Автоматические коробки передач

Блокировка гидротрансформатора
Из соображений экономии, во многих современных автоматических коробках передач устанавливается клапан блокировки муфты гидротрансформатора, который обеспечивает давление к муфте гидротрансформатора, когда скорость автомобиля на четвертой передаче достаточна для того, чтобы отключить работу гидротрансформатора.

Модулирующий клапан
Этот клапан устанавливается для уменьшения давления в части линии, для соответствия определенным рабочим условиям, например, он устанавливается в дроссельной линии подачи к регулирующему клапану. В этом случае он модулирует (делает не таким резким) подъем дроссельного давления, действующего на регулятор.

Дополнительные устройства
В современных автоматических коробках, дополнительно к вышеописанной базовой системе, обычно имеются и дополнительные устройства. Они устанавливаются для того, чтобы сделать переключение передач более плавным, чтобы увеличить экономичность автомобиля и чтобы предоставить водителю лучший контроль над коробкой передач. К дополнительным деталям относятся следующие:

Режим «кикдаун»
Иногда, например, при обгоне, водителю требуется разогнать автомобиль. Имеется автоматическое устройство, которое помогает выполнить это, в случае нажатия на педаль подачи топлива до положения «кикдаун».

Электронное управление
Датчик давления в коллекторе или датчик положения дроссельной заслонки сообщает о нагрузке двигателя электронному модулю управления. После обработки сигнала электронный модуль управления активизирует соленоид для срабатывания соответствующего клапана переключения и переключения передачи. В некоторых коробках передач используется система, также содержащая вакуумную камеру, соединенную с коллектором, для регулировки линейного давления в соответствии с имеющимися условиями работы.

Определение нагрузки
Скорость автомобиля, при которой происходит переключение на высшую или низшую передачу, изменяется с изменением нагрузки на двигатель, то есть скорость движения автомобиля, с которой происходит переключение, увеличивается при перемещении педали подачи топлива. Эта процедура напоминает технику, используемую водителем: небольшое нажатие на педаль подачи топлива, быстрое переключение; сильное нажатие на педаль дроссельной заслонки, переключение с задержкой.

Работа на второй ступени
Автоматический выбор трех передач может осуществляться при использовании системы.

Гидравлический регулятор
Этот клапан представляет собой разновидность регулирующего клапана, он нужен для регулирования давления жидкости в линии регулятора и поддержания определенной скорости движения автомобиля: когда скорость возрастает, давление растет.

Клапан переключения
Один клапан управляет переключением между первой и второй передачами как вверх, так и вниз (клапан переключения 1-2 передач), а другой клапан осуществляет переключения между второй и третьей передачами (клапан переключения 2-3 передач).

Механический регулятор
Эта центробежная система состоит из двух противовесов, которые расходятся против действия пружины, когда скорость вращения увеличивается. Регулятор приводится от выходного вала и перемещение грузиков воздействует на гидравлический золотниковый клапан, который непосредственно управляет переключением передач.

Определение скорости
Для определения оборотов выходного вала в автоматических коробках передач используется одно из следующих устройств:

Определение скорости и нагрузки
Переключение передач должно производиться при достижении автомобилем заранее заданной скорости, поэтому необходимы датчики, которые «сообщали» бы коробке передач, когда следует переключить передачу.

Ручной клапан
Управляемый водителем, этот клапан подает жидкость ко многим другим клапанам, муфтам и тормозным лентам. В позиции, жидкость подается к передней муфте под магистральным давлением.

Вторичный регулятор
Давление в линии слишком велико для гидротрансформатора, поэтому вторичный регулятор работает как ограничитель давления. Часть жидкости, возвращающаяся из гидротрансформатора, проходит или через масляный радиатор, или в линию, обеспечивающую смазку коробки передач под низким давлением.

Первичный регулятор
Этот золотниковый клапан управляет давлением в линии, приложенным к ручному клапану. В изображенной системе давление в линии всегда остается постоянным. (Это не подходит для современных коробок передач, поскольку для предотвращения проскальзывания при быстром переключении передач при слабо нагруженном двигателе необходимо более высокое давление).

Насос
Обычно используется насос с внутренней и внешней шестернями (см. выше). Этот насос приводится с оборотами коленчатого вала, при помощи выступов, имеющихся на корпусе гидротрансформатора. Жидкость затягивается из резервуара и проходит к насосу через мелкий сетчатый фильтр, благодаря чему удаляются мелкие частицы грязи.

Ручной клапан управления
Этот клапан соединяется при помощи штока или тросика с рычагом селектора водителя, так что его положение определяется положением передачи, установленной водителем.

Регулирующие клапаны
(клапаны, стравливающие давление)

Работа клапана
Хотя в автоматических коробках передач используются различные клапаны, основные принципы работы всех клапанов одинаковые. Мы рассмотрим устройство и работу некоторых клапанов.

Гидравлическое управление исполнительными механизмами
Муфты и тормозные ленты большинства автоматических коробок передач имеют гидравлические приводы. Насос, приводимый с оборотами коленчатого вала от гидротрансформатора, создает давление жидкости, это давление должно быть достаточно высоким для блокировки дисков муфт или тормозного барабана, и в то же время не слишком высоким, чтобы не расходовать зря энергию. Подача жидкости к муфтам и тормозным лентам производится при помощи клапана управления, называемого также ручным гидрораспределителем, который соединен с рычагом селектора водителя.

Исполнительный механизм с задержкой
Когда автомобиль движется, внезапное срабатывание исполнительного устройства (тормозного механизма) вызовет резкий толчок. Резких толчков можно избежать благодаря установке специальных устройств, одним из которых является устройство задержки.

Исполнительные механизмы одностороннего действия
Утечки направляющейся к поршню жидкости предотвращаются установкой уплотнительного кольца из синтетического материала и возвратной пружины поршня, установленной в камере.

Тормозные ленты
В коробке передач обычно имеются две или более тормозных лент, служащих для предотвращения вращения деталей планетарных передач. Лента крепится с одной стороны к корпусу при помощи якоря, для создания сопротивления вращающей силе, а с другой стороны на нее действует гидравлическое исполнительное устройство. Максимальное тормозящее действие обеспечивается при установке якоря в такое положение, что вращающая сила барабана создает самозакручивающее действие.

Исполнительные механизмы муфт и тормозных лент
В автоматических коробках передач имеется значительное количество тормозных лент и многофазных муфт. Муфты применяются для соединения наборов шестерен (планетарных механизмов) со входным валом, а тормозные ленты применяются для удержания детали планетарного механизма в неподвижном состоянии.

Основная коробка передач
В большинстве автоматических коробок передач используются планетарные механизмы, которые обеспечивают три передачи переднего и одну передачу заднего хода. Тем не менее, в целях экономии топлива, в некоторых современных коробках используется повышающая передача (четвертая) и дополнительная муфта для блокировки гидротрансформатора, когда в нем нет необходимости.

Принцип работы
Прежде чем рассмотреть работу гидротрансформатора, давайте проделаем следующий эксперимент.

Гидротрансформатор
Этот гидравлический преобразователь крутящего момента обеспечивает все основные функции современной системы автоматической трансмиссии и в своей простейшей форме обеспечивает непрерывно изменяемое передаточное число приблизительно до соотношения 2:1. Это устройство выполняет также функцию гидравлического сцепления. Более сложные типы гидротрансформаторов могут обеспечивать большее преобразование крутящего момента.

Гидравлическое сцепление
Это устройство иногда называют гидромуфтой или гидравлическим маховиком, поскольку оно обычно выполняет функции маховика двигателя.

Жидкостное сцепление
Это устройство было изобретено в 1905 году инженером Фоттингером и вначале применялось для морских судов, но 20 лет спустя английский инженер Синклер установил гидравлическое сцепление на автомобиле. Это устройство обеспечивает гидравлическое соединение двигателя с коробкой передач, в результате эффективно поглощаются торсионные вибрации от двигателя, получается плавное начало движения автомобиля из неподвижного положения и, если это гидротрансформатор, то еще и усиление крутящего момента.

Автоматические коробки передач
В отличие от бесступенчато-регулируемых систем, большинстов современных автоматических трансмиссий состоят из двух основных устройств: гидравлического сцепления и собственно коробки передач.

Планетарные передачи и муфты свободного хода
В прошлом автоматические коробки передач считались многими роскошью, но в настоящее время многие водителя считают ее «предметом первой необходимости»; такая ее популярность привела к появлению многих различных типов автоматических коробок. Двухнедельное управление, то есть отсутствие педали сцепления, а также автоматический выбор передач уменьшают вероятность ошибок водителя, поскольку он избавлен от необходимости постоянно нажимать на педаль сцепления и переключать передачи. Таким образом, более простое управление автомобилем позволяет водителю концентрировать свое внимание на других факторах управления автомобилем, особенно на обеспечении безопасности движения.