Il dispositivo di trasmissione automatica di un'auto e il principio di funzionamento. Tipi di trasmissione automatica

2024 Autore: Erin Ralphs | [email protected]. Ultima modifica: 2024-02-19 17:04

Di recente, le trasmissioni automatiche stanno guadagnando sempre più popolarità. E ci sono ragioni per questo. Una tale scatola è più facile da usare e non richiede un "gioco" costante con la frizione negli ingorghi. Nelle grandi città, un tale posto di blocco è tutt' altro che raro. Ma il dispositivo di trasmissione automatica è significativamente diverso dalla meccanica classica. Molti automobilisti hanno paura di prendere le auto con una scatola del genere. Tuttavia, i loro timori non sono giustificati. Con il corretto funzionamento, una trasmissione automatica durerà non meno della meccanica. Ma per capirlo meglio, dovresti studiare in dettaglio il dispositivo del cambio automatico di un'auto. Ne parleremo nell'articolo di oggi.

Varietà

Ci sono diversi tipi di queste scatole. Quindi, distinguono:

• Trasmissione automatica idromeccanica.
• Robotica (DSG).
• Variatore.

Quali sono le caratteristiche di ciascuno di essi? Considera di seguito.

ClassicoCambio automatico

La trasmissione idromeccanica è il tipo più comune di trasmissione automatica. Il dispositivo di tale scatola presuppone la presenza di un convertitore di coppia, un cambio manuale e un sistema di controllo. Ma questo design è praticato sui veicoli a trazione posteriore. Se si tratta di un'auto a trazione anteriore, il differenziale è incluso anche nel dispositivo di trasmissione automatica e nell'ingranaggio principale.

Il convertitore di coppia (colloquialmente noto come "ciambella") è l'unità principale di questa trasmissione. Serve per cambiare e trasmettere la coppia dal volano motore al cambio manuale. La ciambella serve anche a smorzare le oscillazioni e le vibrazioni che si verificano durante il trasferimento delle forze di rotazione dal motore a combustione interna.

Convertitore di coppia composto da più ruote. Questo è:

• Turbina.
• Reattore.
• Ruota della pompa.

Il design include anche due frizioni: bloccaggio e ruota libera. Tutti questi dettagli sono racchiusi in una custodia toroidale separata, che sembra una ciambella (da cui il nome specifico).

La ruota della pompa è collegata all'albero motore del motore. La turbina interagisce con una trasmissione manuale. Tra questi due elementi c'è la ruota del reattore. Esso, a differenza di tutti gli altri, è immobile. Ogni ruota del trasformatore idraulico della trasmissione automatica ha lame tra le quali passa il fluido ATP di lavoro.

La frizione di blocco del cambio automatico è progettata per bloccare il GTF (ciambella) in modalità di funzionamento specifiche del motore a combustione interna. Senza frizione(indicato anche come overrunning) ruota la ruota del reattore nella direzione opposta.

GTF funziona

Si effettua a ciclo chiuso. Quindi, il liquido ATP inizia a fluire dalla pompa alla turbina e quindi alla ruota del reattore a causa della speciale forma delle pale, la portata dell'olio inizia a crescere costantemente. Il fluido ATP fa girare più velocemente la ruota della pompa. Ciò aumenta la forza di coppia. A proposito, il suo parametro massimo viene raggiunto alle velocità minime. Ciò è necessario affinché l'auto inizi a muoversi senza intoppi anche sotto carico. Quando l'auto inizia a prendere velocità, la frizione si innesta e il convertitore di coppia si blocca. In questa situazione viene eseguita una trasmissione diretta della coppia. Vale la pena notare che la frizione di blocco è attivata nel cambio automatico in tutte le marce, inclusa la retromarcia.

Le auto moderne utilizzano una frizione antis altellamento. Questa modalità impedisce al meccanismo di bloccarsi completamente, il che ha un effetto positivo sul consumo di carburante e su una guida fluida.

Ingranaggio planetario

Questo gruppo funziona come una trasmissione manuale. Il cambio può essere progettato per quattro, sei, sette o otto velocità. In rari casi, viene utilizzato un cambio automatico a nove marce (ad esempio, sulle auto Land Rover).

Continuiamo a studiare il dispositivo di trasmissione automatica. L'ingranaggio planetario è costituito da più ingranaggi sequenziali. Formano un ingranaggio planetario. Ognuna delle velocità ne include diversearticoli:

• La corona dentata.
• Satelliti.
• Attrezzatura solare.
• Vettore.

Come avviene il cambio di coppia? Studiando il dispositivo del convertitore di coppia del cambio automatico, va notato che questa operazione viene eseguita utilizzando diversi elementi del gruppo di ingranaggi epicicloidali. Questo era il vettore, così come due marce (sole e corona). Il blocco di quest'ultimo consente di aumentare il rapporto di trasmissione. L'ingranaggio solare, al contrario, riduce questo rapporto. E il vettore cambia il senso di rotazione degli elementi.

Il blocco viene eseguito con le frizioni. Questo è un tipo di freno che trattiene alcune parti del cambio collegandole alla scatola del cambio. A seconda della marca dell'auto (“Mazda” è questa o “Ford”), il dispositivo di cambio automatico presuppone la presenza di un freno a fascia o multidisco. Si chiude con cilindri idraulici. Questi ultimi sono controllati dal modulo di distribuzione. Una frizione unidirezionale viene utilizzata per impedire al supporto di ruotare nella direzione opposta.

Sistema elettronico

Il dispositivo e il funzionamento del cambio automatico di un'auto moderna sono impossibili senza un sistema di controllo elettronico. Include:

• Unità di controllo.
• Sensori di ingresso.
• Selettore trasmissione automatica (considereremo il suo dispositivo in seguito).
• Modulo di distribuzione.

Nota che l'elenco degli elementi di input è piuttosto ampio. Quindi, questo include i sensori:

• Posizioni del pedale dell'acceleratore.
• Temperature del liquido ATP.
• Velocità dell'albero di ingresso e di uscita.
• Posizioni del selettore marce automatico.

La centralina del cambio automatico elabora continuamente i segnali che provengono da questi elementi e genera impulsi di comando per gli attuatori. Questa unità comunica con la ECU del motore.

Il modulo di distribuzione attiva le frizioni a frizione e controlla il flusso del fluido ATP nella trasmissione. Questo modulo è costituito da cursori di controllo ed elettrovalvole azionate meccanicamente. Queste parti sono racchiuse in una custodia di alluminio separata e sono interconnesse da canali.

Un elemento importante nella trasmissione automatica Honda sono i solenoidi. Sono anche chiamate elettrovalvole. Sono necessari per regolare la pressione dell'olio della trasmissione. E le bobine eseguono la modalità operativa della scatola. Gli elementi sono azionati dalla leva del cambio automatico.

Poiché l'olio ATP è il principale fluido di lavoro, nel dispositivo di qualsiasi cambio automatico è prevista una pompa a ingranaggi. Funziona dal mozzo del convertitore di coppia ed è la base del sistema idraulico del cambio. Per raffreddare l'olio nel dispositivo di trasmissione automatica Mercedes, è previsto uno speciale scambiatore di calore. Questo è un piccolo radiatore che si trova davanti all'auto. Su alcuni modelli, è racchiuso nel radiatore del liquido di raffreddamento del motore principale.

Selettore trasmissione automatica

È questa parte che controlla direttamente la trasmissione automatica. Esistono diverse modalità di trasmissione automatica:

• Parcheggio.
• Reverse.
• Neutrale.
• Guida (vai avanti).

Su alcune auto Nissan, il dispositivo di trasmissione automaticapresuppone la presenza di una modalità sportiva. Per accenderlo è necessario portare il selettore del cambio in posizione S. La modalità differisce in quanto il cambio marcia viene effettuato a regimi motore più elevati. Ciò si traduce in una maggiore coppia e velocità del veicolo. Se consideriamo la Qashqai Nissan, il dispositivo di cambio automatico presuppone anche la presenza di una modalità di cambio manuale. Tale scatola si chiama "Tiptronic".

Trasmissione robotica DSG

Questo è uno sviluppo della preoccupazione Volkswagen-Audi. Questo checkpoint è apparso a metà degli anni 2000 ed è installato sulla maggior parte delle auto Skoda e Audi, nonché sulle Volkswagen (inclusa la Tuareg).

Una caratteristica fondamentale del DSG automatico è il cambio rapido delle marce senza interruzione del flusso di potenza. Ciò consente di aumentare le prestazioni e l'efficienza della trasmissione. Le auto con DSG hanno una buona dinamica di accelerazione. Allo stesso tempo, hanno un consumo di carburante inferiore rispetto ai classici convertitori di coppia.

Il design e il funzionamento di questo tipo di cambio automatico differiscono in modo significativo dal cambio precedente. Quindi, non c'è la solita "ciambella". La trasmissione della coppia avviene tramite l'utilizzo di due frizioni. Inoltre, su questo tipo di cambio automatico può essere installato un dispositivo antifurto.

Trasmissione DSG

Include:

• Volano a doppia massa.
• Due file di ingranaggi.
• Trasmissione finale e differenziale.
• Sistema di controllo elettronico.
• Doppiafrizione.

È tutto racchiuso in una scatola di metallo. Se parliamo di doppia frizione, garantisce che la potenza venga trasmessa contemporaneamente alla seconda e alla prima fila di marce. Se si tratta di un DSG a sei velocità, la scatola ha una piastra di trasmissione (è collegata a un volano a doppia massa tramite un mozzo di ingresso) e frizioni a frizione. Questi ultimi sono collegati ai treni di ingranaggi tramite l'hub principale.

A proposito, il tipo di frizione potrebbe differire sulla scatola DSG. Se è un sei marce, il design utilizza una frizione a bagno d'olio. L'olio fornisce non solo la lubrificazione, ma anche il raffreddamento dei dischi di attrito. Ciò aumenta significativamente la risorsa degli aggregati.

Se parliamo della trasmissione a sette marce, qui viene applicato uno schema a secco. Ciò riduce notevolmente la quantità di olio utilizzato. Se nel primo caso il funzionamento del DSG richiedeva almeno sei litri e mezzo, nel secondo non più di due. La pompa che pompa il lubrificante è elettrica. Questo progetto, secondo gli esperti, è meno affidabile e non ha una risorsa elevata.

Per quanto riguarda le marce, la prima è responsabile del funzionamento della retromarcia e delle velocità dispari. Il secondo serve per controllare anche le marce. Ciascuna delle file è un albero secondario e primario con una specifica serie di ingranaggi. L'elemento primario è completo e coassiale e gli ingranaggi sono rigidamente collegati all'albero. Allo stesso tempo, gli ingranaggi secondari ruotano liberamente. Anche nel design ci sono sincronizzatori. Facilitano l'inserimento di una particolare velocità nel checkpoint. Perl'auto potrebbe arretrare, nel box DSG è previsto un albero intermedio, è dotata di retromarcia.

Il cambio marcia è controllato dall'elettronica. Comprende vari sensori, un'unità di controllo e un'unità elettroidraulica con una massa di attuatori. Il modulo di controllo si trova nel basamento del cambio robotizzato automatico. Durante il funzionamento del cambio, i sensori analizzano la velocità degli alberi in uscita e in ingresso, la pressione dell'olio, la posizione delle forcelle del cambio e la temperatura del lubrificante. Sulla base di questi segnali, la ECU implementa l'uno o l' altro algoritmo di controllo.

Grazie al blocco si controlla il circuito idraulico del cambio. Questo sistema include:

• Bobine di distribuzione. Sono azionati dalla leva del cambio.
• Elettrovalvole. Questi elementi sono usati per cambiare velocità.
• Valvole di controllo della pressione. Grazie a loro, la frizione a frizione funziona.

Gli ultimi due componenti si riferiscono ai comandi degli attuatori del cambio robotizzato.

Inoltre, il design di questa scatola prevede un multiplexer. Consente di comandare cilindri oleodinamici con elettrovalvole. Sorprendentemente, il numero dei primi è il doppio di quello dei secondi. Pertanto, nella posizione iniziale dell'elemento vengono azionati alcuni cilindri idraulici, e nella posizione di lavoro altri.

L'algoritmo della trasmissione robotica consiste nella commutazione sequenziale di più marce. Quindi, quando l'auto inizia a muoversi, la prima, la secondagià impegnato con il secondo disco. Dopo una serie di determinati giri, si verifica una commutazione istantanea. Dopotutto, il sistema non ha bisogno di selezionare l'uno o l' altro albero: gli ingranaggi hanno già iniziato a funzionare.

Dove viene utilizzato questo cambio? Fondamentalmente, il DSG viene utilizzato su auto di classe B, C e D. Per molti aspetti, tutto dipende dalle caratteristiche tecniche del motore stesso. Quindi, un cambio a sei velocità è in grado di sopportare una coppia di 350 Nm. E il DSG a sette bande è solo 250. Pertanto, una tale scatola non è installata su auto potenti.

Variatore

Questo è un tipo di cambio automatico relativamente nuovo, anche se le prime copie iniziarono ad essere utilizzate già nel 59° anno. Quindi, la prima vettura con cambio variabile è stata la Daf. Inoltre, questo schema iniziò ad essere praticato da produttori come Ford e Fiat. Tuttavia, questa scatola è stata ampiamente utilizzata solo 10 anni fa. Ora questo cambio è utilizzato sulle auto:

• Mercedes.
• Subaru.
• Toyota.
• Nissan.
• Audi.
• Ford.
• Honda.

La caratteristica fondamentale è che non ha ingranaggi di per sé. Il variatore è una trasmissione a variazione continua che fornisce un cambio graduale dei rapporti di trasmissione man mano che il veicolo accelera. Il vantaggio principale di un tale cambio è il coordinamento ottimale del carico sull'auto con la velocità dell'albero motore. Ciò si traduce in un'elevata efficienza del carburante e produttività. Anche la scorrevolezza della corsa è notevolmente migliorata, perché qui sono esclusi i jerk durante l'accelerazione dinamica.

L'auto prende velocità rapidamente, senza sussulti, nel modo più fluido possibile. Ma a causa di alcune restrizioni su coppia e potenza, le trasmissioni automatiche variabili vengono utilizzate solo su auto e alcuni crossover. Inoltre, il costo dell'auto sul variatore aumenta notevolmente, poiché questa trasmissione è piuttosto high-tech.

Dispositivi e tipi

Ci sono solo due tipi di queste trasmissioni. Questo è un variatore toroidale e cinghia trapezoidale. Quest'ultimo è il più utilizzato. Ma indipendentemente dal tipo, hanno lo stesso dispositivo (il cambio automatico Toyota non fa eccezione). Quindi, il design include:

• Trasmissione CVT.
• Meccanismo che trasmette la coppia.
• Sistema di controllo.
• Meccanismo per disinnestare il cambio e per inserire la retromarcia.

Affinché la scatola possa percepire e trasmettere la coppia, vengono attivati i seguenti meccanismi di frizione:

• Centrifuga automatica. Usato su CVT Transmatic.
• Multidisco bagnato. Questi sono i variatori Multimatic.
• Elettronica (scatole "Hyper" utilizzate su alcune auto giapponesi).
• Convertitore di coppia. Gli esempi includono le trasmissioni Extroid, Multidrive e Multimatic.

L'ultimo tipo di connessione è la più popolare e ricca di risorse. Si noti che la stessa trasmissione del cambio variabile può essere a cinghia oa catena.

Il primo tipo consiste in una o due trasmissioni a cinghia. anche inIl dispositivo di trasmissione automatica Toyota include due pulegge. Questi ultimi formano una sorta di dischi conici che sono in grado di allontanarsi e allontanarsi. Pertanto, il diametro della puleggia viene modificato. Per avvicinare i coni, nel dispositivo di trasmissione automatica Mazda sono previste molle speciali (a volte viene utilizzata la forza centrifuga). Il disco conico ha un angolo di inclinazione di 20 gradi. Ciò consente alla cinghia di trasmissione di muoversi con una resistenza minima.

Una catena di metallo viene utilizzata sui CVT Multitronic. È costituito da più piastre collegate da assi. Questo design ha una buona flessibilità. Il raggio di curvatura è fino a 25 millimetri. A differenza di un variatore a cinghia, un variatore a catena prevede la trasmissione della coppia con punto di contatto delle piastre con i dischi. In queste aree si verificano alte tensioni. Grazie a questo schema si garantisce la minima perdita di trasmissione della coppia e la migliore efficienza. I dischi conici sono realizzati in acciaio per cuscinetti ad alta resistenza.

A causa delle caratteristiche del design e della disposizione, il corpo della valvola del cambio automatico non è in grado di fornire il movimento inverso. Pertanto, nel variatore vengono utilizzati meccanismi ausiliari per innestare la retromarcia. Questo è un ingranaggio planetario. Ha lo stesso dispositivo e principio di funzionamento delle classiche trasmissioni automatiche con convertitore di coppia.

Anche nella progettazione di un tale checkpoint c'è un sistema di controllo elettronico. Fornisce la regolazione sincrona del diametro della puleggia del variatore in base al regime attuale del motore. Questo sistemafornisce e l'inclusione della trasmissione inversa. Il variatore è comandato tramite il selettore, che si trova in cabina. Le modalità di controllo sono le stesse di una trasmissione automatica convenzionale. Anche il dispositivo e la riparazione di queste scatole sono simili. Tuttavia, notiamo che molti servizi hanno paura di portare queste auto al lavoro, perché semplicemente non hanno l'esperienza appropriata. Una scatola del genere è apparsa in Russia abbastanza di recente e ci sono molti miti sulla correttezza della manutenzione e della riparazione attorno ad essa. Gli esperti dicono che per un tale cambio è sufficiente cambiare l'olio in tempo e non surriscaldare il meccanismo stesso.

Conclusione

Quindi, abbiamo scoperto quali sono i tipi di cambio automatico, come funziona e come funziona. Cosa scegliere per un normale appassionato di auto? L'esperienza operativa mostra che l'opzione migliore sarebbe quella di acquistare un'auto con un classico cambio automatico con convertitore di coppia. Una scatola del genere è familiare a molti: può essere riparata e riparata in qualsiasi servizio. Inoltre, le moderne macchine di questo tipo si distinguono per una buona risorsa di 300-400 mila chilometri. Per quanto riguarda il robot DSG e il variatore continuo, tali scatole non ospitano più di 150 mila sulle nostre strade. Poi iniziano i problemi e gli investimenti seri. Pertanto, dovresti astenerti dall'acquistarli.