Как работает автоматическая коробка передач

Автоматическая коробка передач позволяет двигателю автомобиля работать в узком диапазоне скоростей, как и механическая коробка передач. По мере того, как двигатель достигает более высоких степеней крутящего момента (крутящий момент — это мощность вращения двигателя),…

Автоматическая коробка передач позволяет двигателю автомобиля работать в узком диапазоне скоростей, как и механическая коробка передач. По мере того, как двигатель достигает более высоких степеней крутящего момента (крутящий момент – это мощность вращения двигателя), шестерни в трансмиссии позволяют двигателю в полной мере использовать создаваемый крутящий момент при сохранении соответствующей скорости.

Насколько важна трансмиссия для работы автомобиля? Без трансмиссии у транспортных средств есть только одна передача, для достижения более высоких скоростей требуется вечность, а двигатель быстро изнашивается из-за постоянно производимых высоких оборотов.

Принцип автоматической коробки передач

Принцип работы автоматической трансмиссии основан на использовании датчиков для определения подходящего передаточного отношения, которое в значительной степени зависит от желаемой скорости автомобиля. Трансмиссия соединяется с двигателем в корпусе колокола, где гидротрансформатор преобразует крутящий момент двигателя в движущую силу, а в некоторых случаях даже усиливает эту мощность. Преобразователь крутящего момента в трансмиссии делает это, передавая эту мощность на карданный вал через планетарную передачу и диски сцепления, которые затем позволяют ведущим колесам автомобиля вращаться, обеспечивая движение вперед, с разными передаточными числами, необходимыми для разных скоростей. В зависимости от марки и модели, это автомобили с задним, передним и полным приводом.

Если бы у транспортного средства была только одна или две передачи, достижение более высоких скоростей было бы проблемой, потому что двигатель вращается только с определенным числом оборотов в минуту в зависимости от передачи. Это означает более низкие обороты для более низких передач и, следовательно, более низкую скорость. Если бы высшей передачей была вторая, то транспортному средству потребовалось бы целую вечность, чтобы разогнаться до более низких оборотов, постепенно повышая обороты по мере того, как транспортное средство набирало скорость. Нагрузка на двигатель также становится проблемой при работе на более высоких оборотах в течение более длительных периодов времени.

Используя определенные передачи, которые работают в сочетании друг с другом, автомобиль постепенно набирает скорость по мере перехода на более высокие передачи. Когда автомобиль переключается на более высокие передачи, обороты снижаются, что снижает нагрузку на двигатель. Различные шестерни представлены передаточным числом (которое представляет собой соотношение шестерен как по размеру, так и по количеству зубьев). Меньшие шестерни вращаются быстрее, чем большие, и в каждой позиции передачи (в некоторых случаях с первой по шестую) используются разные шестерни разного размера и числа зубьев для достижения плавного ускорения.

Охладитель трансмиссии необходим при перевозке тяжелых грузов, потому что большая нагрузка создает дополнительную нагрузку на двигатель, заставляя его работать горячее и сжигая трансмиссионную жидкость. Охладитель трансмиссии находится внутри радиатора, где он отводит тепло от трансмиссионной жидкости. Жидкость проходит через трубки в охладителе к охлаждающей жидкости в радиаторе, поэтому трансмиссия не нагревается и может выдерживать более высокие нагрузки.

Что делает гидротрансформатор

Преобразователь крутящего момента умножает и передает крутящий момент, создаваемый двигателем транспортного средства, и передает его через шестерни в трансмиссии на ведущие колеса на конце приводного вала. Некоторые преобразователи крутящего момента также действуют как блокирующий механизм, связывая двигатель и трансмиссию при работе на одинаковых скоростях. Это помогает предотвратить проскальзывание трансмиссии, что приводит к потере эффективности.

Преобразователь крутящего момента может принимать одну из двух форм. Первая, гидромуфта, использует как минимум двухэлементный привод для передачи крутящего момента от трансмиссии к приводному валу, но не увеличивает крутящий момент. Гидравлическая муфта, используемая в качестве альтернативы механическому сцеплению, передает крутящий момент двигателя на колеса через карданный вал. Другой, преобразователь крутящего момента, использует в общей сложности не менее трех элементов, а иногда и больше, для увеличения выходного крутящего момента от трансмиссии. В преобразователе используется ряд лопастей и реактор или лопасти статора для увеличения крутящего момента, что приводит к увеличению мощности. Статор или статические лопасти служат для перенаправления трансмиссионной жидкости до того, как она попадет в насос, что значительно повышает эффективность преобразователя.

Внутренняя работа планетарной передачи

Зная, как детали автоматической коробки передач работают вместе, можно действительно увидеть все это в перспективе. Если заглянуть внутрь автоматической коробки передач, помимо различных лент, пластин и шестеренчатого насоса, основным компонентом является планетарная передача. Эта шестерня состоит из солнечной шестерни, планетарной шестерни, водила планетарной шестерни и зубчатого венца. Планетарная передача размером примерно с мускусную дыню создает различные передаточные числа, необходимые трансмиссии для достижения необходимых скоростей для движения вперед во время движения, а также для включения заднего хода.

Различные типы передач работают вместе, работая как вход или выход определенного передаточного числа, требуемого в любой момент времени. В некоторых случаях шестерни бесполезны в определенном соотношении и поэтому остаются неподвижными, а ленты внутри трансмиссии удерживают их в стороне до тех пор, пока они не потребуются. Другой тип зубчатой ​​передачи, составная планетарная передача, включает в себя два комплекта солнечной и планетарной шестерен, хотя и только одну зубчатую венец. Цель этого типа зубчатой ​​передачи – обеспечить крутящий момент в меньшем пространстве или увеличить общую мощность транспортного средства, например, в большегрузном грузовике.

Изучение шестерен

Пока двигатель работает, трансмиссия реагирует на любую передачу, которую водитель включает в данный момент. В положении «Парковка» или «Нейтраль» трансмиссия не включается, поскольку транспортным средствам не требуется крутящий момент, когда автомобиль не находится в движении. Большинство транспортных средств имеют различные ведущие передачи, полезные при движении вперед, от первой до четвертой передачи.

Высокопроизводительные автомобили, как правило, имеют еще больше передач, вплоть до шести, в зависимости от марки и модели. Чем ниже передача, тем ниже скорость. В некоторых транспортных средствах, особенно в грузовиках среднего и тяжелого класса, используется повышающая передача, которая помогает поддерживать более высокие скорости, а также обеспечивает лучшую топливную экономичность.

Наконец, автомобили используют заднюю передачу для движения задним ходом. При передаче заднего хода одна из меньших шестерен входит в зацепление с большей планетарной передачей, а не наоборот при движении вперед.

Как коробка передач использует муфты и ленты

Кроме того, автоматическая коробка передач использует муфты и ремни, чтобы помочь ей достичь различных передаточных чисел, необходимых, в том числе для повышающей передачи. Муфты вступают в действие при соединении частей планетарных шестерен друг с другом, а ленты помогают удерживать шестерни в неподвижном состоянии, чтобы они не вращались без необходимости. Ленты, управляемые гидравлическими поршнями внутри трансмиссии, фиксируют части зубчатой ​​передачи. Гидравлические цилиндры и поршни также управляют муфтами, заставляя их включать передачи, необходимые для определенного передаточного числа и скорости.

Диски сцепления находятся внутри барабана сцепления в трансмиссии и чередуются со стальными дисками между ними. Диски сцепления в виде дисков вгрызаются в стальные пластины благодаря использованию специального покрытия. Вместо того, чтобы повреждать пластины, диски постепенно сжимают их, медленно прилагая усилие, которое затем передается на ведущие колеса автомобиля.

Диски сцепления и стальные пластины представляют собой общую область, где происходит проскальзывание. В конце концов, это проскальзывание приводит к попаданию металлической стружки в остальную часть трансмиссии и, в конечном итоге, к выходу из строя трансмиссии. Механик проверит трансмиссию, если у автомобиля проблемы с проскальзыванием трансмиссии.

Гидравлические насосы, клапаны и регулятор

Но откуда в автоматической коробке передач берется «настоящая» мощность? Настоящая сила заключается в гидравлике, встроенной в корпус трансмиссии, включая насос, различные клапаны и регулятор. Насос всасывает трансмиссионную жидкость из поддона, расположенного в нижней части трансмиссии, и подает ее в гидравлическую систему для приведения в действие сцеплений и лент, содержащихся в ней. Кроме того, внутренняя шестерня насоса соединяется с внешним корпусом гидротрансформатора. Это позволяет ему вращаться с той же скоростью, что и двигатель автомобиля. Внешняя шестерня насоса вращается в соответствии с внутренней шестерней, позволяя насосу всасывать жидкость из поддона с одной стороны и подавать ее в гидравлическую систему с другой стороны.

Губернатор регулирует трансмиссию, сообщая ей скорость автомобиля. Регулятор, который содержит подпружиненный клапан, открывается больше, чем быстрее движется автомобиль. Это позволяет гидравлике трансмиссии пропускать больше жидкости на более высоких скоростях. В автоматической коробке передач используется один из двух типов устройств, ручной клапан или вакуумный модулятор, чтобы определить, насколько интенсивно работает двигатель, повышая давление по мере необходимости и запрещая использование определенных передач в зависимости от используемого передаточного числа.

При правильном обслуживании трансмиссии владельцы транспортных средств могут рассчитывать на то, что она прослужит в течение всего срока службы автомобиля. Очень прочная система, автоматическая коробка передач использует множество различных частей, включая преобразователь крутящего момента, планетарные передачи и барабан сцепления, чтобы обеспечить мощность ведущих колес автомобиля, поддерживая его на желаемой скорости.

Если у вас возникли проблемы с автоматической коробкой передач, обратитесь за помощью к механику для поддержания уровня жидкости, осмотрите ее на наличие повреждений и при необходимости отремонтируйте или замените ее.

Распространенные проблемы и симптомы проблем с автоматической коробкой передач

Некоторые из наиболее распространенных проблем, связанных с неисправной коробкой передач, включают в себя:

• Отсутствие реакции или колебания при включении передачи. Обычно это указывает на проскальзывание внутри коробки передач.
• Коробка передач издает различные странные звуки, лязги и гудения. Попросите механика проверить ваш автомобиль, когда он издает такие звуки, чтобы определить, в чем проблема.
• Утечка жидкости указывает на более серьезные проблемы, и механик должен решить эту проблему как можно скорее. Трансмиссионная жидкость не выгорает, как моторное масло. Регулярная проверка уровня жидкости механиком может помочь решить потенциальную проблему до того, как она возникнет.
• Запах гари, особенно из области трансмиссии, может указывать на очень низкий уровень жидкости. Трансмиссионная жидкость предохраняет шестерни и детали коробки передач от перегрева.
• Индикатор Check Engine также может указывать на проблему с автоматической коробкой передач. Попросите механика провести диагностику, чтобы найти точную проблему.