Описание работы и устройство Коробка автомат

Рис.1. Комментариев: Для осознания сущности автоматической коробки сравним её с обычный механической коробкой. Разглядим кратко главные составляющие автоматической коробки и функции, которые они выполняют ( рис. 1) Главные составляющие автоматической коробки 1)Гидротрансформатор (ГТ) - соответствует сцеплению в механической коробки , но не просит конкретного управления со стороны водителя. 2) Планетарный ряд - соответствует блоку шестерен в механической коробке и служит для конфигурации передаточного дела в автоматической коробки при переключении передач. 4) Устройство управления - осуществляет контроль за переключением передач в коробки со интегрированной электронной системой управления. 3) Тормозная лента, передний фрикцион, задний фрикцион - составляющие, средством которых осуществляется переключение передач. Автоматическая коробка переключает передачи без помощи других в зависимости от скорости кара и обеспечивает водителю приятные и удобные условия для вождения кара. От водителя только требуется вручную выбрать направление движения машинки: вперёд либо назад. Гидротрансформатор (ГТ) (либо torque converter в забугорных источниках) служит для передачи вращающего момента конкретно от мотора к элементам автоматической коробки (АКП) и состоит из последующих главных частей (рис. 2): Рис. 2. - обгонная муфта (one - way clutch). Общее устройство гидротрансформатора Для иллюстрации принципа деяния ГТ как элемента, передающего вращающий момент, воспользуемся примером с 2-мя вентиляторами (рис.3). Один вентилятор (насос) включён в сеть и создаёт поток воздуха. 2-ой вентилятор (турбина) - выключен, но, его лопатки, воспринимая поток воздуха, создаваемого насосом, вращаются. Скорость вращения турбины меньше, чем у насоса, она вроде бы проскальзывает по отношению к насосу. Ежели применить этот пример по отношению к ГТ, то в нём в качестве вентилятора, включённого в сеть (насоса), выступает крыльчатка насосного колеса. Рис. 3. Опять возвратимся к иллюстрации с вентиляторами. Поток воздуха, вращающий лопатки вентилятора - турбины, рассеивается впустую в пространстве. Ежели же этот поток, сохраняющий значительную остаточную энергию, навести опять к вентилятору - насосу, он начнёт вращаться скорее, создавая наиболее мощнейший поток воздуха, направленный к вентилятору - турбине. Тот, соответственно, тоже начнёт вращаться скорее. Это явление понятно как преобразование (повышение) вращающего момента. Пример с вентиляторами Насосное колесо механически соединено с движком. В качестве выключенного вентилятора (турбины) выступает турбинное колесо, соединённое через шлицы с валом АКП. Подобно вентилятору - насосу, крыльчатка насосного колеса ГТ, вращаясь, создаёт поток, лишь уже не воздуха, а воды (масла). Поток масла, как и в случае с вентилятором - турбиной, принуждает вращаться турбинное колесо ГТ. В данном случае ГТ работает как обычная гидромуфта, только передавая средством воды вращающий момент от мотора на вал АКП, не увеличивая его. Повышение оборотов мотора не приводит к сколь - ни будь существенному повышению передаваемого вращающего момента. В ГТ в процесс преобразования вращающего момента кроме насосного и турбинного колёс включён статор, который изменяет направление потока воды. Подобно воздуху, вращавшему лопатки вентилятора - турбины, поток воды (масла), вращавший турбинное колесо ГТ, всё ещё владеет значимой остаточной энергией. Статор направляет этот поток обратно на крыльчатку насосного колеса, заставляя её вращаться скорее, увеличивая тем вращающий момент. Чем меньше скорость вращения турбинного колеса ГТ по отношению к скорости вращения насосного колеса, тем большей остаточной энергией владеет масло, возвращаемое статором на насос, и тем огромным будет момент, создаваемый в ГТ. Рис. 4. Статор ГТ вращается свободно Турбина постоянно имеет скорость вращения наименьшую, чем насос. Это соотношение скоростей вращения турбины и насоса очень при неподвижном каре и миниатюризируется с повышением его скорости. Так как статор связан с ГТ через обгонную муфту, которая может вращаться лишь в одном направлении, то, благодаря особенной форме лопаток статора и турбины поток масла направляется на обратную сторону лопаток статора (рис. 4), по этому статор заклинивается и остаётся неподвижным, передавая на вход насоса наибольшее количество остаточной энергии масла, сохранившееся опосля вращения им турбины. Таковой режим работы ГТ обеспечивает наивысшую передачу им вращающего момента. К примеру, при трогании с места ГТ наращивает вращающий момент практически втрое. Статор ГТ удерживается обгонной муфтой Рис. 5. По мере разгона кара проскальзывание турбины относительно насоса миниатюризируется и наступает момент, когда поток масла подхватывает колесо статора и начинает вращать его в сторону вольного хода обгонной муфты (см. рис. 5). ГТ перестаёт наращивать вращающий момент и перебегает в режим обыкновенной гидромуфты. В таком режиме ГТ имеет КПД, не превосходящий 85%, что приводит к выделению в нём лишнего тепла и, в конечном счёте, повышению расхода горючего движком кара. Для устранения этого недочета употребляется блокировочная плита (см. ). Она механически связана с турбиной, но, может передвигаться на лево и на право. Для её смещения на лево поток масла, питающий ГТ, подаётся в место меж плитой и корпусом ГТ, обеспечивая их механическую развязку, другими словами, плита в таком положении никак не влияет на работу ГТ. рис. 6а При достижении каром высочайшей скорости по особенной команде от устройства управления АКП поток масла меняется так, что он придавливает блокировочную плиту на право к корпусу ГТ ( см. рис. 6б Есть и остальные методы блокировки ГТ, но, сущность всех методов одна - исключить проскальзывание турбины относительно насоса. В забугорных источниках таковой режим работы ГТ именуется Lock - up ( лок - ап) ). Для роста силы сцепления на внутреннюю сторону корпуса наносится фрикционный слой. Происходит механическая блокировка насоса и турбины средством плиты. ГТ перестаёт делать свои функции. Движок жёстко связывается с входным валом АКП. Естественно, при мельчайшем торможении кара блокировка немедля выключается. Корпус ГТ выполняет ещё одну чрезвычайно важную функцию. С его помощью осуществляется привод масляного насоса АКП. Для этого употребляется доп валик, размещённый снутри вала турбины. С корпусом ГТ этот валик связан шлицевым соединением. Во почти всех АКП масляный насос вращается конкретно горловиной ГТ. 1) Необходимость планетарных рядов . - при преодолении каром подъёмов либо во время его резкого разгона в коробки нужно сделать вращающий момент больший, чем может сделать один ГТ; Хотя ГТ и способен наращивать вращающий момент, система планетарных рядов в АКП нужна по последующим причинам: - кар должен быть способен двигаться не только лишь вперёд, да и назад. 2) Планетарные ряды . Достоинства планетарной передачи заключаются в её компактности, использовании только 1-го центрального вала и в методе переключения передач, осуществляемом путём блокировки одних и разблокировании остальных частей планетарного ряда. В отличие от обычной механической коробки, в какой употребляются параллельные валы и сцепляющиеся меж собой шестерни, в автоматических трансмиссиях в подавляющем большинстве употребляются планетарные передачи. В каре с обычной механической коробкой шофер для переключения передач обязан повсевременно и поочередно выжимать педаль сцепления и отпускать педаль акселератора. Автоматическая коробка автоматом переключает передачи в необходимое время. Для этого водителю довольно манипулировать только педалью газа, нажимая либо отпуская её. Планетарная передача обеспечивает ровненькое, плавно, переключение скоростей движения кара без утрат мощности мотора, толчков и ударов, традиционно ассоциируемых с моментом переключения передачи в обычный коробки. Планетарный ряд (planetary gear, см. рис. 7) состоит из последующих частей: 3) Структура и теория планетарного ряда . - водила (carrier). Рис. 7. Принцип 2-й передачи в АКП Солнечная шестерня находится в центре. Сателлиты вращаются вокруг солнечной шестерни, в то время как она вращается вокруг собственной своей оси. Эпицикл обхватывает сателлиты, которые поддерживают водило. Все сателлиты вращаются сразу и в одном направлении. Планетарный ряд Рис. 8. Переключение скорости вращения в планетарном ряду происходит тогда, когда 2 из 3 - х частей планетарного ряда (солнечная шестерня, эпицикл, водило) находятся в определённых критериях - блокированы либо разблокированы в различной композиции. Что все-таки это за условия? Разглядим обычный пример. На рис. 8 показан шарик С меж досками А и В. Доска В зафиксирована бездвижно, а доска А двигается в направлении, показанном стрелкой. В данном случае шарик с двигается в том же направлении, что и доска А, лишь медлительнее её. Рис. 9. Ежели применить этот пример к планетарному ряду, то в качестве доски А выступит эпицикл, в качестве доски В - солнечная шестерня и в качестве шарика С - сателлиты. Ежели зафиксировать солнечную шестерню и повернуть эпицикл в направлении стрелки, сателлит будет вращаться в том же направлении, что и эпицикл. Но, как и в случае с досками и шариком, сателлит вращается медлительнее, чем эпицикл. Такое соотношение скоростей вращения эпицикла и сателлитов в планетарном ряду АКП осуществляется на 2-ой передаче Принцип 1-й либо пониженной передачи в АКП Подумаем, что произойдёт, ежели вынудить двигаться сателлиты, а, следовательно, и водило, ещё медлительнее. В прошлом примере доска В была зафиксирована, а доска А - двигалась. На этот раз будем медлительно двигать доску В в направлении, противоположном движению доски А. Как показано на рис. 9, шарик движется медлительнее, чем в прошлом случае. Что при всем этом происходит в планетарном ряде? Скорость, с которой водило (шарик) передвигается эпициклом (доской А), миниатюризируется по отношению к скорости вращающейся в обратном направлении солнечной шестерни (доски В). В итоге, скорость вращения водила меньше, чем в прошлом случае со 2-ой передачей. Такое соотношение скоростей водила и эпицикла осуществляется при включении в АКП первой либо пониженной (low gear) передачи. Принцип 3-й передачи в АКП Что произойдёт, ежели двигать доску А и доску В в схожем направлении и с схожей скоростью? Шарик С меж досками не может двигаться без помощи других, следовательно, он двигается вкупе с ними (рис. 10). Ежели в планетарном ряду эпицикл и солнечная шестерня вращаются в схожем направлении и с схожей скоростью, водило вращается в том же направлении и с той же скоростью. Такое соотношение скоростей данных частей планетарного ряда осуществляется при включённой третьей (drive) передаче. Рис. 10. Рис. 11. Принцип задней передачи в АКП Попробуем двигать доску В в направлении, показанном стрелкой (рис. 11). Шарик С остаётся неподвижным, вращаясь лишь вокруг собственной оси. В данном случае доска А двигается в направлении, противоположном направлению движения доски В. Применим эту ситуацию к планетарному ряду. Ежели водило зафиксировано и солнечная шестерня вращается по часовой стрелке (рис. 11), сателлиты вращаются и двигают эпицикл против часовой стрелки. В данном случае, ежели считать, что солнечная шестерня передаёт входной момент, а эпицикл - выходной, то применительно к автоматической коробки получим передачу заднего хода (reverse gear). Принцип 4-й передачи в АКП В конце концов зафиксируем доску В и будем двигать шарик С в направлении стрелки (рис. 12). Тогда доска А двигается с большей скоростью и в том же направлении, что и шарик. Опять применим эту ситуацию к планетарному ряду. Ежели солнечная шестерня (доска В) заблокирована, а водило (шарик С) вращается по часовой стрелке (рис. 12), сателлиты вращаются в том же направлении вокруг солнечной шестерни. Скорость вращения эпицикла складывается из своей скорости вращения сателлитов и скорости их вращения вокруг неподвижной солнечной шестерни. Иными словами, эпицикл вращается скорее, чем водило. Такое соотношение в коробки типично для четвёртой (overdrive) передачи. Рис. 12. Схема планетарного ряда Обычно, для переключения передач в 3 - высокоскоростной автоматической коробки употребляются 2 планетарных ряда, в 4 - высокоскоростной - 3 планетарных ряда, но бывают и исключения, к примеру, АКП AXOD (Ford). Разглядим механизмы, средством которых осуществляется блокировка разных частей планетарного ряда в АКП и, следовательно, включение (выключение) разных передач. Этими механизмами являются тормоза и фрикционы. Фрикцион - это механизм, средством которого подвижные элементы планетарного ряда блокируются меж собой. Тормоз - это механизм, средством которого осуществляется блокировка частей планетарного ряда на неподвижный корпус АКП. 1) Тормозная лента (brake band). Тормозная лента служит для временной блокировки частей планетарного ряда на корпус АКП. Невзирая на свои маленькие размеры, лента владеет очень мощной удерживающей способностью. Подобно тормозным башмакам, она употребляет для блокировки эффект самозажатия. Когда тормозная лента отпускается, толчок, возникающий при переключении передач, смягчается, так как элемент планетарного ряда, который удерживала лента, начинает вращаться в сторону, противоположную направлению приложения силы торможения ленты. Иными словами, когда лента отпускается, она стремится высвободить себя скорее. - невзирая на маленький размер, она владеет большой удерживающей способностью; Итак, перечислим главные плюсы тормозной ленты: - она смягчает толчки и удары, возникающие при переключении передач. Принцип деяния тормозной ленты. Рис. 13. Один конец тормозной ленты крепится бездвижно на корпусе АКП, иной - к поршню сервопривода. Когда масло подаётся в полость включения сервопривода (рис.13), поршень сервопривода, передвигаясь под давлением масла (по рисунку на лево), зажимает тормозную ленту, осуществляя тем блокировку элемента планетарного ряда. При подаче масла в полость отключения сервопривода давление масла в обеих полостях выравнивается, поршень сервопривода под действием возвратной пружины ворачивается в начальное положение (на право), тормозная лента высвобождается. Тормозная лента . 2) Система фрикционов (clutch system). Принцип деяния фрикционов. - хотя пакет фрикционов подвергается значимым перегрузкам, он не повлияет с таковыми же перегрузками на корпус АКП (в отличие от тормозной ленты, где огромные перегрузки концентрируются в месте его крепления к корпусу АКП). Пакет фрикционов состоит из частей, показанных на рис. 14. Входной вращающий момент передаётся с барабана (drum) на ведущие диски. Ведомые диски поддерживаются втулкой (hub), которая передаёт выходной вращающий момент. Поршень (piston) приводится в действие давлением масла. Двигаясь под давлением масла на право (по рисунку), поршень средством конического диска (dished plate) плотно придавливает ведущие диски пакета к ведомым. Заставляя их вращаться как единое целое и осуществляя передачу вращающего момента от барабана к втулке. Как давление масла падает, поршень под действием возвратной пружины (return spring) перемещается на лево, ведущие и ведомые диски разжимаются, вращающий момент через пакет больше не передаётся. Рис. 14. Даже когда фрикцион выключен, в барабане, который вращается с большой скоростью, масло, оставшееся меж барабаном и втулкой, отбрасывается под действием центробежной силы к внутренней стене барабана. Вследствие этого возникает остаточное давление масла, которое прикладывается к поршню, вынуждая его к перемещению и подвключению фрикциона. Это приводит к досрочному износу дисков и иным неприятностям. Есть 2 способа устранения подобного явления (рис. 15). Составные части фрикциона . Способ 1 . Употребляется контрольный шарик (check ball). Когда давления масла под поршнем нет (фрикцион выключен), центробежная сила вынуждает шарик переместиться со собственного седла (по рисунку - на лево), освобождая отверстие, через которое оставшееся в барабане масло вытекает из полости меж поршнем и барабаном наружу. Когда в эту полость подаётся масло (фрикцион врубается), его давление превосходит центробежную силу и шарик под давлением масла ворачивается на своё седло. Перекрывая отверстие для вытекания масла наружу. Масло из полости меж поршнем и барабаном вытекает наружу через отверстие (orifice). Воздух в эту полость поступает через секцию с контрольным шариком, которая поближе к оси вращения барабана. При таком методе при включении фрикциона постоянно будет маленькая утечка масла. Но, так как масляный насос поддерживает неизменное давление масла в гидравлической системе, таковая утечка не является неувязкой. Способ 2 . Рис. 15. Способы устранения подвключения выключенного фрикциона . Обгонная муфта может вращаться только в одном направлении. Она состоит из подвижного внутреннего кольца (inner race), зафиксированного внешнего кольца (outer race) и кулачков (рис.16). 3) Обгонная муфта (one - way clutch). Рис. 16. Обгонная муфта . Когда внутреннее кольцо вращается по часовой стрелке, оно проскальзывает через кулачок (см. рис. 16). Когда же внутреннее кольцо пробует вращаться против часовой стрелки, оно поднимает кулачок и он, заклиниваясь, не даёт кольцу способности вращаться в этом направлении. Принцип деяния. В отличие от шестерёнчатого насоса, производительность которого зависит от числа оборотов мотора, производительность лопастного насоса растет пропорционально числу оборотов мотора только до определённой величины этих оборотов. По достижении движком таковых оборотов количество масла, перекачиваемое лопастным насосом, больше не растёт, а составляет определённую постоянную величину (рис. 17), другими словами линейное давление в гидравлической системе коробки будет неизменным. Это уменьшает утраты мощности в системе, возникающие при перекачке большего, чем нужно, количества масла Рис. 17 а в канал b и дальше в канал контроля количества масла (volume control passage), откуда направляется в камеру переменного объёма (variable chamber) насоса. Кулачок (cam ring) эксцентрика под действием возросшего давления масла в камере поворачивается на ролике (pivot roller), сжимая пружину (spring) 1 и понижая величину эксцентриситета насоса. Следовательно, производительность насоса миниатюризируется, соответственно, миниатюризируется давление масла в магистрали. Принцип деяния лопастного масляного насоса переменной производительности заключается в последующем. Когда обороты мотора невелики, золотник насоса находится в положении, показанном на рис. 18а и 18б, и количество перекачиваемого насосом масла возрастает пропорционально росту числа оборотов мотора. При достижении определённой величины оборотов мотора давление Р преодолевает давление Р1, пружина (spring) 2 сжимается и золотник движется, как показано на рис. 18в и 18г. В данной позиции золотника масло перетекает из канала При работе масляного насоса масло закачивается из масляного поддона (oil pan) в каналы масляной магистрали. Слив лишнего масла в поддон через каналы А и В перекрыт золотником масляного клапана (рис. 19). Золотник удерживается в таком положении пружиной, когда количество перекачиваемого масла невелико. При увеличении числа оборотов мотора и, следовательно, масляного насоса, количество масла, проходящего через клапан регулировки давления, возрастает. Давление в полости С клапана возрастает, вынуждая золотник передвигаться вниз ( по рисунку), открывая канал для слива лишнего количества масла из полости А в полость В и дальше в поддон. Таковым образом, поддерживается неизменное давление масла, называемое линейным давлением. Масло под таковым давлением подаётся также в ГТ. рис. 19. 3) Дроссельный клапан (throttle valve). Клапан регулировки линейного давления масла. В целях обеспечения удобного вождения кара нужно обеспечить правильное соотношение линейного давления масла и перегрузки на движок. Это соотношение регулирует дроссельный клапан. Дроссельный клапан регулирует линейное давление, которое подаётся на клапаны переключения передач и балансируется в их давлением, создаваемым центробежным регулятором (governor - ом). В общем, дроссельный клапан связан с дроссельной заслонкой мотора и предназначен для определения перегрузки на движок и сотворения соответственного данной перегрузке давления масла в гидравлической системе. - механически соединённый с педалью акселератора (газа). Вакуумный дроссельный клапан (vacuum throttle valve) осуществляет свои функции через вакуумную диафрагму и шток. Разрежение, создаваемое при работе мотора в его впускном коллекторе, впрямую прикладывается к диафрагме дроссельного клапана. Степень разрежения обратно пропорциональна величине угла открытия дроссельной заслонки мотора. Принцип деяния вакуумного дроссельного клапана таков. Разглядим кратко любой из этих типов. Шток клапана прижимается вниз силой Fs, которая возникает вследствие различия силы пружины и силы разрежения, приложенной к диафрагме (рис. 20). Сила Fs уравновешена силой давления масла Ft, направленной ввысь. Канал поступления доп количества масла от масляного насоса перекрыт. При нажатии на педаль акселератора дроссельная заслонка раскрывается, разрежение во впускном коллекторе мотора миниатюризируется, соответственно, возрастает сила Fs, которая, преодолевая силу давления масла Ft, перемещает шток дросселя вниз, открывая проход для доп количества масла от масляного насоса. Давление на выходе дроссельного клапана возрастает. Рис. 20. Механический дроссельный клапан (mechanical throttle valve). Вакуумная диафрагма. Принцип деяния. При нажатии на педаль акселератора механически связанный с ней кулачок дроссельного клапана, поворачиваясь, передвигает на право плунжер, который, в свою очередь, сжимает пружину А. Под действием пружины А золотник также перемещается на право, открывая канал 7 поступления масла от магистрали (линейное давление). Линейное давление, поступающее через канал 7, поступает и на выход 20 дросселя (рис. 21а). Потому что давление масла в клапане возрастает, золотник под сиим давлением перемещается на лево, сжимает пружину А и перекрывает канал 7 ( рис. 21б). Давление в канале 20 дросселя падает. Как давление в канале 20 упадёт до определённой величины, золотник опять перемещается на право пружиной А, открывая канал 7 поступления линейного давления масла. Таковым образом, дроссельный клапан регулирует давление неизменным перемещением золотника на право - на лево под действием давления масла и пружины А. Сила пружины А зависит от степени нажатия педали акселератора, другими словами в нашем случае от угла поворота кулачка. Когда кулачок поворачивается на больший угол, пружина А сжимается плунжером клапана посильнее, потому и сила её увеличивается, соответственно будет нужно большее давление в канале 20 дросселя, чтоб преодолеть силу пружины А и переместить золотник клапана. В итоге, пружина А создаёт баланс меж педалью газа и давлением на выходе дроссельного клапана. Механический дроссельный клапан. Рис. 21. 4) Центробежный регулятор (governor), давление регулятора (governor pressure). Давление центробежного регулятора - это давление масла, которое зависит от скорости кара. Регулятор отправляет сигналы в виде разных значений давления масла на клапаны переключения передач (1 - 2, 2 - 3, 3 - 4) для их автоматического включения (выключения). Тип А (рис. 22). Есть 2 типа регуляторов. Масло, проходя через центр вала в узле регулятора, передвигает золотник по направлению к валу, открывая канал слива масла. Золотник в регуляторе выполняет 2 функции - выступает как элемент, распределяющий потоки масла, и как груз, который может передвигаться под действием центробежной силы. Как скорость вращения регулятора возрастает, центробежная сила, возникающая в нём, принуждает золотник передвигаться от вала и закрывать канал слива масла. Давление масла в канале А растет Рис. 22. Чувствительность регулятора достаточна при высочайшей скорости кара, но недостаточна при низкой. Потому в регуляторе инсталлируются 2 золотника (груза) - первичный и вторичный. Наиболее тяжёлый первичный золотник работает при малых скоростях кара. При достижении каром определённой скорости первичный золотник становится неэффективным и в работу вступает вторичный золотник. Это даёт возможность регулировать давление регулятора практически в прямой зависимости от скорости кара, будь она низкой либо высочайшей. График зависимости давления, создаваемого центробежным регулятором, от скорости кара показан на рис. 23б. Центробежный регулятор типа А. Тип В (рис. 23а). Клапан регулятора создаёт своё давление от линейного давления. Когда скорость кара невелика, основной и вспомогательный грузы, поднимаясь под действием центробежной силы в направлении стрелки, нажимают на золотник и он перемещается вниз, перекрывая канал слива масла и открывая канал для линейного давления масла. Давление на выходе регулятора быстро возрастает до того времени, пока первичный груз не упрётся в ограничитель. 1 - я ступень регулирования. 2 - я ступень регулирования. При высочайшей скорости кара передвигается лишь вторичный груз. Величина перемещения золотника при всем этом меньше, соответственно, давление регулятора увеличивается медлительнее. Центробежный регулятор типа В . Рис. 23а. 5) Ручной клапан (manual valve). Ручной клапан предназначен для реализации команд, поступающих конкретно от водителя: ехать вперёд, назад либо парковать машинку. Для передачи собственных команд в коробку шофер употребляет рычаг переключения передач, который в нашем примере быть может установлен в последующие позиции: P, R, N, D, 2 и 1 (рис. 24). Ручной клапан. Рис. 24. Рычаг переключения передач механически связан с ручным клапаном. В свою очередь, ручной клапан направляет масло в определённые каналы гидравлической системы коробки, надлежащие каждому положению рычага переключения передач. Давление масла, которое проходит через ручной клапан, является линейным давлением и регулируется клапаном регулировки давления масла. Что происходит с каром при разных положениях рычага переключения передач? R (Reverse). Осуществляется движение кара задним ходом. Р (Park). Коробка в нейтральном положении, выходной вал механически зафиксирован. Движок быть может запущен. N (Neutral). Коробка в нейтральном положении. Движок быть может запущен. D (Drive). Движение вперёд на 1 - ой, 2 - ой, 3 - ей передачах (при 3 - высокоскоростной АКП). 2 (Second). Движение вперёд, зафиксированное на 2 - ой передаче. О (Overdrive). Движение вперёд на 1 - ой, 2 - ой, 3 - ей и 4 - ой передачах ( при 4 - высокоскоростной АКП). 1 (Low). Движение вперёд, на 1 - ой передаче. В большинстве АКП клапан регулировки линейного давления масла и ручной клапан находятся в одном узле - клапанном устройстве (valve body). Рис. 25. В разделе "О тормозах и фрикционах" уже разъяснялось, что изменение передаточного числа планетарного ряда, другими словами переключение передач, осуществляется путём блокирования и разблокирования разных частей планетарного ряда при помощи тормозных лент и фрикционов. В зависимости от критерий вождения, данных водителем путём выбора определённого положения ручного клапана, клапаны переключения передач приводят в действие тормоза и фрикционы, которые заблокируют (разблокируют) нужные для включения (выключения) определенной передачи элементы планетарного ряда АКП ( рис. 25) В таблице, приведенной ниже, показано, какие в общем случае тормоза и фрикционы задействуются при выборе определённого положения ручного клапана, при включении разных скоростей, также передаточное отношение в коробки при включении различных передач (задействованные элементы отмечены знаком " + "): Сейчас разглядим на общем примере кратко работу гидравлической системы трансмиссиипри включении разных передач. При выборе водителем положения D ручного клапана линейное давление масла, нагнетаемое масляным насосом, подаётся от полосы 7 в линию 1 (рис. 26) и прикладывается к заднему фрикциону, включая его. Включённый задний фрикцион и обгонная муфта обеспечивают блокировку частей планетарного ряда, нужных для включения данной передачи. Положение D (1 - я передача). Рис. 26. Работа гидравлической системы автоматической коробки при включении 1-й передачи . Когда скорость кара возрастает, возрастает давление, создаваемое регулятором, что приводит к включению клапана переключения 1 - 2 передачи. При включении этого клапана линейное давление от полосы 1 (рис. 27) через полосы 8 и 9 подаётся в полость включения сервопривода тормозной ленты. При зажатии тормозной ленты соединительный элемент блокируется на корпус АКП. Положение D (2 - я передача). Рис. 27. Работа гидравлической системы автоматической коробки при включении 2-й передачи . С предстоящим ускорением кара давление, создаваемое регулятором, становится достаточным для включения клапана переключения 2 - 3 передачи. При включении этого клапана линейное давление через полосы 3 и 10 прикладывается к переднему фрикциону и в полость выключения сервопривода тормозной ленты (рис. 28). Тормозная лента отпускается, блокировку нужных частей планетарного ряда осуществляют передний и задний фрикционы. Положение D (3 - я передача). Рис. 28. Работа гидравлической системы автоматической коробки при включении 3-й передачи . Приведенный пример носит общий нрав. Для каждой определенной АКП характерны свои передаточные дела при переключении передач, свои тормоза, фрикционы и элементы планетарных рядов, которые обеспечивают включение (выключение) каждой передачи. Примечание. Принцип деяния клапана переключения передач. В зависимости от критерий вождения кара АКП выполняет те же самые операции, что и шофер при вождении кара с обыкновенной коробкой, другими словами включает завышенную передачу при разгоне кара, включает пониженную передачу при торможении кара, преодолении им крутых подъёмов либо при перевозке каром огромных грузов. Представим, что дроссельная заслонка мотора открыта на определённый угол и кар движется на низкой передаче. При данной для нас передаче суммарная составляющая силы пружины В гидравлической системе АКП механизмом, который конкретно осуществляет переключение передач, является клапан переключения передач. В 3 - высокоскоростной АКП таковых клапанов 2: переключения с 1 - ой на 2 - ю и переключения со 2 - ой на 3 - ю передачу. В 4 - высокоскоростной АКП к упомянутым двум клапанам добавляется 3-ий: переключения с 3 - й на 4 - ю передачу. Разглядим принцип деяния клапана переключения передач. Fa , давления, создаваемого дроссельным клапаном Fb и линейного давления Fc , прикладываемых к золотнику клапана переключения передач, вынуждает его передвигаться на право (рис.29). При увеличении скорости кара пропорционально возрастает давление Fa , Fd , создаваемое центробежным регулятором, которое, преодолевая суммарное действие сил Fb и Fc , вынуждает золотник передвигаться на лево. При определённой величине давления Fd золотник переместится на лево так, что раскроется канал, через который линейное давление масла поступит к исполнительным механизмам (тормозам и фрикционам), включающим последующую завышенную передачу. Как скорость кара уменьшится, давление Fa , Fd , создаваемое центробежным регулятором, также уменьшится и золотник клапана под действием сил Fb и Fc опять переместится на право, перекрывая канал для линейного давления масла. Завышенная передача выключится. При торможении кар перебегает на пониженную передачу на скорости, которая приблизительно на 5 км/ч меньше скорости перехода от данной пониженной передачи на последующую завышенную. Это улучшает управляемость каром и понижает расход горючего. Принцип деяния клапана переключения передач. Рис. 29. 1) Клапан подстройки линейного давления масла (pressure modifier valve). Вращающий момент, передаваемый фрикционами коробки при разгоне кара, различается от момента, передаваемого при движении с неизменной скоростью. Давление масла, нужное для включения фрикциона при неизменной скорости кара, меньше давления, нужного для включения фрикциона при разгоне кара. Как скорость кара и давление 15 центробежного регулятора уменьшаются, сила пружины и давление 16 дроссельного клапана преодолевают давление 15 и золотник клапана подстройки давления масла опять перемещается на право. Масло, создающее давление 18 дроссельного клапана, идёт на слив через секцию пружины. Итак, золотник клапана подстройки линейного давления перемещается лишь тогда, когда давление центробежного регулятора больше давления дроссельного клапана. Для сотворения нужного давления в гидравлической системе употребляется клапан подстройки линейного давления (рис.30), подстраивающий линейное давление до подходящей величины. Когда давление 15, создаваемое центробежным регулятором и воздействующее на правую сторону золотника клапана подстройки давления, невелико, давление 16, создаваемое дроссельным клапаном плюс сила пружины, вынуждает золотник клапана подстройки передвигаться на право. В итоге, проход масла из магистрали 16 (давление дроссельного клапана) в магистраль 18 (линейное давление) перекрыт. С ускорением кара возрастает давление 15 центробежного регулятора. Давление 15 преодолевает давление 16 дроссельного клапана и силу пружины и перемещает золотник клапана подстройки давления на лево. Давление 16 поступает в магистраль 18 и, воздействуя на высшую часть клапана регулировки давления масла, уменьшает линейное давление масла 7. Рис. 30. 2) Батарея (accumulator). Рис. 31. Поршень аккума уменьшает удары при переключении передач, когда врубаются фрикционы либо тормозная лента. Традиционно линейное давление повлияет на удерживающую сторону поршня, вынуждая его прижиматься вниз (рис. 31). Когда линейное давление прикладывается к упомянутым фрикционам и тормозу, оно сразу повлияет на рабочую поверхность поршня, вынуждая его подниматься ввысь. Часть энергии масла при всем этом пропадает, что и смягчает удары при переключении передач. Принцип деяния аккума. 3) Соленоид кикдауна (kickdown solenoid). Рис. 32. Соленоид кикдауна приводится в действие при резком нажатии водителем педали акселератора. Когда шофер быстро и на сто процентов надавливает на педаль акселератора, переключатель соленоида замыкается ею (рис. 32). Напряжение подаётся на соленоид, по этому шток соленоида выдвигается наружу, открывая так именуемый клапан кикдауна. Линейное давление 7 подаётся в линию 13 и включает клапаны переключения 1 - 2 и 2 - 3 передач. При отпускании педали соленоид обесточивается и в таком состоянии шток соленоида и клапан кикдауна удерживаются пружиной таковым образом, что проход меж линиями 4 и 13 открыт, а меж линиями 7 и 13 закрыт (см. рис. 28). Линейное давление 4 в данном случае через канал 13 подаётся на клапаны переключения 1 - 2 и 2 - 3 передачи, где оно преодолевает давление 15 центробежного регулятора. В итоге в АКП происходит переключение с высшей передачи на низшую (см. принцип работы клапана переключения передач в разделе "Переключение передач в АКП"). Соленоид кикдауна. 1) Переключатель блокировки зажигания (inhibitor switch). 2) Парковочный механизм (parking mechanism). Переключатель блокировки зажигания (рис. 33) механически связан с рычагом переключения передач и является частью электрической цепи включения стартера мотора кара. В целях сохранности он препятствует запуску стартера и, соответственно, мотора, когда рычаг переключения передач не стоит в положении Р (паркинг) либо N (нейтраль). Данный переключатель также употребляется для включения задних габаритов кара, свидетельствующих о его торможении. Парковочный механизм механически перекрывает АКП в целях предотвращения скатывания кара при его парковке. Принцип деяния. Во всех остальных положениях рычага переключения передач, не считая Р, парковочный упор удерживается от зацепления с парковочной шестерней возвратной пружиной (return spring). При установке рычага переключения передач в положение Р ручной вал (manual shaft) и пластинка (plate), поворачиваясь в направлении стрелки, передвигают шток (rod) блокировки через вспомогательный рычаг (parking assist lever) в направлении, показанном на рис. 34. Шток повлияет на кулачок (cam), который толкает парковочный упор (parking pawl) ввысь и упор заходит в зацепление с парковочной шестерней (parking gear) АКП. Рис. 34. Парковочный механизм . Рис. 35. Общественная схема автоматической коробки с электронными средствами управления и контроля приведена на рис. 35. Схема электронноуправляемой автоматической трансмисси. ЭУ - коробка может работать в 3-х режимах: ECONOMY, POWER и HOLD, которые выбираются водителем (рис.36). Работа таковой коробки контролируется электронным блоком управления и контроля (компом, иными словами) и разными датчиками (см. рис.35). Переключатели режимов работы ЭУ-трансмиссии. Рис. 36. Режим ECONOMY. Режим POWER. Режим HOLD. В этом режиме время переключения передач затянуто с целью обеспечения скорого разгона кара. В этом режиме при рычаге переключения передач, установленном в положение D, в коробки повсевременно включена 3-я передача (переключается на 2-ю при скорости кара меньше, чем 20 км/ч). Соответственно, при рычаге переключения передач, установленном в положение 2, повсевременно включена 2-я передача, в положение 1 - 1-я передача. Таковая изюминка ЭУ - коробки полезна тем, что дозволяет использовать торможение движком при спусках с уклонов. Режим HOLD автоматом отключается при выключении зажигания кара. Главные электронные средства управления и контроля в ЭУ-трансмиссии. Датчик турбины с зубчатым колесом выдаёт сигнал, величина которого зависит от скорости вращения турбины в гидротрансформаторе коробки (рис.37). Этот сигнал является основным в системе управления параметрами в ЭУ-трансмиссии. 1) Импульсный генератор. Рис. 37. Импульсный генератор. 2) Датчик положения дроссельной заслонки. Чувствительный ротор установлен на входном валу турбины ГТ и имеет несколько выступов на собственной рабочей поверхности. При вращении ротора в момент прохода каждого выступа над датчиком турбины датчик выдаёт в электронный блок управления и контроля импульсный сигнал. Блок по частоте следования импульсов описывает скорость вращения турбины ГТ. Датчик представляет собой переменный резистор. Он состоит из рычага, установленного соосно дроссельной заслонке, и переменного резистора для определения степени открытия дроссельной заслонки (рис.38). Сигнал, пропорциональный степени открытия дроссельной заслонки мотора, посылается в электронный блок управления и контроля. Данный датчик является также датчиком электронной системы впрыска горючего. Рис. 38. Датчик холостого хода. Переключение передач и блокировка (lock-up) ГТ в ЭУ-трансмиссии основываются на электрических сигналах, поступающих в электронный блок управления и контроля от импульсного генератора и датчика положения дроссельной заслонки. Датчик холостого хода в датчике положения дроссельной заслонки (рис.38) врубается, когда дроссельная заслонка мотора вполне закрыта. Во всех других её положениях этот датчик выключен. Датчик также употребляется как ограничитель хода дроссельной заслонки. Сигналы от датчика посылаются в электронный блок управления и контроля. 3) Соленоид. Когда напряжение подаётся на обмотку соленоида, шток соленоида поднимается ввысь и открывает канал для слива масла (рис. 39б). Масло, воздействующее на клапан переключения передач АКП, соединяется и золотник клапана под действием пружины перемещается на право, изменяя направление потоков масла, которые включают (выключают) надлежащие тормоза и фрикционы АКП. Принцип деяния. Рис. 39б. Соленоид включен . Рис. 39а. Когда напряжение на обмотке соленоида отсутствует, шток соленоида перекрывает канал для слива масла (рис.39а). Давление масла, воздействующее на клапан переключения передачи, преодолевает давление пружины и принуждает золотник клапана передвигаться на лево. Соленоид выключен. Есть также соленоиды, в каких применяется обратная вышеописанной схема их открытия и закрытия, другими словами при подаче напряжения на обмотку соленоида канал для слива масла закрывается, а при обесточивании соленоида - канал раскрывается.