке опоры. (6). Выберите произвольную точку ниже точки опоры (1) на оси Y в качестве исходной точки O , а затем прямая линия, перпендикулярная оси Y , проходящая от исходной точки O , будет считаться исходной точкой O . X — ось.В этом случае правильное направление — это положительное направление.

Точки опоры на оси Y представляют собой компоненты EGT. Для удобства расчета принято, что расстояние между точками опоры (4) и (5) составляет 1 мм. Впоследствии расстояние между другими точками опоры может быть получено и представлено характеристическими параметрами K _n ( n = 1, 2, 3, 4).

Ось X представляет скорость вращения каждого компонента.Для удобства расчета предполагается, что скорость вращения входного элемента (т. Е. Оси (1)) составляет 1 об / мин, а координата точки a равна (1, Y (1)). Кроме того, скорость вращения неподвижного элемента (т. Е. Оси (4)) установлена на 0 об / мин. Затем линия скорости ab механизма AT в это время получается путем соединения точки (1, Y (1)) с точкой (0, Y (4)). Точка b — это точка пересечения линии скорости и горизонтальной линии, проходящей через точку опоры (5). X — координаты пересечения линии скорости с горизонтальными линиями, проходящими через точки опоры, представляют собой скорости вращения компонентов, представленных точками опоры. Положительный и отрицательный знаки представляют то же самое и противоположное направление вращения компонентов по сравнению с входным элементом, соответственно. Например, координата X точки b отрицательна, что указывает на то, что направление вращения выходного элемента R ₃ PC ₄ противоположно направлению вращения входного элемента.

Согласно основным свойствам подобных треугольников выражения скорости вращения могут быть получены для всех компонентов. Например, треугольник, состоящий из точек опоры (4), (5) и точки b , подобен треугольнику, состоящему из точек опоры (4), (1) и точки a . Координата X точки b , а именно скорость вращения выходного элемента R ₃ PC ₄, может быть получена соответственно:

$$ \ frac {{n _ {{{\ text { R}} _ {3} {\ text {PC}} _ {4}}}}} {{n _ {{{\ text {S}} _ {1} {\ text {S}} _ {2}} }}} = \ frac {{x_ {b}}} {{x_ {a}}} {=} — \ frac {{l_ {45}}} {{l_ {14}}} = — \ frac {1 } {{(1 + K_ {2}) K_ {3}}}, $$

(4)

$$ n _ {{{\ text {R}} _ {3} {\ text {PC}} _ {4}}} = x_ {b} = — \ frac {1} {{(1 + K_ { 2}) K_ {3}}}, $$

(5)

, где \ (n _ {{{\ text {S}} _ {1} {\ text {S}} _ {2}}} \) и \ (n _ {{{\ text {R}} _ {3 } {\ text {PC}} _ {4}}} \) обозначают скорость вращения входного элемента S ₁ S ₂ и выходного элемента R ₃ PC ₄ соответственно.Кроме того, x _b и x _a являются координатой X точек b и a точек соответственно. Наконец, l _ij ( i , j = 1, 2,…, 6) обозначает расстояние между точками опоры ( i ) и ( j ).

Аналогичным образом можно получить скорость вращения других компонентов. Расчетные скорости представлены в таблице 1.
Таблица 1 Скорость вращения каждого компонента при задействовании D и F (об / мин)
X -координаты точек a и b представляют скорость вращения входного и выходного элементов, соответственно. На основе определенных параметров передаточное число может быть математически выражено следующим образом:

$$ i _ {\ text {DF}} = \ frac {{n _ {{{\ text {S}} _ {1} {\ text {S}} _ {2}}}}} {{n _ {{{\ text {R}} _ {3} {\ text {PC}} _ {4}}}}} {=} — (1 + К_ {2}) К_ {3}, $$

(6)

где \ (i _ {\ text {DF}} \) обозначает передаточное число механизма АКПП, когда задействованы D и F.

Комбинированный режим 2: задействованы C и F

В этом режиме PC элемента ₁ и компонент PC ₃ R ₄ подключены к корпусу, когда задействованы тормоза C и F. Между тем, PC ₁ и PC ₃ R ₄ являются стационарными, так что их скорости установлены на 0. На рисунке 12 показан эквивалентный рычаг с шестью точками опоры, трансформируемыми механизмом AT.
Рисунок 12
Диаграмма эквивалентной скорости рычага при задействовании C и F

На этом рисунке точки опоры (1), (2) и (3) обозначают входной элемент S ₁ S ₂, элемент S ₄ и выходной элемент R ₃ PC ₄ соответственно.Кроме того, точки опоры (4), (5) и (6) представляют компоненты PC ₁ PC ₃ R ₄, PC ₂ S ₃ и R ₁ R ₂, соответственно. На рисунке 12 показано, что линия мгновенной скорости ab механизма AT может быть получена путем соединения координат (1, Y (1)) и (0, Y (4)).

Тогда выражения скоростей вращения для компонентов могут быть получены через основные свойства подобных треугольников.Таблица 2 иллюстрирует результаты расчетов.
Таблица 2 Скорость вращения каждого компонента при включении C и F (об / мин)
На основании определенных параметров передаточное число в этом режиме может быть математически выражено следующим образом:

$$ i _ {\ text { CF}} = \ frac {{n _ {{{\ text {S}} _ {1} {\ text {S}} _ {2}}}}} {{n _ {{{\ text {R}} _ {3} {\ text {PC}} _ {4}}}}} = \ frac {{(1 + K_ {2}) K_ {1} K_ {3}}} {{K_ {2} — K_ { 1}}}, $$

(7)

где \ (i _ {\ text {CF}} \) обозначает передаточное число механизма АКПП, когда задействованы C и F.

Комбинированный режим 3–6: A включен

В этом режиме муфта A включена, и элемент S ₄ и компонент S ₁ S ₂ соединены друг с другом. На рисунке 13 показан эквивалентный рычаг с шестью опорами, трансформируемыми механизмом АКПП.
Рисунок 13
Диаграмма эквивалентной скорости рычага при включенном сцеплении A

На рисунке 13 показано, что точки опоры (1), (2) и (3) обозначают входной элемент S ₁ S ₂ S ₄, выходной член R ₃ PC ₄ и компонент PC ₃ R ₄ соответственно.Кроме того, точки опоры (4), (5) и (6) представляют элемент PC ₁, компонент PC ₂ S ₃ и компонент R ₁ R ₂ соответственно.

Имеется четыре режима, соответствующих включению различных тормозов. Таким образом, соответственно могут быть получены четыре различных передаточных числа.

На рисунке 13 линии a ₁ b ₁ и a ₂ b ₂ представляют линии скорости механизма АКПП при включенных тормозах F и C соответственно.Кроме того, a ₃ b ₃ и a ₄ b ₄ обозначают линии скорости механизма АКПП при включенных тормозах E и D соответственно. Таблица 3 показывает, что выражения для скоростей вращения компонентов при включении различных тормозов могут быть получены с помощью основных свойств аналогичного треугольника.
Таблица 3 Скорость вращения каждого компонента при включении A (об / мин)
Компонент S ₁ S ₂ S ₄ — входной элемент, а R ₃ PC ₄ — выходной элемент .Согласно определению передаточного числа выражения описываются следующим образом.

Выражение передаточного числа при включенном тормозе F описывается следующим образом:

$$ i _ {\ text {AF}} = \ frac {{n _ {{{\ text {S}} _ {1} {\ text { S}} _ {2} {\ text {S}} _ {4}}}}} {{n _ {{{\ text {R}} _ {3} {\ text {PC}} _ {4}} }}} = 1 + K_ {4}. $$

(8)

Выражение передаточного числа при включенном тормозе C описывается следующим образом:

$$ i _ {\ text {AC}} = \ frac {{n _ {{{\ text {S}} _ {1} {\ text { S}} _ {2} {\ text {S}} _ {4}}}}} {{n _ {{{\ text {R}} _ {3} {\ text {PC}} _ {4}} }}} {=} \ frac {{(1 + K_ {3} + K_ {4}) (1 + K_ {2}) K_ {1}}} {{((1 + K_ {2}) (1 + K_ {3}) + K_ {4}) K_ {1} — K_ {2} K_ {4}}}.$

(9)

Выражение передаточного числа при включенном тормозе E описывается следующим образом:

$$ i _ {\ text {AE}} = \ frac {{n _ {{{\ text {S}} _ {1} {\ text { S}} _ {2} {\ text {S}} _ {4}}}}} {{n _ {{{\ text {R}} _ {3} {\ text {PC}} _ {4}} }}} {= 1 +} \ frac {{K_ {4}}} {{1 + K_ {3}}}. $$

(10)

Выражение передаточного числа при включенном тормозе D описывается следующим образом:

$$ i _ {\ text {AD}} = \ frac {{n _ {{{\ text {S}} _ {1} {\ text { S}} _ {2} {\ text {S}} _ {4}}}}} {{n _ {{{\ text {R}} _ {3} {\ text {PC}} _ {4}} }}} = \ frac {{(1 + K_ {2}) (1 + K_ {3} + K_ {4})}} {{1 + K_ {2} + K_ {3} + K_ {4} + К_ {2} К_ {3}}}, $$

(11)

где \ (i _ {\ text {AF}} \), \ (i _ {\ text {AC}} \), \ (i _ {\ text {AE}} \) и \ (i _ {\ text {AD }} \) обозначают передаточное число механизма AT, когда включены A и F, передаточное число, когда A и C включены, передаточное число, когда A и E включены, и передаточное число, когда A и D включены, соответственно.Кроме того, \ (n _ {{{\ text {S}} _ {1} {\ text {S}} _ {2} {\ text {S}} _ {4}}} \) представляет скорость вращения входной элемент S ₁ S ₂ S ₄.

Комбинированный режим 7–9: B включен

В этом режиме муфта B включена, и компоненты PC ₃ R ₄ и S ₁ S ₂ соединены друг с другом. На рисунке 14 показан эквивалентный рычаг с шестью опорами, трансформируемыми механизмом АКПП.
Рисунок 14
Диаграмма эквивалентной скорости рычага при включенном сцеплении B

Следует указать, что точки опоры (1), (2) и (3) представляют элемент S ₄, выходной элемент R ₃ PC ₄ и входной элемент S ₁ S ₂ PC ₃ R ₄ соответственно.Кроме того, точки опоры (4), (5) и (6) представляют элемент PC ₁, компонент PC ₂ S ₃ и компонент R ₁ R ₂, соответственно.

Разные передаточные числа получаются при включении разных тормозов. На рисунке 14 показано, что линии a ₁ b ₁, a ₂ b ₂ и a ₃ b ₃ линии скорости. Механизм АКПП при включенных тормозах D, E и C соответственно.Кроме того, таблица 4 показывает, что выражения скоростей вращения компонентов при включении различных тормозов могут быть получены с помощью основных свойств аналогичного треугольника.
Таблица 4 Скорость вращения каждого компонента при включении B (об / мин)
Компонент S ₁ S ₂ PC ₃ R ₄ — входной элемент, а R ₃ PC ₄ — выходной член. По определению передаточного числа выражения можно получить следующим образом.

Когда тормоз D включен, соответствующее передаточное число может быть выражено следующим образом:

$$ i _ {\ text {BD}} = \ frac {{n _ {{{\ text {S}} _ {1 } {\ text {S}} _ {2} {\ text {PC}} _ {3} {\ text {R}} _ {4}}}}} {{n _ {{{\ text {R}}) _ {3} {\ text {PC}} _ {4}}}}} = \ frac {{(1 + K_ {2}) K_ {3}}} {{K_ {2} + K_ {3} ( 1 + K_ {2})}}. $$

(12)

Когда тормоз E включен, математическое выражение для передаточного числа:

$$ i _ {\ text {BE}} = \ frac {{n _ {{{\ text {S}} _ {1} { \ text {S}} _ {2} {\ text {PC}} _ {3} {\ text {R}} _ {4}}}}} {{n _ {{{\ text {R}} _ { 3} {\ text {PC}} _ {4}}}}} = \ frac {{K_ {3}}} {{1 + K_ {3}}}.$

(13)

Когда тормоз C включен, выражение для передаточного числа имеет следующий вид:

$$ i _ {\ text {BC}} = \ frac {{n _ {{{\ text {S}} _ { 1} {\ text {S}} _ {2} {\ text {PC}} _ {3} {\ text {R}} _ {4}}}}} {{n _ {{{\ text {R}) } _ {3} {\ text {PC}} _ {4}}}}} = \ frac {{(1 + K_ {2}) K_ {1} K_ {3}}} {{(1 + K_ { 1}) K_ {2} + (1 + K_ {2}) K_ {1} K_ {3}}}, $$

(14)

где \ (i _ {\ text {BD}} \), \ (i _ {\ text {BE}} \) и \ (i _ {\ text {BC}} \) обозначают передаточное число механизма АКПП, когда B и D, B и E, а также B и C заняты соответственно.Кроме того, \ (n _ {{{\ text {S}} _ {1} {\ text {S}} _ {2} {\ text {PC}} _ {3} {\ text {R}} _ {4 }}} \) Представляет скорость вращения входного элемента S ₁ S ₂ PC ₃ R ₄.

Комбинированный режим 10: A и B задействованы

В этом режиме компоненты PC ₃ R ₄, S ₁ S ₂ и элемент S ₄ соединены друг с другом, когда муфты A и B занимаются вместе. Между тем, PGS ₄ движется в одиночку, образуя атрезию, которая передает входное движение непосредственно на выходной элемент, реализуя прямую передачу.Рисунок 15 показывает, что соединение координат (1, Y (1)) и (1, Y (3)) и линии скорости a ₁ a ₂ механизма AT может быть полученный.
Рис. 15
Диаграмма эквивалентной скорости рычага, когда A и B соединены вместе

В этом режиме скорости вращения всех компонентов одинаковы, что равно скорости вращения входного элемента, а именно 1 об / мин. Математически это можно выразить следующим образом:

$$ n _ {{{\ text {S}} _ {1} {\ text {S}} _ {2} {\ text {S}} _ {4}} } = n _ {{{\ text {R}} _ {3} {\ text {PC}} _ {4}}} = n _ {{{\ text {PC}} _ {3} {\ text {R} } _ {4}}} = n _ {{{\ text {PC}} _ {1}}} = n _ {{{\ text {PC}} _ {2} {\ text {S}} _ {3} }} = n _ {{{\ text {R}} _ {1} {\ text {R}} _ {2}}} = 1.$

(15)

X — координаты точек a ₁ и a ₂ представляют одновременно скорость вращения входного элемента. Кроме того, координата X точки b представляет скорость вращения выходного элемента. Тогда передаточное число может быть получено следующим образом:

$$ i _ {\ text {AB}} = \ frac {{n _ {{{\ text {S}} _ {1} {\ text {S}} _ {2} {\ text {S}} _ {4}}}}} {{n _ {{{\ text {R}} _ {3} {\ text {PC}} _ {4}}}}} = 1, $$

(16)

где \ (i _ {\ text {AB}} \) и \ (n _ {{{\ text {S}} _ {1} {\ text {S}} _ {2} {\ text {S}}) _ {4}}} \) обозначают передаточное число механизма АКПП, когда A и B включены, и скорость вращения входного элемента S ₁ S ₂ S ₄, соответственно.

Механический анализ

Механический анализ механизма AT относится к вычислению крутящих моментов в точках зацепления шестерен, включая внешний крутящий момент механизма EGT и внутренний крутящий момент PGS. В качестве ключевой части механизма АКПП крутящий момент, приложенный к элементам механической трансмиссии, заметно влияет на рабочие характеристики и срок службы [48]. Для проведения анализа предполагается, что в механизме AT нет трения и он движется равномерно.Механический анализ механизма ПТ можно упростить до уравнения равновесия параллельных сил, которое может быть решено методом аналогии с рычагом.

Если для передачи мощности применяется элемент, PGS, включающий этого элемента, считается активным. В качестве примера возьмем условия силы при передаче заднего хода. Тогда два PGS активны, в то время как два других PGS не участвуют в передаче мощности, когда задействованы тормоза D и F. На рисунке 16 показано силовое условие.Следует указать, что входной и выходной элементами являются солнечная шестерня S ₂ и коронная шестерня R ₃ соответственно. Кроме того, неподвижными элементами являются зубчатый венец R ₂ и водило PC ₃.
Рисунок 16
Диаграмма анализа крутящего момента при задействовании D и F

На рисунке 16, T _I, T _O и T _b обозначают входной крутящий момент, выходной крутящий момент и тормоз крутящий момент соответственно.

Внешний анализ крутящего момента

Обычно задается входной крутящий момент T _I и действует на входной элемент S ₂. Кроме того, выходной крутящий момент T _O, действующий на выходной элемент R ₃, может быть рассчитан в форме, приведенной ниже, на основе передаточного числа, полученного в разделе 3.1.

$$ T _ {\ text {O}} = — i _ {\ text {DF}} T _ {\ text {I}} = (1 + K_ {2}) K_ {3} T _ {\ text {I} }. $$

(17)

Тормозной момент T _b, действующий на неподвижные элементы R ₂ и PC ₃, можно рассчитать в соответствии с балансом внешних крутящих моментов от горизонтального направления:

$$ T _ {\ text {b }} = — T _ {\ text {I}} — T _ {\ text {O}} = — (1 + K_ {3} + K_ {2} K_ {3}) T _ {\ text {I}}.$

(18)

Анализ внутреннего крутящего момента

Внутренний крутящий момент PGS относится к крутящему моменту, приложенному планетарной шестерней к центральным зубчатым колесам, находящимся в зацеплении с ней или поддерживающим ее водилом. Согласно уравнению равновесия крутящих моментов, прилагаемых центральными шестернями и водилом планетарной шестерни в PGS, между крутящими моментами сохраняется следующая корреляция:

$$ \ frac {{T _ {\ text {S}}}} {1} = \ frac {{T _ {\ text {R}}}} {K} = \ frac {{T _ {\ text {PC}}}} {- (1 + K)}.$

(19)

Следует указать, что изначально анализируется элемент с определенным внешним крутящим моментом и только одним внутренним крутящим моментом. Фактически, этот конкретный член участвует в движении только одного PGS. Согласно третьему закону Ньютона, внутренний крутящий момент элемента равен по величине и противоположен по направлению по сравнению с внешним крутящим моментом, действующим на него.

На рисунке 16 показано, что входной элемент S ₂ участвует только в движении PGS ₂.Тогда внутренний крутящий момент S ₂ можно получить следующим образом:

$$ T _ {{{\ text {S}} _ {2}}} = — T _ {\ text {I}}. $$

(20)

На основе уравнения. (19) внутренний крутящий момент R ₂ можно получить как:

$$ T _ {{{\ text {R}} _ {2}}} = K_ {2} T _ {{{\ text {S }} _ {2}}} = — K_ {2} T _ {\ text {I}}. $$

(21)

Тогда внутренний крутящий момент ПК ₂ можно выразить следующим образом:

$$ T _ {{{\ text {PC}} _ {2}}} = — T _ {{{\ text {S} } _ {2}}} — T _ {{{\ text {R}} _ {2}}} = (1 + K_ {2}) T _ {\ text {I}}.$

(22)

С другой стороны, выходной элемент R ₃ участвует только в движении PGS ₃, так что внутренний крутящий момент R ₃ может быть получен следующим образом:

$$ T _ {{{\ text {R}} _ {3}}} = — T _ {\ text {O}} = — (1 + K_ {2}) K_ {3} T _ {\ text {I}}. $$

(23)

На основе уравнения. (19) внутренний крутящий момент S ₃ можно выразить как:

$$ T _ {{{\ text {S}} _ {3}}} = \ frac {1} {{K_ {3}} } T _ {{{\ text {R}} _ {3}}} = — (1 + K_ {2}) T _ {\ text {I}}.$

(24)

Тогда внутренний крутящий момент ПК ₃ можно получить в следующей форме:

$$ T _ {{{\ text {PC}} _ {3}}} = — T _ {{{\ text {S }} _ {3}}} — T _ {{{\ text {R}} _ {3}}} = (1 + K_ {2}) (1 + K_ {3}) T _ {\ text {I}} . $$

(25)

Процесс анализа других передач аналогичен анализу передачи заднего хода. Поэтому в этой статье они не рассматриваются по отдельности. При условии заданного входного крутящего момента или определенной нагрузки крутящий момент каждого элемента может быть рассчитан для проверки рабочего состояния элементов и оценки производительности и срока службы.

Анализ потока мощности

Для определенного комбинированного режима путь передачи мощности внутри механизма AT можно четко описать с помощью анализа потока мощности, который полезен для наблюдения за циркулирующей мощностью и играет важную роль в точная оценка эффективности [25]. Скорость вращения и внутренний крутящий момент каждого элемента определяются на основе кинематического и механического анализа. Тогда мощность, передаваемая каждым элементом, описывается следующим уравнением:

$$ P _ {\ text {X}} = T _ {\ text {X}} \ frac {{2 {{\ pi}} n _ {\ текст {X}}}} {60} = \ frac {{{\ pi}}} {30} T _ {\ text {X}} n _ {\ text {X}}, $$

(26)

, где P _X, T _X и n _X обозначают мощность, внутренний крутящий момент элемента X и скорость вращения элемента X соответственно.

Принимая направление входного крутящего момента и входной скорости вращения как положительное, направление мощности оценивается по следующим правилам:

Если P _X> 0, мощность течет в элемент X, так что элемент X — ведомый элемент;

Если P _X <0, мощность течет из элемента X, так что элемент X является приводным элементом;

Если P _X = 0, мощность течет через элемент X.

Для элементов PGS мощность перетекает от ведущего элемента к ведомому. Более того, для элементов, соединенных интегральными схемами или переключающими элементами, мощность перетекает от ведомого элемента к ведущему. Следует указать, что на эквивалентной схеме рычага стрелки нанесены, чтобы указать направление мощности. Затем можно получить диаграммы потока мощности для каждого передаточного числа, чтобы выразить пути передачи мощности.

Если мощность, передаваемая через какой-либо компонент, превышает входную мощность, возникает циркулирующая мощность.Циркулирующая мощность вредна и снижает эффективность передачи, особенно когда циркулирующая мощность слишком высока. Следовательно, циркулирующую мощность следует учитывать на этапе проектирования механизмов AT.

Анализ эффективности передачи

Эффективность передачи механизма AT является важным параметром для оценки производительности механизма. Для удобства расчета в анализе [42] приняты следующие допущения:

(1)
Учитываются только потери при зацеплении шестерен, а другие потери, такие как потери в подшипниках и потери от брызг, игнорируются.

(2)
Предположим, что нет никаких потерь, вызванных предполагаемым движением. Более того, подразумеваемое движение не вызывает передачи зацепления.

(3)
Предположим, что общие потери передачи PGS вызваны потерями при зацеплении шестерен при относительном движении.Кроме того, потеря зацепления шестерен, вызванная относительным движением, такая же, как и при передаче с фиксированной осью.

Исходя из вышеупомянутых предположений, потеря зацепления зубчатого колеса на самом деле является потерей крутящего момента, вызванной трением в зубчатых парах. Поэтому метод крутящего момента используется для определения эффективности трансмиссии в настоящем исследовании. Метод крутящего момента подходит для всех конструкций механизмов АКПП, и процесс вывода прост.{{x_ {n}}}) \) обозначает преобразование реального крутящего момента, где η _c указывает эффективность PGS, когда водило фиксировано со значением 0,97. Значение x _м ( м = 1, 2,…, n ) включает направления потока мощности PGS _м и рассчитывается по следующему уравнению:

$$ x_ {m} = {\ text {sign}} \ left ({\ frac {\ partial \ ln i} {{\ partial K_ {m}}}} \ right). $$

(28)

А именно, x _м = + 1, когда \ (\ frac {\ partial \ ln i} {{\ partial K_ {m}}}> 0 \), а x _м = — 1, когда \ (\ frac {\ partial \ ln i} {{\ partial K_ {m}}} <0 \).

Численный пример и сравнительный анализ

Учитывая рациональность радиального размера, диапазон характеристического параметра K однопланетного PGS обычно составляет 4 / 3-4. Для повышения комфортности переключения механизмов АКПП интервал передаточных чисел должен быть как можно меньше в пределах 1,1–1,6. Следует указать, что нижний предел КПД передачи передних передач составляет не менее 0,925. Однако допускается не меньше 0.87 для редко используемых передач, таких как первая передача и передача заднего хода [49].

Числовой пример

Для получения ряда характеристических параметров и соответствующих наборов передаточных чисел характеристические параметры 4 PGS рассматриваются как переменные, в то время как диапазон изменения характеристических параметров и интервал передаточных чисел рассматриваются как циклические. интервал и условие ограничения соответственно. В качестве примера возьмем один из наборов характеристических параметров: K ₁ = 1.4, K ₂ = 3, K ₃ = 1,4 и K ₄ = 2,2. В таблице 5 показаны передаточные числа, интервал передаточных чисел и ранжирование передач механизма AT.
Таблица 5 Передаточные числа, интервал передаточного числа и ранг передаточного числа нового механизма АКПП (1)
Таблица 5 показывает, что интервал передаточных чисел между каждой передачей приближается к эмпирическому значению, а характеристические параметры соответствуют требованиям применения.

Предположим, что скорость вращения входного элемента составляет 1 об / мин, а внешний крутящий момент, приложенный к входному элементу, равен 1 Н · м.Таблица 6 показывает, что, игнорируя потери мощности, мощность, проходящая через каждый элемент, может быть получена на основе уравнения. (26).
Таблица 6 Мощность, проходящая через каждый элемент нового механизма АКПП (1) (Вт)
Диаграммы потоков мощности для каждого передаточного числа могут быть получены в соответствии со знаком мощности, показанным в Таблице 6. Взяв заднюю передачу и 1-ю передачу передачи в качестве примеров, диаграммы потока мощности показаны на рисунке 17.
Рисунок 17
Диаграммы потока мощности при передаче заднего хода и 1-й передаче

Замечено, что циркулирующая мощность возникает на 1-й передаче.Значение циркулирующей мощности равно мощности элемента S ₂, а именно 0,875 Вт, что не слишком много. Следовательно, механизм AT по-прежнему доступен.

КПД трансмиссии механизма АКПП можно рассчитать на основе метода крутящего момента. Взяв заднюю передачу в качестве примера и в соответствии с уравнениями. (6) и (28) получаются следующие уравнения:

$$ \ frac {{\ partial \ ln (- (1 + K_ {2}) K_ {3})}} {{\ partial K_ {2 }}} = \ frac {1} {{1 + K_ {2}}} = \ frac {1} {4}> 0, $$

(29)

$$ \ frac {{\ partial \ ln (- (1 + K_ {2}) K_ {3})}} {{\ partial K_ {3}}} = \ frac {1} {{K_ {3 }}} = \ frac {1} {1.{{x_ {3}}}) = — 5. 3 1. $$

(31)

Тогда эффективность передачи получается следующим образом:

$$ \ eta = \ frac {{\ hat {i}}} {i} = \ frac {- 5.31} {- 5.6} = 0,9482. $$

(32)

Аналогичным образом рассчитываются КПД передачи других передач, и результаты расчета показаны в Таблице 7.
Таблица 7 КПД передачи для каждой передачи
Таблица 7 показывает, что КПД трансмиссии приближается к эмпирическому значению.Поэтому КПД передачи заднего хода, 1-й и 3-й передачи немного ниже.

Кроме того, анализируются кинематика и эффективность передачи трех других новых механизмов AT. Таблицы 8, 9 и 10 показывают передаточные числа, интервал передаточных чисел и эффективность трансмиссии каждого механизма АКПП, соответственно.
Таблица 8 Передаточные числа, интервал передаточного числа и КПД трансмиссии нового механизма АКПП (2) Таблица 9 Передаточные числа, интервал передаточного числа и КПД трансмиссии нового механизма АКПП (3) Таблица 10 Передаточные числа , интервал передаточного числа и эффективность трансмиссии нового механизма АКПП (4)
Сравнительный анализ

Передаточные числа и интервалы передаточных чисел существующих механизмов АКП получены из справочников.[38,39,40]. Кроме того, КПД существующих механизмов АКПП рассчитывается на основе метода аналогии с рычагом и метода крутящего момента, которые показаны в таблицах 11, 12 и 13.
Таблица 11 Передаточные числа, интервал передаточного числа и КПД трансмиссии ZF 9HP Таблица 12 Передаточные числа, интервал передаточного числа и эффективность трансмиссии Benz 9G-Tronic Таблица 13 Передаточные числа, интервал передаточного числа и эффективность трансмиссии GM 9T50E 
На рисунке 18 представлен сравнительный анализ диапазонов передаточных чисел семи механизмов АКПП.Замечено, что диапазон передаточных чисел у 9T50E самый низкий, а у нового механизма АКПП (3) самый высокий. Более того, обнаружено, что нет большой разницы в диапазоне передаточных чисел между четырьмя новыми AT и тремя существующими AT, что означает, что диапазоны передаточных чисел новых AT соответствуют требованиям практического применения.
Рисунок 18
Сравнительный анализ диапазонов передаточных чисел семи механизмов АКПП

На рисунке 19 показан сравнительный анализ диапазонов передаточных чисел семи механизмов АКПП.Замечено, что интервалы передаточных чисел новых АКПП (3) и (4) сильно колеблются, что означает, что характеристики переключения передач плохие. Существуют интервалы передаточных чисел больше 1,6 и меньше 1,1 для новых АКПП (2), (3), (4) и существующих АКПП 9HP и 9G-Tronic. Таким образом, интервалы передаточных чисел новых АТ (1) и 9Т50Е полностью соответствуют эмпирическому значению 1,1–1,6, что существенно влияет на плавность переключения передач и комфортное вождение.
Рисунок 19
Сравнительный анализ интервалов передаточных чисел семи механизмов АКПП

На рисунке 20 показан сравнительный анализ КПД трансмиссии семи механизмов АКП.Эффективность передачи всех AT удовлетворяет условиям ограничения. Помимо передачи заднего хода и 1-й передачи, КПД других передач новых АКПП относительно высок, что не сильно отличается от существующих АКПП.

No related posts.