Egy autó automata sebességváltójának berendezése és működési elve

2024 Szerző: Erin Ralphs | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-02-19 16:36

Ma az autók különféle típusú sebességváltókkal vannak felszerelve. És ha korábban a többség a szerelők volt, most egyre több sofőr részesíti előnyben az automatát. Ez nem meglepő, mert egy ilyen sebességváltót kényelmesebb használni, különösen, ha városi kirándulásokról van szó. Egészen a közelmúltig az ilyen dobozokat alacsony hatékonyság jellemezte. A régi nyomatékváltók lassan váltották a sebességet, és velük sokkal több üzemanyagot költött el az autó. De ma az automata sebességváltó kialakítása, eszköze és működési elve kissé eltér. Ezekkel a dobozokkal gyorsan lehet váltani, és velük kevesebb üzemanyagot fogyaszt az autó. De először a dolgok.

Típusok

Jelenleg többféle automata sebességváltó létezik. Ez egy klasszikus automata nyomatékváltóval, variátorral és DSG robottal. Ez utóbbit kifejezetten a „Volkswagen-Audi” konszern fejlesztette ki. Az ilyen típusú automata sebességváltók készüléke és működési elve jelentősen eltér. De ami összeköti őket, az a sebességváltás automata üzemmódban. Nézzük meg közelebbről az egyes sebességváltók jellemzőit.

Szokásos géppuska

Ez egy hidromechanikus sebességváltó. Annak ellenére, hogy a design több mint fél évszázaddal ezelőtt jelent meg, még mindig nagyon releváns. Természetesen a készüléke a mai napig jelentősen fejlődött. Most ezek a dobozok hat fokozatúak. Ha a 80-as és 90-es évek autóiról beszélünk, akkor négyfokozatú automata váltójuk volt.

Ez a sebességváltó a következőket tartalmazza:

• Kézi sebességváltó.
• Nyomatékváltó vagy fánk.
• Vezérlőrendszer.

Ha egy elsőkerék-hajtású autó ilyen sebességváltóval van felszerelve, akkor a főfokozat és a differenciálmű is benne van. Az automata sebességváltók egyik legalapvetőbb alkatrésze a nyomatékváltó. Több részből áll. Ezek szivattyú-, turbina- és reaktorkerekek. Ezeknek köszönhetően a belső égésű motorból a kézi sebességváltóba a nyomaték zökkenőmentes átvitele valósul meg.

Egy másik automata sebességváltó tengelykapcsolót is tartalmaz (szabadfutó és blokkoló). Ezeket az elemeket a turbina kerekeivel együtt egy fánk alakú, kerek fém tokba zárják. A nyomatékváltó belsejében működő ATP folyadék található. A szivattyúkerék a főtengelyhez csatlakozik. Az ellenőrzőpont felől pedig a turbina. A két elem közé egy reaktorkereket is helyeznek.

Hogyan működik?

Mi az ilyen típusú automata sebességváltó működési elve? Klasszikus zárt hurkú gép működik. Ahogy korábban mondtuk, ATP van bennefolyékony. Ez egyfajta hajtóműolaj. De a mechanikus sebességváltóval ellentétben nem csak kenési funkciót lát el, hanem nyomatékot is továbbít. Mi az automata sebességváltó folyadéktengelykapcsoló működési elve? Nyomás alatt ez a folyadék belép a turbina kerekébe (a szivattyúkerékből), majd a reaktor kerekébe. Mivel speciális alakú pengéi vannak, a folyadék áramlási sebessége az elem forgása során fokozatosan növekedni kezd. Így az ATP-olaj hajtja a turbina kerekét.

A sebességváltóban a legnagyobb nyomaték akkor keletkezik, amikor az autó elindul. A gép sebességének növekedésével a reteszelő tengelykapcsoló aktiválódik. Ez utóbbi az automata sebességváltó „fánkjának” kemény blokkolását szolgálja a belső égésű motor bizonyos üzemmódjaiban. Ez általában akkor történik, ha a tengelyek forgási sebessége azonos. Tehát a nyomatékot közvetlenül a dobozba továbbítják, anélkül, hogy "lelapolnák" és megváltoztatnák az áttételi arányt. Egyébként a modern automata sebességváltókon papucskuplungot használnak. Bizonyos üzemmódokban képes kiküszöbölni a nyomatékváltó teljes blokkolását. Ez hozzájárul a sima gyorsuláshoz és az üzemanyag-fogyasztáshoz.

Kézi sebességváltó automata sebességváltóban

Ebben a sebességváltóban nincs olyan mechanika, amelyet minden autós ismerne. A mechanikus sebességváltó szerepét bolygókerekes sebességváltó látja el. Különböző számú lépésre tervezhető - négytől nyolcig. Ennek ellenére a leggyakoribb opciók a hatfokozatú automata sebességváltók. Ritka esetekben találhat kilencfokozatú automatát (például a Range Rover Evog-on).

Hogyan működik az automata sebességváltó? Ez a csomópont az átvitelben több egymást követő sebességből áll. Mindegyik egy bolygókerekes hajtóműben van egyesítve. A bolygókerekes sebességváltó a következő alkatrészeket tartalmazza:

• Nap és gyűrű.
• Carrier.
• Műholdak.

Ha részletesen elmélyül az automata sebességváltó nyomatékváltó készülékében és működési elvében, akkor észreveheti, hogy a nyomaték változtatása pontosan a tartó, valamint a gyűrű és a napfogaskerekek segítségével történik. Ha a második mechanizmus blokkolva van, az áttétel növekszik. Maga a blokkolás a súrlódó tengelykapcsolók működésével történik. A bolygókerekes hajtómű alkatrészeit a doboztesthez csatlakoztatva tartják. Az autó márkájától függően a kialakítás többtárcsás vagy sávos súrlódóféket alkalmaz. Mindkét típusú rendszert hidraulikus hengerek vezérlik. A jel a tengelykapcsolókhoz az elosztómodulból érkezik. És annak megakadályozására, hogy a hordozó az ellenkező irányba forogjon, az automata sebességváltónak van egy futótengelykapcsolója.

Vezérlőrendszer

Ma már elképzelhetetlen egy automata sebességváltó, amelynek elve nem az elektronikán múlna. Tehát ez a rendszer különféle érzékelőket, elosztó modult és vezérlőegységet tartalmaz. Az automata sebességváltó működése során a rendszer különféle elemekből olvas információkat. Ez egy ATP-folyadék hőmérséklet-érzékelő, a tengely fordulatszáma a kimeneten és a bemeneten, valamint a gázpedál helyzete. Mindezen jelek feldolgozása valós időben történik. Ezután a vezérlőegység generálja a vezérléstimpulzusok, amelyek bejutnak az aktuátorokba. Azt is megjegyezzük, hogy az automata sebességváltó szelepházának működési elve nemcsak az érzékelők adatainak kiolvasásán alapul, hanem az elektronikus motorvezérlő egységben elérhető jelek koordinációján is.

Az elosztó modul felelős a munkafolyadék áramlásának szabályozásáért és a súrlódó tengelykapcsolók működéséért, amely a következőkből áll:

• Mágnesszelepek (mechanikus hajtásúak).
• Orsószelepek.
• A fenti részeket tartalmazó alumínium ház.

A Toyota automata sebességváltó működési elvét figyelembe véve fontos megjegyezni egy olyan dolgot, mint a mágnesszelepek. Ezeket az alkatrészeket mágnesszelepeknek is nevezik. Mire valók a mágnesszelepek? Ezeknek az elemeknek köszönhetően szabályozható az ATP folyadék nyomása a dobozban. Honnan jön az olajnyomás? Ezt a feladatot egy speciális automata sebességváltó fogaskerék-szivattyú végzi. Működési elve egyszerű. Ez az elem a „fánk” központból működik. Meghatározott frekvenciával forgatom, bizonyos mennyiségű olajat felfog a járókerekekkel és pumpálja. És annak érdekében, hogy a munkafolyadék ne melegedjen túl, és az autó automata sebességváltójának működési elve ne sérüljön, egyes dobozok kialakításában hűtő van. Külön elhelyezhető elöl (a lökhárító alá rejtve), vagy csatlakoztatható a fő hűtőradiátorhoz. Ez utóbbi rendszert gyakran alkalmazzák a Mercedes autókon.

Kiválasztó

Az automata sebességváltó választó működési elve rendkívül egyszerű. Ez a mechanizmus szerkezetileg kapcsolódik az orsóhoz, amely egy bizonyos üzemmódot hajt végreautomata sebességváltó munka. Több is van belőlük:

• Parkolás.
• Vissza.
• Semleges.
• Drive.

De ez még nem minden. Ha figyelembe vesszük a Honda automata sebességváltó működési elvét, akkor észreveszi, hogy a választóban van egy sport mód. A bekapcsoláshoz csak mozgassa a fogantyút a megfelelő pozícióba. Figyelembe véve a Nissan automata sebességváltó működési elvét, érdemes elmondani, hogy egyes modelleken van lehetőség kézi sebességváltásra.

DSG Robot

Ez a típusú automata sebességváltó viszonylag nemrég jelent meg. Az első modelleket csak a 2000-es évek közepén kezdték használni. Kezdetben ilyen dobozokat telepítettek a Skoda autókra. De megtalálhatóak a Volkswageneken és az Audikon is.

A jellemzők közül érdemes megjegyezni az automata sebességváltó működésének egy teljesen más elvét. A nyomatékváltó, mint olyan, itt elvileg hiányzik. Ehelyett kéttárcsás tengelykapcsolót és kettős tömegű lendkereket használ. Ez a kialakítás lehetővé teszi a sebességváltások közötti időintervallum jelentős csökkentését.

Az eszköz tekintetében ez a doboz a következőket tartalmazza:

• Kézi sebességváltó két sor fokozattal.
• Elektronikus vezérlőrendszer.
• Differenciál.
• Utolsó felszerelés.
• Duplakuplung.

A fenti elemek mindegyike egyetlen fém tokban található. Miért használ a design kettős tengelykapcsolót és két sor sebességváltót? Ha figyelembe vesszük a DSG-vel felszerelt autó automata sebességváltójának működési elvét, akkor szüksége vanvegye figyelembe, hogy amíg az egyik sebességfokozat működik, a második már a következő felvételre készül. Ez gyorsításkor és lassításkor történik. Súrlódó tengelykapcsolók is jelen vannak egy ilyen sebességváltóban. A fő agyon keresztül kapcsolódnak a sebességváltóban lévő fogaskerekekhez.

Többféle DSG doboz létezik:

• Hatsebességes.
• Hétsebességes.

Az első típusú automata sebességváltó működési elve a „nedves” tengelykapcsoló működésén alapul. Tehát a dobozban van egy speciális olaj, amely nemcsak a kenést, hanem a tengelykapcsolók hűtését is biztosítja. A nyomás alatt lévő folyadék kering a rendszerben, és továbbítja a nyomatékot.

Ami a második típusú DSG-t illeti, itt már alkalmaztak száraz tengelykapcsolót. A működés elve hasonló a kézi sebességváltóhoz - a tárcsa a lendkerékhez nyomódik, és a súrlódás révén továbbítja a nyomatékot. A szakértők szerint egy ilyen tervezési rendszer kevésbé megbízható. A lemez erőforrása körülbelül 50 ezer kilométer, a csere költsége pedig eléri a 700 dollárt, beleértve a fogyóeszközöket is.

A sebességfokozat-tartományok hátrameneti, páros és páratlan sebességeket tartalmaznak. Minden sor egy tengelykészlet (elsődleges és másodlagos), valamint egy bizonyos fogaskerekű készlet. A visszamozgatás végrehajtásához a kialakítás egy hátrameneti fokozatú köztes tengelyt használ.

A klasszikus gépekhez hasonlóan itt is van egy elektronika, amely szabályozza a fordulatszám változását. Ez magában foglalja a vezérlőegységet, az érzékelőket és a működtetőket. Tehát először az érzékelők adatokat olvasnak ki a tengelyek fordulatszámáról ésa fogaskerék helyzetét, majd az egység elemzi ezt az információt, és egy speciális vezérlési algoritmust alkalmaz.

A DSG hidraulika kör a következőkből áll:

• A választóból működtethető orsószelepek.
• Mágnesszelepek (ugyanazok a mágnesszelepek). Automatikus üzemmódban történő sebességváltásra szolgálnak.
• Nyomásszabályozó szelepek, amelyek hozzájárulnak a súrlódó tengelykapcsoló zavartalan működéséhez.

Hogyan működik a DSG?

A robot automata sebességváltójának hidraulikus rendszerének működési elve több fokozat egymás utáni váltása. Amikor az autó elindul egy helyről, a rendszer tartalmazza az első sebességet. Ebben az esetben a második már be van kapcsolva. Amint az autó felgyorsult (kb. 20 km/óra), az elektronika megnövelt sebességre kapcsol. A harmadik sebesség már be van kapcsolva. Ez egészen a legmagasabbig megy. Ha az autó lelassul, az elektronika az amúgy is alacsony fokozatba kapcsol. A váltás azonnali, mivel a kialakítás két sor sebességfokozatot tartalmaz.

Alkalmazás

Érdemes megjegyezni, hogy ilyen sebességváltót nem minden autóban használnak. Amint azt korábban említettük, a legtöbbet a VAG konszern autói teszik ki. De a haszongépjárművek (például Volkswagen Crafter) nincsenek felszerelve velük. És mindez azért, mert a dobozt egy bizonyos forgatónyomaték-küszöbhöz tervezték. Nem haladhatja meg a 350 Nm-t.

Ez a hatfokozatú sebességváltókra vonatkozik. DSGhét sebességnél, és egyáltalán nem bírnak 250 Nm-nél nagyobb nyomatékkal. Ezért ilyen dobozzal legfeljebb a tuaregeken és a gyengébb autókon, mint a Passat vagy az Octavia találkozhatsz.

Variátor

Ez a sebességváltó automata üzemmódban is működik. Fél évszázaddal ezelőtt jelent meg, de csak az elmúlt 10-15 évben használták aktívan. Mi az a variátor? Ez egy fokozatmentesen változó automata sebességváltó, amely simán változtatja az áttételt szíj- vagy lánchajtással. Az áttételek változnak, ahogy a jármű felgyorsul. Jelenleg egy ilyen dobozt széles körben használnak a következő autógyártók:

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

Milyen előnyei vannak ennek a doboznak? A zökkenőmentes áttételváltásnak köszönhetően az autó gyorsan és rángatás nélkül veszi fel a sebességet. A vezető és az utasok nem éreznek rázkódást a gyorsítás során, bármennyire is nyomják a gázpedált. Itt azonban vannak buktatók. Egy ilyen doboznak is vannak nyomatékhatárai, mint a DSG-nek. Ezért főleg személygépkocsikban használják.

Változatos variátorok

Többféle átviteli adat létezik:

• Toroid.
• Ékszíj variátor.

Ugyanakkor mindkét típusú doboz közel azonos eszközzel és működési elvvel rendelkezik. A variátor kialakítása a következőket tartalmazza:

• Rendszervezérlők.
• Szíjtárcsa, amely nyomatékátvitelt biztosít.
• Lánc vagy szíjhajtás.
• Box kioldó mechanizmus (hátramenet kapcsolására szolgál).

Annak érdekében, hogy a sebességváltó érzékelje a nyomatékot, a tervezésben tengelykapcsoló is szerepel. Többféle lehet:

• Centrifugális automata.
• Elektronikus.
• Multidisc.

Vannak olyan variátorok is, ahol nyomatékváltót használnak tengelykapcsolóként (mint a klasszikus automatákon). Általában ezt a sémát a Honda Multimatic dobozokon gyakorolják. A szakértők úgy vélik, hogy ez a típusú tengelykapcsoló a legmegbízhatóbb és legleleményesebb.

Drive

Ahogy már mondtuk, a variátorban más hajtás is használható - lánc, dibó szíj. Ez utóbbi népszerűbb. A szíj két tárcsán halad, amelyek kúpos tárcsákat alkotnak. Ezek a szíjtárcsák az igénytől függően képesek elmozdulni és szétszedni. A tárcsák egymáshoz való közelítése érdekében speciális rugók vannak a kialakításban. Maguknak a szíjtárcsáknak enyhe dőlésszögük van. Értéke körülbelül 20 fok. Ez azért történik, hogy a szalag minimális ellenállással mozogjon a doboz működése közben.

Most a lánchajtásról. Az automata változó sebességváltó lánca több fémlemezből áll, amelyeket tengelyek kötnek össze. A szakértők szerint egy ilyen meghajtás és kialakítás rugalmasabb. A lánc akár 25 fokos szögben is meghajlhat erőforrásveszteség nélkül. De a szíjhajtással ellentétben ez a hajtás rendelkezikeltérő működési elv. Az automata sebességváltó a nyomatékot a szíjtárcsákkal való érintkezési ponton keresztül továbbítja. Bizonyos területeken nagy igénybevétel (súrlódási erő) képződik. Ezzel nagy hatékonyság érhető el. És hogy a szíjtárcsák ne kopjanak el az ilyen igénybevételtől, nagy szilárdságú csapágyacélból készülnek.

Hátramenet CVT-ben

Mivel a variátorhajtás csak egy irányba tud forogni, a mérnököknek külön bolygókerekes sebességváltót kellett kifejleszteniük a hátrameneti fokozat megvalósításához. Úgy tervezték és működik, mint egy klasszikus gép sebességváltója.

Vezérlőrendszer

A korábbi automata sebességváltókhoz hasonlóan a CVT elektronikus vezérlőrendszert használ. A működési elve azonban némileg eltér. Tehát a rendszer biztosítja a variátortárcsák átmérőjének beállítását.

A fordulatszám változásával az egyik szíjtárcsa átmérője nő, a másik pedig csökken. Az üzemmódok az automata sebességváltó érzékelőjének köszönhetően a választón keresztül vezérelhetők. A lánchajtású és szíjjal ellátott variátor működési elve a szíjtárcsák átmérőjének változtatása.

A problémákról

Az összetett kialakítás és az alacsony elterjedtség miatt sok szolgáltatás megtagadja az ilyen átvitelekkel való együttműködést. Ezért a CVT-k nem honosodtak meg jól hazánkban. Az üzemeltetési tapasztalatok szerint ennek a doboznak az erőforrása megfelelő karbantartás mellett sem haladja meg a 150 ezer kilométert. Erre tekintettel indokolt csak új állapotú, garanciális autókat vásárolni. Veszélyes variátoron lévő autót kivenni a kezéből – fel lehet szállnidrága javítások, amelyeket nem minden szerviz vállal.

Összegzés

Tehát megtudtuk egy hidromechanikus automata sebességváltó, egy robot és egy variátor szerkezetét és működési elvét. Amint láthatja, ezek a dobozok eltérően vannak elrendezve, és saját cselekvési algoritmusuk van. Melyik sebességváltót érdemes választani? A szakértők szerint a legésszerűbb választás egy klasszikus nyerőgép lenne. Az üzemeltetési tapasztalatok szerint a DSG-vel és CVT-vel szerelt autók tulajdonosai gyakran fordultak szervizhez, és ezeknek a dobozoknak a fenntartása költséges. A klasszikus nyerőgép nagyon régóta a piacon van, kialakítását folyamatosan finomítják és fejlesztik. Ezért az ilyen dobozokat nagy erőforrás jellemzi, működésük szerény, és bármilyen szervizben javítható. A gyakorlat azt mutatja, hogy az automata sebességváltó erőforrása egy autóban 300-400 ezer kilométer. Komoly időszak ez, tekintve, hogy egyes modern motorok csak 250-et futnak. De hogy egy ilyen váltó sokáig bírja, érdemes rendszeresen, mégpedig 60 ezer kilométerenként cserélni benne az ATP folyadékot.