Акпп конструкция: Устройство автоматической коробки передач АКПП автомобиля

Содержание

Устройство автоматической коробки передач АКПП автомобиля

Изобретение автоматической коробки передач стало внушающим шагом к совершенствованию трансмиссии автомобиля. Применение АКПП на легковых автомобилях значительно облегчило управление транспортным средством, и водитель перестал уделять внимание переключению скоростей.

В этой статье мы с вами поговорим о преимуществах автоматической коробки передач АКПП и узнаем устройство автоматической коробки передач АКПП.

Какие преимущества использования АКПП

Преимущество АКПП в том, что водителю не требуется постоянно следить за переключением передач. Включение нужной скорости осуществляется автоматически в зависимости от нагрузки двигателя и скорости движения.

Преимущества автоматической коробки передач:

Повышенный комфорт управления автомобилем за счет освобождения водителя;
Автоматическое переключение передач в зависимости от нагрузки двигателя, скорости движения;
Предохранение от перегрузок двигателя и ходовой части автомобиля;

Возможность выбора между ручным, и автоматическим переключением передач.

Виды автоматических коробок передач АКПП

Автоматические коробки передач делятся на два вида в зависимости от системы управления и контроля трансмиссии.

АКПП с гидравлическим устройством;
АКПП с электронным устройством управления;

Еще АКПП могут отличаться по конструктивным особенностям в зависимости от привода автомобиля: передний или задний.

Автоматическая трансмиссия переднеприводных автомобилей оснащена отделением главной передачи — дифференциал.

Принцип работы автоматических коробок передач практически одинаковый и для выполнения своих функций АКПП оснащается гидротрансформатором, механизмом выбора режима движения, узлом управления и контроля.

Схема устройство автоматической коробки передач АКПП

Гидротрансформатор – представляет собой сцепление в механической коробке передач, но не требует непосредственного управления водителем, и осуществляет все операции автоматически.
Планетарный ряд – блок шестерен, который служит для изменения передаточного отношения при переключении передач.
Тормозная лента, передний и задний фрикционы – вспомогательные элементы, благодаря которым осуществляется переключение передач.
Устройство управления АКПП – узел, отвечающий за управление, и состоит из поддона АКПП, шестеренчатого насоса и клапанной коробки.

Гидротрансформатор предназначен для передачи крутящего момента от двигателя к элементам автоматической коробки передач, сглаживания вибрации двигателя, привода масляного насоса. Масляный насос создает рабочее давление трансмиссионной жидкости в гидротрансформаторе и системе управления и контроля.

Устанавливается в кожухе между двигателем и коробкой передач и выполняет функции сцепления. Гидротрансформатор в процессе работы подвергается высоким нагрузкам, поэтому, чтобы его детали не изнашивались, его наполняют трансмиссионной жидкостью.

Планетарный ряд — в автоматических трансмиссиях используются планетарные передачи. В корпусе АКПП расположены несколько планетарных механизмов, которые обеспечивают требуемые передаточные отношения. Осуществление передачи крутящего момента от двигателя к колесам происходит с помощью фрикционных дисков через планетарные механизмы, дифференциал и другие устройства. Управление устройствами обеспечивается системой управления и контроля благодаря использованию трансмиссионной жидкости.

Тормозная лента – устройство, предназначенное для блокировки элементов планетарного ряда.

Клапанная коробка – система каналов с клапанами и плунжерами, функцией, которой является контроль и управление. Главная функция клапанной коробки состоит в восприятии и преобразовании скорости движения, нагрузки двигателя и степени нажатия педали газа в гидравлические сигналы. Благодаря этим сигналам в работу вступают фрикционные блоки последовательно включаясь и выходя из рабочего состояния, тем самым изменяя передаточное число в автоматической коробке передач АКПП.

1. Что надо знать об автоматической коробке передач

2. Ремонт коробки автомат без снятия

3. Возможные проблемы при установке коробки автомат

Устройство автоматической коробки передач (АКПП) —

АКПП — автоматическая коробка переключения передач — это один из видов коробок передач в которой переключение скоростей происходит автоматически — в зависимости от режима работы двигателя, дорожных условий и многих других факторов. В настоящий момент автоматические коробки передач довольно сильно распространены. Так, например, уже более 70% автомобилей Японского производства, продающихся в России поставляются с автоматическими коробками передач. Надежность современных АКПП не только уступает механическим коробкам передач, но зачастую их превосходит.

Что такое АКПП, коробка автомат?

АКПП — автоматическая коробка переключения передач — это один из видов коробок передач в которой переключение скоростей происходит автоматически — в зависимости от режима работы двигателя, дорожных условий и многих других факторов. В настоящий момент автоматические коробки передач довольно сильно распространены. Так, например, уже более 70% автомобилей Японского производства, продающихся в России поставляются с автоматическими коробками передач. Надежность современных АКПП не только не уступает механическим коробкам передач, но зачастую их превосходит.

{datsopic:18}

АКПП автомобиля LEXUS в разрезе

Из чего состоит АКПП?

Автоматическая коробка передач отличается от механической коробки передач не только тем, что переключения скоростей происходят автоматически, но и тем, что ее конструкция и принцип действия несколько иной — в ней используются планетарные механизмы и гидромеханический привод, которых вы не найдете в механической трансмиссии.

Классическая АКПП состоит из следующих основных узлов:

Гидротрансформатор

Гидротрансформатор служит для передачи крутящего момента с проскальзыванием от двигателя к редуктору коробки передач. Средой передачи является специальная жидкость-масло ATF (Automatic Transmission Fluid). Гидротрансформатор состоит из входной и выходной турбин и статора. Проскальзывание в гидротрансформаторе обычно устраняется блокировкой, когда обороты двигателя станут достаточно высокими (обычно на 3-4 передаче). Блокировка включается для повышения КПД гидротрансформатора и уменьшения расхода топлива.

{datsopic:14}

{datsopic:16}

Фрикционные муфты («пакеты»)

Служат для передачи вращающего момента посредством трения фрикционов. Они используются для включения или отключения передач или отсоединения одних частей АКПП от других (тоже связанными с переключением передач). Фрикционные муфты состоят из барабана и хаба. Барабан имеет крупные прямоугольные шлицы внутри, а хаб состоит из крупных прямоугольных зубьев снаружи. Между хабом и барабаном расположен, так называемый, пакет фрикционных дисков. Часть дисков состоит из металла, часть из пластмассы. Металлические диски имеют выступы снаружи и входят в шлицы барабана. Пластмассовые — имеют выступы внутри, куда входят зубья хаба. Передача момента через фрикционную муфту осуществляется после сжатия пакета фрикционов с помощью кольцеобразного поршня. Поршень установлен в барабане. Смазка подается к дискам через канавки в барабане, валах, корпуса АКПП.

{datsopic:15}

Обгонные муфты

Это специальная муфта, которая проскальзывает в одном направлении и заклинивает при передачи момента в другом направлении. Она работает в паре с фрикционной муфтой для снижения ударов при переключении передач (препятствует и для отключения торможения в АКПП.

{datsopic:12}

Планетарный редуктор

Планетарный редуктор передает вращательный момент на выходной вал АКПП.

{datsopic:11}

Тормозные ленты

Служит для торможения одной или нескольких вращающихся частей АКПП о корпус.

{datsopic:17}

ATF (Automatic Transmission Fluid)

Вместо масла в АКПП используется специальная жидкость ATF — она обладает некоторыми противоизносными качествами и обеспечивает работу гидравлики. ATF обычно окрашена в красный или зеленые цвета, для того, чтобы ее не путали с моторным маслом. Существуют много спецификаций, наиболее известные из них это DEXTRON и MERCON. Кстати, первая спецификация ATF содержала в своем составе китовый жир (whale oil) как модификатор трения. Конечно, современна наука не стоит на месте, в качестве модификаторов трения в ATF включаются более современные составы. Дополнительно для улучшения противоизносных свойств ATF (которые достаточно низки) используются специальные добавки к маслу такие как — Универсальная добавка INDIGO. После применения добавки, противоизносные, противозадирные свойства ATF улучшаются в разы. Это позволяет увеличить ресурс АКПП в несколько раз, а также устранить небольшие проявления износа коробки, такие как — толчки, рывки, пробуксовка.

Устройство и принцип действия АКПП

• Автоматическая коробка передач имеет ряд неоспоримых достоинств. Она существенно упрощает управление автомобилем. Переключения производятся плавно, без рывков, что улучшает ездовой комфорт и увеличивает срок службы трансмиссии. Современные АКПП имеют возможность ручного переключения передач и режимов работы, могут подстраиваться под стиль вождения конкретного водителя.
Но даже самые совершенные гидромеханические коробки не лишены недостатков. К ним относятся: сложность конструкции, высокая цена и стоимость обслуживания, более низкий КПД, худшая динамика и повышенный расход топлива по сравнению с механической КПП, медлительность переключений.

— Устройство и принцип работы:

• Автоматическая коробка передач состоит из следующих основных узлов: гидротрансформатора, планетарного ряда, системы управления и контроля. Коробка переднеприводных автомобилей дополнительно содержит внутри корпуса главную передачу и дифференциал.
Чтобы понять, как работает АКПП, необходимо представлять себе, что такое гидромуфта и планетарная передача. Гидромуфта — устройство, состоящее из двух лопастных колес, установленных в одном корпусе, который заполнен специальным маслом. Одно из колес, называемое насосным, соединяется с коленвалом двигателя, а второе, турбинное, — с трансмиссией. При вращении насосного колеса отбрасываемые им потоки масла раскручивают турбинное колесо. Такая конструкция позволяет передавать крутящий момент примерно в соотношении 1:1. Для автомобиля такой вариант не подходит, так как нам нужно, чтобы крутящий момент изменялся в широких пределах. Поэтому между насосным и турбинным колесами стали устанавливать еще одно колесо — реакторное, которое в зависимости от режима движения автомобиля может быть либо неподвижно, либо вращаться. Когда реактор неподвижен, он увеличивает скорость потока рабочей жидкости, циркулирующей между колёсами. Чем выше скорость движения масла, тем большее воздействие оно оказывает на турбинное колесо. Таким образом момент на турбинном колесе увеличивается, т.е. мы его трансформируем.
Поэтому устройство с тремя колесами это уже не гидромуфта, а гидротрансформатор.
Но и гидротрансформатор не может преобразовывать скорость вращения и передаваемый крутящий момент в нужных нам пределах. Да и обеспечить движение задним ходом ему не под силу. Поэтому к нему присоединяют набор из отдельных планетарных передач с разным передаточным коэффициентом — как бы несколько одноступенчатых КПП в одном корпусе. Планетарная передача представляет собой механическую систему, состоящую из нескольких шестерён – сателлитов, вращающихся вокруг центральной шестерни. Сателлиты фиксируются вместе с помощью водила. Внешняя кольцевая шестерня имеет внутреннее зацепление с планетарными шестернями. Сателлиты, закрепленные на водиле, вращаются вокруг центральной шестерни, как планеты вокруг Солнца (отсюда и название- планетарная передача), внешняя шестерня – вокруг сателлитов. Различные передаточные отношения достигаются путем фиксации различных деталей относительно друг друга.
Переключение передач осуществляется системой управления, которая на ранних моделях была полностью гидравлической, а на современных на помощь гидравлике пришла электроника.

— Режимы работы гидротрансформатора:

• Перед началом движения насосное колесо вращается, реакторное и турбинное — неподвижны. Реакторное колесо закреплено на валу при помощи обгонной муфты, и поэтому может вращаться только в одну сторону. Включаем передачу, нажимаем педаль газа — обороты двигателя растут, насосное колесо набирает обороты и потоками масла раскручивает турбинное. Масло, отбрасываемое обратно турбинным колесом, попадает на неподвижные лопатки реактора, которые дополнительно «подкручивают» поток масла, увеличивая его кинетическую энергию, и направляют на лопасти насосного колеса. Таким образом с помощью реактора увеличивается крутящий момент, что и требуется при разгоне автомобиля. Когда автомобиль разогнался, и движется с постоянной скоростью, насосное и турбинное колеса вращаются примерно с одинаковыми оборотами. При этом поток масла от турбинного колеса попадает на лопасти реактора уже с другой стороны, благодаря чему реактор начинает вращаться. Увеличения крутящего момента не происходит, гидротрансформатор переходит в режим гидромуфты. Если же сопротивление движению автомобиля возросло (например, автомобиль едет в гору), скорость вращения ведущих колес, а, соответственно, и турбинного колеса падает. В этом случае потоки масла опять останавливают реактор — крутящий момент возрастает. Таким образом осуществляется автоматическое регулирование крутящего момента в зависимости от режима движения.
Отсутствие жесткой связи в гидротрансформаторе имеет свои достоинства и недостатки. Плюсы: крутящий момент изменяется плавно и бесступенчато, демпфируются крутильные колебания и рывки, передаваемые от двигателя к трансмиссии. Минусы — низкий КПД, так как часть энергии теряется при «перелопачивании масла» и расходуется на привод насоса АКПП, что, в конечном итоге, приводит к увеличению расхода топлива.
Для устранения этого недостатка в гидротрансформаторе применяется режим блокировки. При установившемся режиме движения на высших передачах автоматически включается механическая блокировка колес гидротрансформатора, то есть он начинает выполнять функцию обычного «сухого» сцепления. При этом обеспечивается жесткая непосредственная связь двигателя с ведущими колесами, как в механической трансмиссии. На некоторых АКПП включение режима блокировки предусмотрено и на низших передачах. Движение с блокировкой является наиболее экономичным режимом работы АКПП. При повышении нагрузки на ведущих колесах блокировка автоматически выключается.
При работе гидротрансформатора происходит значительный нагрев рабочей жидкости, поэтому в конструкции АКПП предусматривается система охлаждения с радиатором, который или встраивается в радиатор двигателя, или устанавливается отдельно.

Как работает планетарная передача

Почему в АКПП в подавляющем большинстве случаев применяется планетарная передача, а не валы с шестернями, как в механической коробке? Планетарная передача более компактна, она обеспечивает более быстрое и плавное переключение скоростей без разрыва в передаче мощности двигателя. Планетарные передачи отличаются долговечностью, так как нагрузка передается несколькими сателлитами, что снижает напряжения зубьев.
В одинарной планетарной передаче крутящий момент передается с помощью каких-либо (в зависимости от выбранной передачи) двух ее элементов, из которых один является ведущим, второй — ведомым. Третий элемент при этом неподвижен.
Для получения прямой передачи необходимо зафиксировать между собой два любых элемента, которые будут играть роль ведомого звена, третий элемент при таком включении является ведущим. Общее передаточное отношение такого зацепления 1:1.
Таким образом, один планетарный механизм может обеспечить три передачи для движения вперед (понижающую, прямую и повышающую) и передачу заднего хода.
Передаточные отношения одиночного планетарного ряда не дают возможности оптимально использовать крутящий момент двигателя. Поэтому необходимо соединение двух или трех таких механизмов. Существует несколько вариантов соединения, каждое из которых носит название по имени своего изобретателя.
Планетарный механизм Симпсона, состоящий из двух планетарных редукторов, часто называют двойным рядом. Обе группы сателлитов, каждая из которых вращается внутри своей коронной шестерни, объединены в единый механизм общей солнечной шестерней. Планетарный ряд такой конструкции обеспечивает три ступени изменения передаточного отношения. Для получения четвертой, повышающей, передачи последовательно с рядом Симпсона установлен еще один планетарный ряд. Схема Симпсона нашла наибольшее применение в АКПП для заднеприводных автомобилей. Высокая надежность и долговечность при относительной простоте конструкции — вот ее неоспоримые достоинства.
Планетарный ряд Равинье иногда называют полуторным, подчеркивая этим особенности его конструкции: наличие одной коронной шестерни, двух солнечных и водила с двумя группами сателлитов. Главным преимуществом схемы Равинье является то, что она позволяет получить четыре ступени изменения передаточного отношения редуктора. Отсутствие отдельного планетарного ряда повышающей передачи позволяет сделать редуктор коробки очень компактным, что особенно важно для трансмиссий переднеприводных автомобилей. К недостаткам следует отнести уменьшение ресурса механизма приблизительно в полтора раза по сравнению с планетарным рядом Симпсона. Это связано стем, что шестерни передачи Равиньё нагружены постоянно, на всех режимах работы коробки, в то время как элементы ряда Симпсона не нагружены во время движения на повышенной передаче. Второй недостаток — низкий КПД на пониженных передачах, приводящий к снижению разгонной динамики автомобиля и шумности работы коробки.
Коробка передач Уилсона состоит из 3 планетарных редукторов. Коронная шестерня первого планетарного редуктора, водило второго редуктора, и коронная шестерня третьего постоянно соединены между собой, образуя единое целое. Кроме того, второй и третий планетарные редукторы имеют общую солнечную шестерню, которая приводит в действие передачи переднего хода. Схема Уилсона обеспечивает 5 передач вперед и одну заднего хода.
Планетарная передача Лепелетье объединяет в себе обыкновенный планетарный ряд и пристыкованный за ним планетарный ряд Равинье. Несмотря на простоту, такая коробка обеспечивает переключение 6 передач переднего хода и одну заднего. Преимуществом схемы Лепелетье является ее простая, компактная и имеющая небольшую массу конструкция.
Конструкторы постоянно совершенствуют АКПП, увеличивая количество передач, что улучшает плавность работы и экономичность автомобиля. Современные «автоматы» могут иметь до восьми передач.

— Как работает система управления:

• Системы управления АКПП бывают двух типов: гидравлические и электронные. Гидравлические системы используются на устаревших или бюджетных моделях, современные АКПП управляются электроникой.
Устройством «жизнеобеспечения» для любой системы управления является масляный насос. Его привод осуществляется непосредственно от коленвала двигателя. Масляный насос создает и поддерживает в гидравлической системе постоянное давление, независимо от частоты вращения коленвала и нагрузки на двигатель. В случае отклонения давления от номинального функционирование АКПП нарушается ввиду того, что исполнительные механизмы включения передач управляются давлением.
Момент переключения передач определяется по скорости автомобиля и нагрузке на двигатель. Для этого в гидравлической системе управления существуют два датчика: скоростной регулятор и клапан — дроссель или модулятор. Скоростной регулятор давления или гидравлический датчик скорости устанавливается на выходном валу АКПП. Чем быстрее едет машина, тем больше открывается клапан, тем больше давление проходящей через этот клапан трансмиссионной жидкости. Предназначенный для определения нагрузки на двигатель клапан — дроссель соединяется тросом либо с дроссельной заслонкой (в бензиновых двигателях), либо с рычагом ТНВД (в дизелях). В некоторых автомобилях для подачи давления на клапан — дроссель используется не трос, а вакуумный модулятор, который приводится в действие разряжением во впускном коллекторе (при увеличении нагрузки на двигатель разряжение падает). Таким образом, эти клапаны формируют давления, пропорциональные скорости движения автомобиля и загруженности двигателя. Соотношение этих давлений и позволяет определять моменты переключения передач и блокировки гидротрансформатора. В «принятии решения» о переключении передачи участвует и клапан выбора диапазона, который соединен с рычагом селектора АКПП и, в зависимости от его положения, запрещает включение определенных передач. Результирующее давление, создаваемое клапаном — дросселем и скоростным регулятором, вызывает срабатывание соответствующего клапана переключения. Причем, если машина ускоряется быстро, то система управления включит повышенную передачу позже, чем при спокойном разгоне.
Как это происходит? Клапан переключения находится под давлением масла от скоростного регулятора давления с одной стороны и от клапана — дросселя с другой. Если машина ускоряется медленно, давление от гидравлического клапана скорости нарастает, что приводит к открытию клапана переключения. Поскольку педаль акселератора нажата не полностью, клапан — дроссель не создает большое давление на клапан переключения. Если же машина ускоряется быстро, клапан — дроссель создает большее давление на клапан переключения, препятствуя его открытию. Чтобы преодолеть это противодействие, давление от скоростного регулятора давления должно превысить давление от клапана — дросселя, но это произойдет при достижении автомобилем более высокой скорости, чем при медленном разгоне.
Каждый клапан переключения соответствует определенному уровню давления: чем быстрее движется автомобиль, тем более высшая передача включится. Блок клапанов представляет собой систему каналов с расположенными в них клапанами и плунжерами. Клапаны переключения подают гидравлическое давление на исполнительные механизмы: муфты фрикционов и тормозные ленты, посредством которых осуществляется блокировка различных элементов планетарного ряда и, следовательно, включение (выключение) различных передач. Тормоз — это механизм, который осуществляет блокировку элементов планетарного ряда на неподвижный корпус АКПП. Фрикцион же блокирует подвижные элементы планетарного ряда между собой.
Электронная система управления так же, как и гидравлическая, использует для работы два основных параметра: скорость движения автомобиля и нагрузку на двигатель. Но для определения этих параметров используются не механические, а электронные датчики. Основными из них являются датчики: частоты вращения на входе коробки передач, частоты вращения на выходе коробки передач, температуры рабочей жидкости, положения рычага селектора, положения педали акселератора. Кроме того, блок управления АКПП получает дополнительную информацию от блока управления двигателем и других электронных систем автомобиля (например, от АБС). Это позволяет более точно, чем в обычной АКПП, определять моменты переключений и блокировки гидротрансформатора. Программа переключения передач по характеру изменения скорости при данной нагрузке на двигатель может легко вычислить силу сопротивления движению автомобиля и ввести соответствующие поправки в алгоритм переключения, например, попозже включать повышенные передачи на полностью загруженном автомобиле.
АКПП с электронным управлением так же, как и простые гидромеханические коробки, используют гидравлику для включения муфт и тормозных лент, но каждый гидравлический контур управляется электромагнитным, а не гидравлическим клапаном.
Применение электроники существенно расширило возможности АКПП. Они получили различные режимы работы: экономичный, спортивный, зимний. Резкий рост популярности «автоматов» был вызван появлением режима Autostick, который позволяет водителю самостоятельно выбирать нужную передачу. Каждый производитель дал такому типу коробки передач свое название: Audi — Tiptronic, BMW — Steptronic. Благодаря электронике в современных АКПП стала доступна и возможность их «самообучения», т.е. изменение алгоритма переключений в зависимости от стиля вождения. Электроника предоставила широкие возможности для самодиагностики АКПП. И речь идет не только о запоминании кодов неисправностей. Программа управления, контролируя износ фрикционных дисков, температуру масла, вносит необходимые коррективы в работу АКПП.

Источник новости https://www.drive2.ru/b/1996595/

Особенности эксплуатации АКПП легковых автомобилей

Автоматическая коробка переключения передач является будущим за машиностроением. Спрос на автомобили с АКПП в России растет (рис. 1).

Рис.1 Диаграмма доля версий с автоматическими трансмиссиями в продажах новых автомобилей на российском рынке с 2011 по 2019 год

Также различают несколько видов АКПП: роботизированная, вариаторная, DSG, а также классический гидротрансформатор. Рассмотрим плюсы и минусы каждого вида АКПП (таблица). Ввиду сложной конструкции коробки, её необходимо правильно эксплуатировать, а также правильно обслуживать. В данной статье мы рассмотрим правильную эксплуатацию АКПП [5].

Таблица

Плюсы и минусы разных типов АКПП

	Гидравлический «автомат»	Вариатор	Роботизированная	DSG
Плюсы	Плавность, комфорт, надёжность, универсальность.	Плавность, экономичность, высокий КПД, малый вес.	Экономичность, невысокая стоимость.	Экономичность, плавность, скорость переключений.
Минусы	Увеличенный расход топлива и более долгий разгон.	Фоновый шум, сложная электрика, дороговизна ремонта и обслуживания, невысокая надежность.	Толчки и рывки при переключениях, задумчивость.	Дороговизна, плохая ремонтопригодность, сложность конструкции

Для рассмотрения правильного использования автомобиля с АКПП нужно рассмотреть и понять схему работы коробки. Рассмотрим на примере классического гидротрансформатора (рис. 2). Данная АКПП состоит из планетарной коробки передач и гидротрансформатора. Гидротрансформатор состоит из двух лопастных машин – центробежного насоса и центростремительной турбины. Между ними расположен направляющий аппарат – реактор. Насосное колесо жёстко связано с коленчатым валом двигателя, турбинное – с валом коробки передач. Реактор, в зависимости от режима работы, может свободно вращаться, а может быть заблокирован при помощи обгонной муфты [2, с. 18].

Передача крутящего момента от двигателя к коробке передач осуществляется потоками рабочей жидкости (масла), которая отбрасывается лопатками насосного колеса на лопасти колеса турбинного. Между насосным колесом и турбиной обеспечены минимальные зазоры, а их лопастям придана специальная геометрия, которая формирует непрерывный круг циркуляции рабочей жидкости. Так что получается, что жёсткая связь между двигателем и трансмиссией отсутствует. Это обеспечивает работу двигателя и остановку автомобиля с включённой передачей, а также способствует плавности передачи тягового усилия [3, с. 23].

Рис. 2. Основные части АКПП

Немного узнав о конструкции и принципе действия АКПП, можно поговорить о правильной эксплуатации АКПП, а также о типичных ошибках владельцев автомобилей с АКПП.

Одним из главных условий правильной и долгой работы коробки является своевременная замена масла, а также выбор масла и поддержание его уровня [1].

Менять масло в коробке необходимо: раз в 70 тысяч километров или раз в 2 года при нормальных условиях эксплуатации; и раз в 25 тысяч километров или раз в год при экстремальных условиях. Выбирать масло необходимо следуя рекомендациям завода-изготовителя и приобретать его только у официальных дилеров, чтобы не попасть на подделку [1].

Основной ошибкой автовладельцев является то, что они не используют стояночный тормоз, а используют только положения «Р» на селекторе АКПП. Это в корне неправильно. Если на ровных поверхностях это допустимо и не вредит АКПП, то на уклонах это способствует повышенному износу деталей, что уменьшает ресурс, а также может привести к не произвольному скатыванию автомобиля. Необходимо при остановке на уклоне сначала поставить автомобиль на стояночный тормоз, а затем селектор перевести в положение «Р» [4].

Многие считают, что на АКПП пробуксовка ведет к её выходу из строя, но это не так, если система охлаждения в норме и не допускать перегрева коробки, то пробуксовка никак не повлияет на работоспособность и ресурс.

Буксировать автомобиль с АКПП необходимо только при заведенном ДВС, но лучше этого избегать. При каких-либо проблемах с коробкой транспортировать автомобиль необходимо на эвакуаторе до станции технического обслуживания. Это обусловлено тем, что смазывание АКПП производится принудительно. На возможность буксирования, также влияет разное строение и принцип работы.

При езде на высокой скорости, пытаясь переключить рычаг АКПП, необходимо следить за передачами. Если вы едите быстро и случайно переключите на первую или вторую скорость, то машина резко затормозит, произойдет рывок. Это чревато серьезным заносом и аварией. Во время езды переключение положений селектора АКПП не допускается. Если включен режим Драйв, то переводить рычаг в положение нейтральной передачи или парковки нельзя, это приведет к поломке агрегата.

Для увеличения ресурса необходимо прогревать масло в АКПП, особенно в холодное время года. Данную процедуру необходимо проводить таким образом: на заведенном ДВС переключать селектор во все положения и задерживаться на каждом на небольшой промежуток времени, а перед началом движения включить положение «D» ,и удерживая педаль тормоза на холостых оборотах, постоять так две-три минуты, после чего можно начинать движение. Если необходимо срочно начать движение, то агрегат нужно прогреть минимум до 40 градусов. До полного прогревания нельзя превышать скорость в 40 км/ч и обороты двигателя должны быть в пределах 2000 об/мин, а также избегать резких ускорений и торможений [3, с. 23].

При использовании АКПП зимой необходимо соблюдать несколько правил. Если надо войти в поворот, а на дорогах гололед, маневр выполняется на пониженной скорости. Либо нужно нажать на тормоз перед поворотом, либо необходимо включить более низкую передачу на Типтронике, если речь идет о ручном управлении.

Правильная эксплуатация и обслуживание АКПП является залогом правильной и долгой работы коробки. Если выполнять основные требования, то проблем при эксплуатации не будет. И тогда миф о ненадёжности АКПП будет развеян.

Конструкция и принцип работы автоматической коробки передач

Разобравшись с конструктивными особенностями, принципом работы АКПП, вы при покупке автомобиля сможете определиться с выбором трансмиссии, основываясь не на мнении продавца и друзей, а руководствуясь собственными знаниями о том, как устроена и должна работать коробка.

Составные части трансмиссии

Автоматическая коробка переключения передач

ДВС не способен обеспечить передвижение автомобиля при различных режимах без использования дополнительных устройств, предназначенных для изменения частоты вращения коленвала. На некоторых марках авто для выполнения указанной задачи применяются автоматические коробки передач. Их использование дает возможность уменьшить количество механизмов для управления машиной и упрощает процесс вождения (водителю нужно выполнять меньше действий).

Перед изучением конструктивных особенностей автоматической коробки, необходимо определиться с каких основных узлов состоит агрегат. Составные части АКПП:

Гидравлический трансформатор — преобразовывает, передает крутящий момент, создаваемый мотором, используя для указанных целей рабочую смесь.
Планетарный редуктор — изменяет величину передающегося трансформатором крутящего момента и выходное число оборотов АКПП в зависимости от условий движения автомобиля.
Система гидравлического управления. Ее задача выполнять управление планетарным редуктором.

Разновидностей устройства автоматических коробок множество, классический вариант состоит из планетарного механизма и гидротрансформатора.

Рекомендуем посмотреть видео об устройстве и принципе работы коробки автомат:

Трансформатор

Гидротрансформатор выполняет роль сцепления в АКПП, плюс используется для передавания крутящего момента на планетарный редуктор. Устройство ГТ простое: указанный агрегат — герметичный узел, состоящий из реактора, насосного и турбинного колес. Первое колесо соединено с корпусом гидротрансформатора, выполняющем вращения вместе с валом мотора. Турбина взаимодействует с ведущим валом коробки автомат. Внутри ГТ наполнен смесью для АКПП.

Гидротрансформатор

При вращении колеса насоса жидкость, ударяется о его лопатки, раскручивается и выбрасывается центробежной силой в сторону размещения турбины, заставляя турбинное колесо вращаться. Смесь с колеса турбины, возвращается на насос, при этом колесо насоса начинает вращаться в противоположном направлении, скорость его вращения снижается. Чтоб избежать замедления скорости вращения колеса насоса, между насосом и турбиной размещен реактор с лопатками. Поток смеси, возвращаясь с турбины на насос, попадает на лопатки реактора, направление потока изменяется в сторону вращения насосного колеса. Колесо насоса начинает работать под действием двух сил: привода и жидкости — увеличивается крутящий момент мотора. Таким образом, сила передается с колеса насоса на турбину с помощью жидкости. Циркулирующая смесь передает и увеличивает крутящий момент.

Наступает момент, когда турбина и насос начинают вращаться с одинаковой скоростью. При этом поток возвращающейся смеси ударяется о задние стенки лопаток реактора, из-за чего замедляется поток жидкости, уменьшается КПД двигателя. Чтоб этого избежать в реакторе предусмотрена муфта свободного хода, он начинает вращаться, не препятствуя потоку смеси: гидротрансформатор перестает усиливать крутящий момент за счет жидкости, а только передает его.

Планетарный редуктор

Составные части планетарной передачи. Поз.1 — солнечная шестерня; поз.2 — сателлиты; поз.3 — водило; поз.4 — коронная шестерня.

Создания крутящего момента большего, чем момент, создаваемый ГТ;ГТ передает вращающий момент от мотора на ведущий вал планетарного редуктора. Планетарный ряд нужен для обеспечения:

Возможности передвижения автомобиля назад.

Планетарный редуктор включает в себя:

планетарные ряды;
муфты сцепления и тормозов.

Коронная шестерня размещена вокруг сателлитов. Сателлиты, закрепленные на водиле и размещены вокруг солнечной шестерни. Оборачивание планетарного ряда обеспечивает передачу крутящего момента на ведомую шестерню. Если застопорить солнечную шестерню (поз.1), вращательные движения продолжат выполнять коронная шестерня и сателлиты. Скорость первой (поз.4) будет больше, чем водила (поз.3).

Если водило затормозить, а солнечная шестерня с сателлитами будут вращаться с одинаковой скоростью — это приведет к изменению направления вращения коронной шестерни (задний ход). Прямая передача достигается вращением с одинаковой скоростью всех элементов системы, кроме сателлит: перестает преобразовываться крутящий момент. Указанная конструкция редуктора характерна для заднеприводных автомобилей с передним расположением мотора. У машин с передним приводом в АКПП находится более одного ведомого вала.

Достоинством планетарного ряда есть компактность: использование одного центрального вала. Переключение скоростей осуществляется блокировкой определенных составных частей ряда и разблокировкой других.

Муфта сцепления представлена в виде чередующихся наборов дисков, пластин, поршня и цилиндров. Управляется муфта с использованием гидравлического давления. Поршень, приводимый в движение гидравлической системой, прижимает пластины и диски друг к другу.

Ленточный тормоз является пластиной, обхватывающей барабан с одной из составляющих частей планетарного ряда, которая тормозится.

Гидравлическая система

Состав гидравлической системы

Указанная система включает в себя масляной насос, клапаны, центробежный регулятор, маслоканалы. Гидродавление создается маслонасосом, оно зависит от скорости машины и загруженности двигателя. Величина давления регулируется в зависимости от скорости движения авто — давление скоростного регулятора, загруженности мотора — давление дроссельного клапана. Открытие клапанов на определенные маслоканалы определяет передачу, на какую переключится коробка автомат.

Если автомобиль трогается с места, то насосом подается давление, обеспечивающее фиксацию составных частей планетарного ряда с передачей минимального крутящего момента, соответствующего первой передаче. С увеличением скорости и загруженности мотора АКПП начнет работать в режиме прямой передачи.

Во время включения понижения скорости подбирается схема открытия клапанов, при которой включить большую скорость невозможно.

АКПП первого поколения были полностью гидравлическими, сейчас гидравлику применяют только как исполнительную часть системы, остальные функции возложены на компьютеризированный блок управления, который получает сигналы от различных датчиков, обрабатывает их и принимает решение о переключении передач. Изучать последовательность действий для включения передач не нужно, автоматика выполняет эту задачу без вмешательства со стороны водителя.

Разновидность АКПП | Сервис «АКПП 24»

Автоматическая трансмиссия или коробка-автомат предоставляет водителю гораздо больше удобства при управлении автомобилем. Ведь переключение передач там происходит без участия человека, что помогает снизить утомляемость при езде и даёт возможность сконцентрироваться на дорожной ситуации. Существующие сегодня разновидности коробок-автомат особенно удобны при езде в большом городе с его интенсивным движением.

Сегодня существует три основных класса коробок переключения передач, которые работают автоматически – каждый из них имеет конструктивные особенности и свою специфику применения.

Традиционная гидравлическая АКПП

Поскольку эта разновидность АКПП первой появилась на рынке, её конструкция считается наиболее надёжной и проработанной из всех существующих сегодня. Также к преимуществам гидравлической коробки-автомат можно отнести то, что в любом специализированном сервисе техобслуживание и ремонт АКПП такого типа является штатной и неоднократно отработанной процедурой.

Крутящий момент в таком автомате передаётся за счёт использования трансмиссионной жидкости. Жёсткой связи между двигателем и коробкой нет, а передача усилия осуществляется посредством двух турбин – ведущей и ведомой, взаимодействие которых обеспечивается за счёт рабочих свойств трансмиссионной жидкости.

Сегодня АКПП гидравлического типа имеют наиболее оптимальную и проработанную конструкцию, которая управляется специальным электронным блоком. Такая коробка достаточно надёжна и долговечна, а также обеспечивает комфортное вождение и экономию топлива, особенно, в городских условиях.

Роботизированные АКПП

Роботизированные АКПП появились относительно недавно. Такой вид автоматической трансмиссии был создан в результате изысканий по оптимизации работы коробки передач, увеличения её экологичности и снижения расходов на её производство.

Переключение передач тут производится при помощи сервоприводов, а работой такого узла руководит компьютер. Такая трансмиссия оправдала все ожидания разработчиков – быстро срабатывает, помогает экономить горючее и при этом довольно недорога в производстве.

В ходе дальнейшего совершенствования роботизированных АКПП на свет появились преселективные коробки, которые обеспечивают максимально плавное переключение передач. Достигается это за счёт наличия в их конструкции двух сцеплений – следующая передача включается ещё до того, как отключилась предыдущая.

Вариаторы (бесступенчатые АКПП)

Наконец, ещё одна разновидность автоматических трансмиссий – вариаторы. Такие коробки ещё называют бесступенчатыми, так как они обеспечивают изменение передаточного числа не по определённым ступеням, а исключительно плавно.

Конструкторам такой коробки удалось этого добиться за счёт того, что здесь нет шестерён, которые, соединяясь в определённом порядке, изменяют передаточное число. Вместо них имеется пара конусовидных колёс, между которыми натянут ремень. Ремень при помощи специального сервопривода перемещается вдоль осей вращения колёс, за счёт чего и происходит изменение передаточного числа.

Преимуществом такого вида АКПП является предельная простота её конструкции, что помогло сократить расходы при изготовлении и повысить уровень надёжности такого устройства. При эксплуатации вариатор отличается от прочих видов трансмиссий тем, что гарантирует плавное переключение передачи, позволяет экономить топливо и обеспечивает наиболее оптимальный режим работы двигателя.

Рабочие функции исполнительных устройств АКПП

_____________________________________________________________________________

Рабочие функции исполнительных устройств АКПП

Сцепления и тормозные ленты коробки-автомат

Тормозные ленты АКПП

Для осуществления «переключения передач» в редукторе АКПП планетарного типа требуется произвести удержание одного из элементов комплекта шестерен.

Удержание производится посредством специальных тормозных лент. Лента оборачивается вокруг барабана, соединенного напрямую или опосредствованно с одним или двумя элементами планетарной передачи.

В простейшем исполнении один конец ленты может быть закреплен на картере трансмиссии, а второй оставаться подвижны, будучи подсоединен к специальному сервоприводу.

При подаче управляющего давления сервопривод обеспечивает обжим лентой барабана с постепенным замедлением скорости его вращения, что приводит к перераспределению рабочих характеристик редуктора коробки-автомат (изменению текущего передаточного значения).

Ленты АКПП представляют собой гибкие металлические полосы, с внутренней стороны покрытые слоем фрикционного материала и, в зависимости от своего назначения могут иметь одну из трех базовых конструкций.

Так, разрезные ленты, называемые также лентами двойного охвата, используются там, где требуется обеспечить повышенную плавность переключения с развитием значительного удерживающего усилия.

Изготовленные из прочной инструментальной стали широкие ленты одинарного охвата, используются для удерживания крупных узлов, торможение, которых требует развития высокого усилия.

Выпускаются также легкие тонкие тормозные ленты одинарного охвата, используемые в редукторах коробок автомат небольшого размера и способные развивать лишь незначительные тормозные усилия.

То есть тормозные ленты в планетарных редукторах АКПП выполняют роль сцепления в ручных коробках переключения передач.

Очевидно, что чрезмерно быстрая блокировка редуктора будет приводить к рывкам при переключении автоматической коробки передач и может явиться причиной выхода из строя внутренних компонентов планетарной сборки.

С другой стороны, чрезмерное замедление процесса торможения неизменно вызовет значительное повышение температуры и, как следствие, приведет к сокращению срока службы фрикционного слоя.

Таким образом, физическая природа механизма переключения в АКПП подразумевает неизбежный износ тормозных лент, компенсация которого требует выполнения соответствующих регулировок.

В АКПП ранних лет выпуска регулировка тормозных лент, хоть и не требовала демонтажа и разборки трансмиссии, производилась вручную. В современных конструкциях процесс регулировки полностью автоматизирован.

Мультидисковые муфты сцепления АКПП

Мультидисковая муфта сцепления АКПП состоит комплекта покрытых слоем фрикционного материала дисков, прижатых друг к другу через прокладки в виде тонких пластин из гладкого металла.

При этом часть фрикционных дисков оснащены внутренними шлицами, часть — наружными. Прижимание дисков друг к другу обеспечивается минимум одним гидравлическим поршнем, для выключения же сцепления применяется как минимум одна возвратная пружина.

Весь комплект дисков коробки автомат помещается в цилиндрический барабан. При подаче на поршень гидравлического давления диски плотно прижимаются друг к другу, консолидируясь в единую сборку.

Как только давление снимается, возвратная пружина отводит поршень назад и диски выводятся из зацепления.

Следует заметить, что компактность конструкции муфты позволяет производить надежное зацепление дисков за счет уже очень незначительного перемещения поршня.

В муфтах сцепления АКПП реализовано несколько интересных идей по части организации упругих усилий. Так в качестве возвратных и толкающих пружин могут использоваться различного типа винтовые, диафрагменные и даже гофрированные дисковые пружины.

Гофрированная дисковая пружина выглядит как волнистая шайба, расплющиваемая при сжатии и принимающая исходную форму при отпускании.

Диафрагменные пружины, или пружины Беллвилля могут использоваться и в качестве возвратных и как воспринимающие толкающее усилие поршня.

Наружный периметр диафрагменной пружины автоматической коробки передач представляет собой плоский металлический диск, внутренняя образующая поверхность которого выполнена в виде равномерно распределенных вытянутых лепестков.

Лепестки работают как диафрагма, сближаясь друг стругом при толкании и возвращаясь в исходную плоскость при отпускании.

В подобной конструкция лепестки начинают играть роль рычагов, позволяя усиливать развиваемое поршнем усилие и обеспечивая более надежную блокировку дисков сцепления.

Муфты сцепления коробки-автомат способны обеспечивать отличное качество зацепления в устройствах компактного размера.

При этом величина предельного развиваемого сборкой крутящего момента определяется как величиной подаваемого на поршень гидравлического давления, так и количеством входящих в комплект дисков.

Если ввести шлицы каких-либо из дисков в зацепление со стационарным объектом, муфта при срабатывании начнет исполнять роль тормоза. В AКПП стационарные диски обычно вводятся в зацепление с неподвижными элементами картера.

Несмотря на большую сложность и себестоимость в настоящее время муфты сцепления получили гораздо более широкое распространение в автоматических коробках передач по сравнению с тормозными лентами, причем наиболее привлекательной их отличительной чертой является отсутствие в необходимости выполнения каких-либо регулировок.

Обгонные муфты сцепления АКПП

В АКПП чаще всего используются обгонные муфты одного из двух типов: роликовые и распорные (кулачковые). Основу конструкции роликовых дисков составляют шариковые либо роликовые подшипники с гладкой внутренней обоймой.

Особая форма наружной обоймы обеспечивает полную свободу взаимного перемещения компонентов при вращении сборки в одном направлении, блокируя их друг с другом за счет заклинивания шариков/роликов при вращении в противоположном.

Распорные муфты коробки автомат имеют сходный принцип функционирования, однако блокировка в них их осуществляется при помощи специальных имеющих форму восьмерки поворотных кулачков.

Муфты данного типа чаще применяются в реакторах преобразователей вращения, заставляя их оставаться неподвижными на этапе восприятия крутящего момента (редукторная фаза) и обеспечивая им свободу вращения на этапе функционирования в режиме сцепления.

Оба типа обладают своими недостатками и преимуществами, однако главной их отличительной особенностью является отсутствие необходимости организации специального гидравлического или какого-либо иного привода.

Сервоприводы АКПП

При срабатывании клапана переключения гидравлическое давление подается в цилиндр исполнительного устройства, обеспечивающего обтягивание тормозной ленты, либо сжатие рабочих дисков муфты сцепления автоматической коробки передач.

Сборки исполнительных цилиндров коробки-автомат со своими поршнями обычно именуются исполнительными устройствами, или просто сервоприводами и, не смотря на широту спектра применения и разнообразие реализаций, отличаются одинаковостью и простотой принципа функционирования.

Так, с поршнем обычно жестко соединен специальный толкатель, обеспечивающий натяжение тормозной ленты, либо прижим друг к другу фрикционных дисков автоматической коробки передач.

При сбрасывании давления специальная возвратная пружина обеспечивает отвод поршня в исходное положение, что приводит к выходу компонентов из зацепления.

Размеры исполнительных устройств, в зависимости от назначения и развиваемого усилия, могут варьироваться в самом широком диапазоне.

Наибольшее распространение получили сервоприводы коробки автомат с рабочей поверхностью поршня порядка 20 см2, при рабочем давлении 3,5 атмосферы обеспечивающие развитие усилие порядка 70 кгс.

Подъем давления до 7 атмосферы позволяет увеличить усилие вдвое, обеспечив тем самым высокую надежность блокировки барабана/муфты.

В сервоприводах автоматических коробок передач простейших конструкций гидравлическое давление обычно используется для преодоления усилия, развиваемого калиброванной пружиной.

В других случаях к цилиндру могут быть подключены два гидравлических контура, обеспечивающие подачу давлений на разные стороны поршня от разных источников, при этом наличие пружины становится необязательным.

Последняя конструкция обеспечивает повышенную точность и безударность переключений, что приобретает особую важность при решении задачи обеспечения плавности хода автомобиля.

Варианты реализации исполнительных механизмов сервоприводов АКПП

В случае организации сцепления коробки-автомат при помощи тормозных лент еще одним элементом, определяющим надежность блокировки барабана, является выходной исполнительный механизм сервопривода.

В простейшей схеме исполнительный шток поршня сервопривода упирается непосредственно в замок тормозной ленты.

Подобный способ наиболее типичен для приводных механизмов крупных исполнительных устройств.

Организация дополнительного усиления воздействия поршня за счет использования промежуточного рычажного механизма позволяет использовать более компактные типы сервоприводов.

Во многих современных коробках-автомат ленточного типа широкое применение получили исполнительные механизмы с внешними регулировочными устройствами.

В механизмах консольного типа шток поршня сервопривода упирается в рычаг, одновременно приводящий в движение оба конца тормозной ленты, точнее шток толкает рычаг, отжимающий один конец ленты и еще один рычаг, используемый для привода второго конца.

Подобная организация привода является типичной для автоматических коробок передач Torqueflite производства компании Chrysler, — регулировочный винт обычно выводится в поддон картера.

Еще одним достаточно популярным решением является применение телескопических штоков. Штоки выпускаются трех типоразмеров и подбираются вручную в процессе сборки коробки-автомат.

Компенсация износа тормозной ленты в подобной схеме происходит автоматически за счет естественной корректировки исходного положения поршня сервосборки, аналогично тому, как это происходит в суппортах колесных тормозных механизмов дискового типа, при этом развиваемое сервоприводом рабочее усилие остается неизменным.

_____________________________________________________________________________

Общее устройство АКПП

_____________________________________________________________________________

CVT вариатор Ауди

Коробка автомат Toyota

_____________________________________________________________________________

АКПП Mazda/Mitsubishi

Коробка автомат ZF

Двигатели Mitsubishi

Двигатели Toyota

Блок цилиндров и головка 3S-FE/3S-GE
Техническое обслуживание ГРМ 3S-FE, 3S-GE
Коленвал двигателей 3S-FE, 3S-GE
Технические характеристики двигателя 3S-FE, 3S-GE
Распредвалы 3S-FE и 3S-GE
Система охлаждения двс 3S-FE и 3S-GE
Топливная систем 3S-FE, 3S-GE
Параметры двигателя 4A-FE, 5A-FE, 7A-FE и 4A-GE
Головка и блок цилиндров двигателя 4A-GE, 4A-FE, 5A-FE, 7A-FE
Дроссельная заслонка 4A-FE, 5A-FE, 4A-GE, 7A-FE
Вентилятор системы охлаждения 4A-FE, 5A-FE, 7A-FE, 4A-GE
Форсунки двигателей 4A-FE, 5A-FE, 4A-GE, 7A-FE
Замена водяного насоса 4A-GE, 4A-FE, 5A-FE, 7A-FE
Поршневая группа и коленвал двигателей 4A-FE, 5A-FE, 4A-GE, 7A-FE
Диагностика двигателей 4A-FE, 5A-FE, 7A-FE и 4A-GE
Замена компонентов блока цилиндра 4A-GE, 4A-FE, 5A-FE, 7A-FE
Система охлаждения 4A-FE, 5A-FE, 4A-GE, 7A-FE
Система смазки двигателей 4A-FE, 5A-FE, 4A-GE, 7A-FE
Топливная система двигателей 4A-FE, 4A-GE, 5A-FE и 7A-FE
Система зажигания 4A-FE, 5A-FE, 4A-GE, 7A-FE
Термостат и радиатор двс 4A-FE, 5A-FE, 7A-FE, 4A-GE
Бензонасос 4A-GE, 4A-FE, 5A-FE, 7A-FE
Ремень ГРМ двигателей 4A-FE, 5A-FE, 7A-FE
Снятие головки блока цилиндров двигателей 4A-FE, 5A-FE, 7A-FE
Регулировки клапанов 4A-FE, 5A-FE, 7A-FE
Монтаж головки блока цилиндров двигателя 4A-FE, 5A-FE, 7A-FE
Замена ремня ГРМ 4A-GE
Демонтаж головки блока цилиндров двигателей 4A-GE
Настройки клапанов 4A-GE
Монтаж головки блока цилиндров двигателя 4A-GE
Детали двигателей 1AZ-FE / 2AZ-FE
Блок управления и датчики 1AZ-FE и 2AZ-FE
Компоненты рабочих систем двигателя 1AZ-FE, 2AZ-FE
Система управления двигателем 1AZ-FE и 2AZ-FE

Двигатели ЗМЗ

Избегайте дрожания сцепления в конструкции автоматической коробки передач

Узнайте, как оптимизировать процесс проектирования автоматической коробки передач и избежать дрожания сцепления

Опираясь на многолетний инженерный опыт, инженеры Simcenter разработали четырехэтапный процесс оптимизации конструкции автоматической коробки передач.

Получение достоверных экспериментальных данных
Модель АКПП конструкции
Интеграция модели с автоматической коробкой передач в полную модель автомобиля
Выполните точное исследование чувствительности модели

Загрузите технический документ и получите более полное представление об этом четырехэтапном процессе.Узнайте, как применить передовой опыт Simcenter к собственному процессу проектирования автоматической трансмиссии.

Расширьте границы оценки производительности NVH, приняв подход к разработке на основе моделей (MBD)

Предварительная оптимизация характеристик шумоизоляции автоматической коробки передач позволяет инженерам сэкономить много времени и усилий. Тем не менее, проблемы NVH могут все еще возникнуть на более позднем этапе, когда трансмиссия будет интегрирована в полноценный автомобиль. Производителям нужны решения, позволяющие перенести рабочую нагрузку с фазы тестирования прототипа на стадию моделирования системы и снизить риск позднего устранения неисправностей NVH.

Подход к разработке на основе моделей (MBD) раздвигает границы оптимизации шумо-шумовых характеристик транспортного средства, от ввода данных водителем до оценки цели, от концепции до полной проверки транспортного средства. Этот подход помогает решить не только проблемы с дрожанием сцепления, но также и грохот, дребезжание, вибрацию при опрокидывании / опрокидывании или пуск-остановку двигателя, пульсацию крутящего момента электродвигателя и многие другие проблемы с шумом и шумом, а также акустикой. MBD позволяет OEM-производителям и поставщикам автомобилей лучше оценивать архитектуры и варианты различных транспортных средств, сокращая время и затраты на разработку.

Посмотрите веб-семинар по запросу, чтобы понять, как подход к разработке на основе моделей раздвигает границы оценки производительности NVH.

Дополнительные решения для оптимизации шумоизоляции и акустики силовых агрегатов

Не подвержены каким-либо явлениям дрожания, но все же интересуются инновационными инженерными решениями? Simcenter — верный помощник для инженеров, стремящихся оптимизировать ШВХ и акустические характеристики обычных силовых агрегатов. Просмотрите веб-сайт Simcenter и найдите решения, которые помогут решить проблемы NVH компонентов механической и автоматической коробки передач, а также всей системы, двигателей с умеренным гибридом и многого другого.

Перейдите на страницу NVH и акустика для обычных силовых агрегатов.

Журнал

Gears | Будущее автоматических коробок передач

В этом выпуске мы собираемся посмотреть, что ждет индустрию автоматических трансмиссий в будущем.

Экономия топлива способствует развитию отрасли

С момента введения в 1975 году корпоративных стандартов средней экономии топлива (CAFE) автопроизводители расходились с Министерством транспорта США (DOT) и Агентством по охране окружающей среды (EPA), чтобы уменьшить расход топлива легковых и легких грузовых автомобилей ( грузовые автомобили, фургоны и внедорожники), произведенные для продажи в США.

Обязательные правила экономии топлива впервые были введены в 1978 году для легковых автомобилей и в 1979 году для легких грузовиков. Средний стандарт CAFE для легковых автомобилей 1978 года составлял 18,0 миль на галлон; для легких грузовиков в 1979 г. составлял 17,0 миль на галлон. Стандарты CAFE с годами выросли до уровня, когда к 2010 году среднее пассажирское транспортное средство должно было выдавать 27,5 миль на галлон и в среднем 23,5 миль на галлон (включая средние грузовики малой грузоподъемности).

29 июля 2011 года федеральное правительство объявило о соглашении с тринадцатью крупными автопроизводителями об увеличении экономии топлива до 54.5 миль на галлон (в зависимости от площади транспортного средства) для легковых и легких грузовиков к 2025 году. Эти стандарты экономии топлива CAFE побуждают автопроизводителей производить более экономичные автомобили.

Производство экономичных автомобилей

С ужесточением стандартов CAFE в 2011 году автопроизводителям пришлось открывать новые горизонты при проектировании современных автомобилей.

Они установили компьютерные системы для управления работой двигателя, системы впрыска топлива для управления подачей топлива и трансмиссии с компьютерным управлением для управления переключением передач, чтобы соответствовать более строгим стандартам CAFE 2011 года.

Управляя двигателем и системами впрыска топлива, автопроизводители смогли максимально эффективно использовать свои двигатели, но этого было недостаточно для соблюдения стандартов CAFE. Автопроизводителям пришлось придумать что-то еще, чтобы соответствовать новым, более строгим стандартам. Именно тогда они решили заняться увеличением передаточных чисел трансмиссии.

Повышение передаточного числа

В начале 70-х годов для автомобилей было довольно распространено иметь трехступенчатую автоматическую коробку передач. В 80-х четырехступенчатая автоматическая коробка передач была распространена в большинстве автомобилей.Когда наступили 90-е, мы увидели несколько пятиступенчатых автоматов, но четырехступенчатая автоматическая коробка передач все еще использовалась в большинстве автомобилей.

К началу 2000-х годов большинство производителей автомобилей начали устанавливать на свои автомобили шестиступенчатые автоматические коробки передач, пытаясь соответствовать стандартам CAFE 2011 года. Время шло, и стандарты CAFE стали еще строже, автопроизводители продолжают совершенствовать конструкцию автоматических трансмиссий. Четырех-, пяти- и шестиступенчатые автоматические коробки передач прошлого не годятся для сегодняшних стандартов CAFE.

Сегодняшним автопроизводителям пришлось приложить немало усилий, чтобы разработать новые автоматические трансмиссии, чтобы соответствовать и превосходить стандарты CAFE 2016 года… и даже больше. Большинство автопроизводителей стремятся добавить еще больше передач. Семи-, восьми-, девяти- и десятиступенчатые автоматические трансмиссии уже используются в дороге или в разработке.

Давайте взглянем на некоторые из автоматических трансмиссий новой конструкции, которые используются сегодня или появятся в ближайшем будущем.

Автоматическая коробка передач нового дизайна

Seven Speed - первая автоматическая трансмиссия новой конструкции, которую мы собираемся обсудить, от Mercedes Benz. В 2003 году Mercedes Benz представил семиступенчатую автоматическую коробку передач 7G-TRONIC (рис. 1).

7G-TRONIC имеет семь передач переднего и заднего хода, а также коэффициент полезного действия 85%. Каким бы впечатляющим это ни было, автоматическая коробка передач 7G-TRONIC уже заменяется девятиступенчатой автоматической коробкой передач 9G-TRONIC, о которой мы поговорим немного позже.

Восемь скоростей — Далее мы рассмотрим восьмиступенчатую автоматическую коробку передач
. Это не новость для автомобильного мира: Toyota уже пару лет использует восьмиступенчатые автоматические коробки передач в своих моделях Lexus, а ZF производит восьмиступенчатые автоматические коробки передач вместо автоматической коробки передач ZF6HP.

Восьмиступенчатая автоматическая коробка передач ZF8HP (рис. 2) на 11% эффективнее трансмиссии серии ZF6HP. Он доступен в моделях BMW 760Li и 5 серии GT, Audi A8, Bentley и Rolls Royce Ghost.

Между тем, у General Motors есть собственная восьмиступенчатая автоматическая коробка передач (рис. 3), известная как 8L80 или 8L90, в зависимости от области применения. Восьмиступенчатая коробка передач 8L90 дебютировала в 2015 Chevrolet Corvette Z06 и Cadillac Escalade 2015 года.8L90 заменил своего предшественника, 6L90, в Chevrolet Silverado 2015 года выпуска и GMC Sierra and Yukon.

Девять скоростей — Daimler сломал стереотипы и разработал первую девятиступенчатую автоматическую коробку передач для Mercedes Benz. 9G-TRONIC (рис. 4) дебютировал в Mercedes Benz E350 Bluetec 2016 года выпуска. Он был разработан для замены своего предшественника, 7G-TRONIC, и имеет рейтинг эффективности почти 92%, что делает его на 7% более эффективным, чем 7G-TRONIC.

Ten Speeds — Стремясь соответствовать стандартам CAFE 2016 года, Ford Motor Company и General Motors совместно разработали десятиступенчатую автоматическую коробку передач для своих заднеприводных грузовиков и легковых автомобилей нового поколения. Это третий раз за последнее десятилетие, когда Ford и GM объединились для создания коробки передач.

Каждая компания производит свои собственные трансмиссии на своих заводах, но трансмиссии имеют схожие компоненты. Ford выпустил десятиступенчатую автоматическую коробку передач (рис. 5) в F150 Raptor 2016 года. General Motors выпустила свою десятиступенчатую автоматическую коробку передач для производства грузовых автомобилей Silverado и Sierra 2016 года.

Что дальше?

Поскольку Ford и GM производят десятиступенчатые автоматические коробки передач, вы можете задаться вопросом, а что дальше? Что ж, просто чтобы дать вам небольшое представление, Ford запросил патент на конструкцию новой заднеприводной одиннадцатиступенчатой автоматической коробки передач (рис. 6).Подумать только: одиннадцать скоростей вперед!

Что ж, вот и все: беглый взгляд на то, что ждет вас в будущем автоматических коробок передач. С разработкой новой конструкции автоматических коробок передач с девятью, десятью и одиннадцатью скоростями автопроизводители находятся на пути к тому, чтобы соответствовать последним стандартам CAFE и даже превосходить их.

Если вы лучше понимаете, что происходит в будущем, у вас не должно возникнуть проблем с тем, чтобы эти трансы продолжали работать.

Новые 8-ступенчатые и 10-ступенчатые автоматические коробки передач (Direct Shift-8AT и Direct Shift-10AT)

дек.06, 2016

Новые 8-ступенчатые и 10-ступенчатые автоматические коробки передач (Direct Shift-8AT и Direct Shift-10AT)

Характерная черта

Toyota разработала две новые автоматические трансмиссии ― 8-ступенчатую Direct Shift-8AT и 10-ступенчатую Direct Shift-10AT. Для обоих были приняты различные меры для минимизации потерь энергии и повышения эффективности передачи. Поверхности зубьев шестерни были обработаны с использованием новой техники для снижения коэффициента трения при зацеплении шестерен, а конфигурация фрикционного материала, используемого внутри муфты, была оптимизирована для снижения потери крутящего момента муфты примерно на 50 процентов во время вращения (по сравнению с обычным 6 -скоростной трансмиссии). Эти и другие усилия привели к достижению одного из лучших показателей эффективности передачи в мире *. Новые автоматические трансмиссии компактнее и легче обычных трансмиссий, что снижает потребность автомобиля в топливе.А их более низкий центр тяжести обеспечивает улучшенную устойчивость при движении по прямой и лучшую устойчивость на поворотах.

Кроме того, расширенные шестерни и недавно разработанный высокопроизводительный компактный гидротрансформатор сочетаются с более широким диапазоном блокировки передач. В результате получается быстрая и плавная реакция на нажатие педали акселератора, что создает «желаемое» ощущение непосредственного вождения.

В случае Direct Shift-10AT, даже несмотря на то, что количество передач было увеличено до 10 (по сравнению с восемью передачами в случае Direct Shift-8AT), использование передач с близким передаточным числом оптимизирует диапазон использования каждой передачи, особенно в диапазоне низких и средних скоростей.В результате плавное переключение передач, которое является одним из самых быстрых в мире ^*, создает ощущение ритмичности и комфорта, которое подходит для автомобиля премиум-класса с задним приводом.

По данным опроса Toyota на ноябрь 2016 г.

Новая 8-ступенчатая АКПП FF

Новая 10-ступенчатая АКПП FR

В дополнение к его высоким базовым характеристикам, которые характерны для Direct Shift-8AT, стремятся к отличным ходовым качествам для автомобиля премиум-класса FR
Использование коробки передач с близким передаточным числом и высшая скорость переключения передач мирового класса, обеспечивающая плавное вождение.
Непосредственно реагирует на работу акселератора водителя

О деталях Performance / Детали новых технологий

Производительность Direct Shift-8AT

Достигнута высшая эффективность передачи мирового класса

Реализация более отзывчивого ощущения от вождения, которое быстро реагирует на ускорение водителя

Компактная конструкция корпуса с многоступенчатым переключением передач и высокой производительностью

Подробная информация о новых технологиях Direct Shift-8AT

Диск фрикционный с малыми потерями крутящего момента

Потерянный крутящий момент был уменьшен на 50% за счет оптимизации формы сегментов фрикционного диска с целью улучшения силы сопротивления жидкости при отключенном сцеплении.

Высокопроизводительный компактный гидротрансформатор

Недавно разработанная система блокировки позволила расширить зону, в которой автомобиль может проехать при заблокированном сцеплении.

Производительность Direct Shift-10AT

Коробка передач с близким передаточным числом обеспечивает плавное и ритмичное переключение передач

Самое быстрое и безударное переключение передач

Реализация более отзывчивого ощущения от вождения, которое быстро реагирует на действия водителя по ускорению

Подробная информация о новых технологиях Direct Shift-10AT

Новая 10-ступенчатая зубчатая передача

10-скоростной AT с минимальным набором компонентов
Тот же размер с нынешним 8AT

Высокопроизводительный компактный гидротрансформатор

Продуманные технологии в компактном размере

Методы проектирования: автоматические трансмиссии легковых автомобилей

Автоматические коробки передач

— это преимущество для водителей, так как они автоматически меняют передаточные числа, избавляя водителя от необходимости переключать передачи вручную. Основная задача автоматической трансмиссии — позволить двигателю работать в своем диапазоне скоростей, автоматически обеспечивая широкий диапазон выходных скоростей (транспортного средства). В трансмиссии используются шестерни, чтобы более эффективно использовать крутящий момент двигателя и поддерживать работу двигателя на соответствующей скорости. Это руководство по проектированию предназначено для инженеров отрасли автоматических трансмиссий с любым опытом. Это последнее 4-е издание включает в себя новейшую информацию, а многие главы были расширены более подробными сведениями и обновлениями для конструктивных соображений, в первую очередь для преобразователей крутящего момента и пусковых устройств, шестерен / шлицев / цепей, подшипников, мокрого трения, одностороннего сцепление, насосы, уплотнения и прокладки, а также органы управления.Добавлены новые главы по смазке, трансмиссионным жидкостям, фильтрации и контролю загрязнения. Также были добавлены подробности о новейших технологиях трансмиссии, включая трансмиссии с двойным сцеплением и бесступенчатые трансмиссии.

Сводный URL:
Сводный URL:
Наличие:
Корпоративных авторов:
SAE International

400 Commonwealth Drive
Warrendale, PA Соединенные Штаты 15096-0001
Дата публикации: 2012

Язык

Информация для СМИ

Предмет / указатель терминов

Информация для подачи

Регистрационный номер: 01493235
Тип записи: Публикация
ISBN: 9780768011258
Файлы: TRIS
Дата создания: 19 декабря 2012 16:00

ZF разрабатывает 8-ступенчатую автоматическую коробку передач нового поколения для гибридных приводов

Фото любезно предоставлено ZF По оценкам

ZF, по крайней мере, 70% всех новых автомобилей в 2030 году по-прежнему будут иметь двигатель внутреннего сгорания. Тем не менее, подключаемый гибридный привод может значительно снизить выбросы CO2 двигателем. Это зависит от электрического диапазона и электроэнергии, которые должны позволять ездить в повседневном движении только с питанием от аккумулятора.

Основу для этого заложила модель

ZF, представив сменную 8-ступенчатую автоматическую коробку передач нового поколения. Электродвигатель имеет максимальную мощность 160 киловатт и непрерывную выходную мощность 80 киловатт. Максимальный крутящий момент, который может быть достигнут без включения двигателя внутреннего сгорания, составляет 450 ньютон-метров, что обеспечивает быстрое прохождение даже в электронном режиме.Это не требует значительного увеличения размера упаковки, поскольку ZF полагается на новое поколение электродвигателей собственной разработки и использует сварные медные стержни вместо спиральной медной проволоки. Эта технология, известная как «техника шпильки», позволяет значительно повысить уровень заполнения медью, что имеет решающее значение для удельной мощности.

Традиционно гибридные трансмиссии строятся на основе эффективной автоматической трансмиссии и замены гидротрансформатора на электродвигатель с более высокой удельной мощностью.Компания ZF изменила положение дел, разумно спроектировав свою 8-ступенчатую автоматическую коробку передач нового поколения для гибридизации с самого начала. Система модульной конструкции позволяет мягким, полным и подключаемым гибридным приводам достигать максимальной производительности от 24 до 160 киловатт. Силовая электроника больше не проектируется как отдельный блок, а вместо этого полностью интегрирована в корпус трансмиссии без увеличения внешних размеров трансмиссии. Благодаря новому, значительно меньшему по размеру гидравлическому блоку управления ZF создала необходимое пространство для установки электрических и электронных компонентов.

Каждый дополнительный компонент нового 8-ступенчатого конструктора также был продуман для гибридной работы. Это ясно видно, когда речь идет о масляном контуре. Раньше использовались два масляных насоса: очень эффективный насос с пластинчатой камерой, приводимый непосредственно от двигателя внутреннего сгорания, и второй электронасос и / или импульсная память для электрического режима. В будущем будет использоваться один насос с разделением мощности. Когда двигатель внутреннего сгорания выключен, он приводится в движение небольшим непосредственно подключенным электродвигателем.Механика новой системы трансмиссии также способствует эффективной гибридной работе. Хотя корпус остался прежним с четырьмя планетарными передачами и пятью элементами переключения, эффективность была дополнительно увеличена за счет точной настройки силы трения. Благодаря этому выбросы CO2 снизились на один грамм на километр при работе с двигателем внутреннего сгорания. При электрическом режиме работы соответственно увеличился запас хода.

ZF начнет производство 8-ступенчатой автоматической коробки передач нового поколения в Саарбрюккене, Германия, в 2022 году.Вскоре после этого состоится выход на рынок Китая и США.

Automatic Transmission Design Inc в Germantown, WI

Automatic Transmission Design Inc — это корпорация, расположенная по адресу W140 N10145 Hwy 145 в Джермантауне, штат Висконсин, которая получила от SBA ссуду в связи с коронавирусом в размере $ 113,800.00 в апреле 2020 года.

$ Информация о займе ГЧП

Компания Automatic Transmission Design Inc получила заем на выплату зарплаты в размере 113 800 долларов США через First-Citizens Bank & Trust Company, который был одобрен в апреле 2020 года.

Расчет заработной платы на 2019 г. на основе суммы ППС:

Согласно стандартным правилам участия в ГЧП, общие расходы на заработную плату Automatic Transmission Design Inc в 2019 году составили примерно $ 546240 , чтобы претендовать на получение суммы кредита ГЧП.

Исходя из заявленных 10 сохраненных рабочих мест, это равняется расчетной средней годовой оплате труда в размере 54 624 долларов США на одного сотрудника ¹.

Зарегистрированное использование процесса ГЧП:

Компания сообщила об использовании средств по займу ГЧП на следующие расходы:

Заработная плата: 113 800 долларов — Коммунальные услуги: 0 $ — Проценты по ипотеке: $ 0 — Аренда: $ 0 — Рефинансирование EIDL: $ 0 — Здравоохранение: $ 0 — Проценты по долгу: $ 0

Номер займа SBA 5006217307

Деловая информация — Automatic Transmission Design Inc in Germantown, WI

Статистика сравнения отраслевых ППС

По всей стране 12 717 предприятий отрасли «Магазины автомобильных запчастей и аксессуаров» получили в общей сложности 1 019 604 237 долларов.00 в кредитах ГЧП. На эти предприятия приходится 0% от общего числа поданных заявок на ГЧП, и они получили 0% от общего выделенного финансирования ГЧП.

Получатели ГЧП в этой отрасли сообщают, что в среднем сотрудников 10 , о той же сумме сообщила компания Automatic Transmission Design Inc и получила в среднем ссуды на сумму 80 176 долларов США, что на 30% меньше на ссуды этой компании в размере 113 800 долларов США.

Информационная политика FederalPay в области ГЧП

Администрация малого бизнеса (SBA) обнародовала данные о ссуде

с защитой зарплаты для всех частных компаний, получивших ссуду в рамках ГЧП.

Вся информация, отображаемая на этой странице, является общедоступной в соответствии с рекомендациями по займам ГЧП в соответствии с 5 U.S.C. § 552 (Закон о свободе информации) и 5 U.S.C. § 552a (Закон о конфиденциальности) и публикуется без изменений, как это предусмотрено SBA. FederalPay не изменяет данные и не претендует на их точность.

Любые исправления или модификации этих данных могут быть сделаны только через SBA. Для получения дополнительной информации см. Политику в отношении данных FederalPay PPP.

1. Расчет заработной платы и оценки заработной платы предполагают, что заемщик использовал стандартный расчет ППС 2,5 х среднемесячные расходы на заработную плату за 2019 год для определения права на получение кредита ГЧП. Методы расчета зависят от типа объекта. Пожалуйста, ознакомьтесь с последними официальными правилами расчета ГЧП SBA для полного объяснения методов расчета суммы кредита ГЧП.

2. Если заявленное количество сотрудников компании, разделенное на максимальную сумму диапазона ППС в соответствии с SBA, превышает 100 000 долларов, расчетная максимальная сумма кредита, полученного компанией, может быть скорректирована, чтобы предположить, что годовая зарплата на одного сотрудника не превышала 100 000 долларов используется в приложении PPP.Хотя сотрудники компании могут зарабатывать больше, 100 тысяч долларов на сотрудника — это максимальная сумма, которую можно использовать при расчетах права на участие в ГЧП.

Были ли полезны инструменты открытых данных FederalPay.org? Рассмотрите возможность пожертвования!

Автоматические трансмиссии: потребность в скорости

Если вы достаточно взрослые, чтобы помнить автоматическую коробку передач Powerglide от GM, то знаете, что для многих автомобилей того времени достаточно было всего двух передних передач.Двигатели той эпохи с большим рабочим объемом и малым числом оборотов вырабатывали достаточный крутящий момент, чтобы относительно тяжелые автомобили съезжали с конвейера на низкой передаче, а высокая передача обеспечивала комфортные обороты двигателя для движения на предельной скорости.

Все стало немного сложнее, когда несколько лет спустя GM представила трехступенчатую Turbo-Hydramatic, и с тех пор автоматические трансмиссии добавляют передние передачи. Сегодня обычным явлением стали автоматические коробки передач с восемью, девятью и даже десятью скоростями.Может показаться, что производители автомобилей участвуют в международной гонке вооружений с автоматическими трансмиссиями, каждый из которых пытается превзойти других, добавляя еще одну передачу к своим автоматическим трансмиссиям. Но причина на самом деле намного проще, и сводится к одному слову: эффективность.

В среднем, рабочий объем современных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) намного меньше, чем у больших кусков железа, которые были нормой во второй половине прошлого века. Эти меньшие двигатели развивают больше лошадиных сил на кубический дюйм, чем их предшественники.Но для наиболее эффективной работы и большей экономии топлива при минимальном уровне выбросов они лучше всего работают в относительно узком диапазоне оборотов. Это возможно благодаря многоскоростной трансмиссии. Когда требуется больше мощности и / или ускорения, трансмиссия понижает одну или несколько передач, чтобы приспособиться. При малых нагрузках трансмиссия может пропускать одну или несколько передач во время переключения на повышенную передачу до тех пор, пока не будет выбрана наиболее эффективная передача.

Существует много разных способов производства многоскоростной автоматической коробки передач, и в этой статье мы рассмотрим некоторые из наиболее инновационных решений.Мы также рассмотрим движение, которое выполнялось автоматическими трансмиссиями в противоположном направлении — назад к трансмиссиям с одной и, возможно, двумя передними передачами. Большие ленивые двигатели V8 не вернутся, но сегодня производятся электрические и гибридные силовые установки, которые более чем способны соответствовать выходному крутящему моменту V8. И для них одной-двух передач вперед более чем достаточно.

Многоскоростная трансмиссия
ZF 8HP — один из примеров восьмиступенчатой автоматической трансмиссии, оснащенной преобразователем крутящего момента, для заднеприводных и полноприводных конструкций.Есть четыре планетарных ряда, для которых требуется пять элементов переключения, из которых только два открыты на любой данной передаче. Для 8HP также требуется не более трех многодисковых сцеплений и двух тормозов. Поскольку на каждую передачу открываются только два элемента переключения передач, потери на лобовое сопротивление снижаются. Масляный насос типа вантип с параллельной осью также снижает потери сопротивления.

Хотя 8HP имеет на две скорости больше, чем предыдущий 6HP компании, размеры остались неизменными, а вес был уменьшен на 3%, включая масло.В то же время общий разброс передаточного числа 7: 1 гарантирует, что двигатель всегда находится в оптимальном рабочем диапазоне. Это приводит к улучшенному ускорению и снижению расхода топлива. Благодаря диапазону переменного крутящего момента, совместимости с полным приводом и широкому спектру вариантов гибридизации, 8HP является идеальным партнером практически для всех сегментов автомобилей и приложений.

ZF также производит девятиступенчатую автоматическую коробку передач. Несколько лет назад Ford и GM совместно работали над 10-ступенчатой автоматической коробкой передач.Эти две компании также работали вместе над разработкой 9-ступенчатой поперечной автоматической коробки передач для переднеприводных автомобилей и кроссоверов. ZF 9HP — автоматическая трансмиссия, разработанная для легковых автомобилей с переднеприводными двигателями, как с передним, так и с полным приводом. Девять скоростей достигаются с помощью четырех планетарных передач и шести элементов переключения. Зубчатые передачи вложены друг в друга для экономии места, а трансмиссия имеет широкий разброс передаточных чисел (почти 10: 1) с небольшими шагами между ступенями передаточного числа. 9HP также впервые в истории использует блокирующие кулачковые муфты в трансмиссии с переключением под нагрузкой легковых автомобилей.

Бесступенчатая трансмиссия
Бесступенчатая трансмиссия (CVT) — это автоматическая трансмиссия с ременным приводом, которая может плавно переключаться в непрерывном диапазоне эффективных передаточных чисел. Это контрастирует с другими традиционными трансмиссиями, которые предлагают фиксированное количество передаточных чисел. Гибкость вариатора позволяет входному валу поддерживать постоянную скорость даже при изменении выходной скорости.

Конструкция трансмиссии CVT с ременным приводом обеспечивает КПД примерно 88%, что не так хорошо, как у механической трансмиссии, но лучше, чем у многих обычных автоматических коробок передач.Конструкция вариатора позволяет двигателю работать с наиболее эффективной скоростью в широком диапазоне скоростей автомобиля. Когда мощность важнее экономии, передаточное число вариатора можно изменить, чтобы двигатель мог вращаться на тех оборотах, на которых он производит наибольшую мощность.

Вождение автомобиля с вариатором может сбить с толку водителя, привыкшего к характеристикам традиционной трансмиссии. При движении от остановки двигатель сразу переходит на точку оборотов и остается там, пока автомобиль разгоняется.Это может звучать и звучать так, будто сцепление пробуксовывает или возникла проблема с автоматической коробкой передач. Некоторые производители обходят это ощущение, искусственно создавая «шестеренки». Это предварительно установленные точки, в которых два шкива будут иметь определенные относительные размеры, как у обычных шестерен. По мере ускорения транспортного средства CVT сохраняет эти заданные размеры шкивов, создавая ощущение переключения передач при выборе каждого нового набора размеров шкивов.

В отличие от обычной трансмиссии, эти шестерни представляют собой не что иное, как программные настройки, определяющие относительные размеры двух шкивов.Таким образом, «передаточное число» можно изменить в любой момент. Вариатор в Subaru WRX имеет экономичный режим с шестью скоростями и режим производительности с восемью скоростями. Toyota утверждает, что вариатор Corolla имеет семь скоростей. Все это кажется довольно упрощенным, поскольку оригинальным преимуществом CVT является то, что он способен обеспечивать потенциально неограниченное количество передаточных чисел. Принуждение шкивов к остановке в определенных точках для обеспечения «ощущения» традиционной трансмиссии — это победа для маркетинга над разработкой.

Коробки передач с двойным сцеплением
Коробки передач с двойным сцеплением (DCT) имеют несколько разных названий в зависимости от производителя автомобиля.Некоторые немецкие производители используют аббревиатуру DSG, которая означает коробку передач с прямым переключением или коробку передач с прямым выбором. В оригинальном немецком языке это direkt-schalt getriebe . Первые коробки передач с двойным сцеплением были разработаны для гоночных автомобилей Porsche 962 1980-х годов.

Коробка передач с двойным сцеплением — это автоматизированная механическая коробка передач, в которой используются два отдельных сцепления для нечетной и четной передач. Хотя обычно они работают в полностью автоматическом режиме, многие также могут вручную переключать передачи в полуавтоматическом режиме.Две муфты расположены концентрически: большая внешняя муфта приводит в движение шестерни с четными номерами, а внутренняя муфта меньшего размера приводит в движение шестерни с нечетными номерами. При переключении на повышенную и понижающую передачи DCT переключается последовательно, чередуя нечетную и четную передачи.

Переключение передач может выполняться без прерывания распределения крутящего момента на ведущие колеса. Крутящий момент двигателя передается на одно сцепление, когда оно отсоединено от другого сцепления. Поскольку альтернативные передаточные числа могут предварительно выбрать нечетную передачу на одном валу шестерни, когда автомобиль движется на четной передаче (или наоборот), следующее переключение на повышенную или пониженную передачу можно предвидеть и предварительно выбирать, что позволяет переключать DCT быстрее, чем обычное механическая коробка передач.Это было его изначальным преимуществом в гоночном приложении.

В трансмиссиях

с двойным сцеплением используются либо два мокрых многодисковых сцепления, либо два сухих однодисковых сцепления. Конструкция с мокрым сцеплением обычно используется в автомобилях с более высоким выходным крутящим моментом, а конструкция с сухим сцеплением подходит для небольших автомобилей с меньшим выходным крутящим моментом. Преимуществом конструкции сухого сцепления является повышение топливной экономичности, поскольку насосные потери конструкции мокрого сцепления исключаются.

Преимущество автоматической коробки передач с двойным сцеплением, которое разделяют оба типа сцепления, заключается в улучшенной экономии топлива по сравнению с обычной автоматической коробкой передач с гидротрансформатором.DCT можно переключить в нейтральное положение, отключив оба сцепления при остановке автомобиля. Это позволяет двигателю продолжать работать, но снижает нагрузку, улучшая экономию топлива и уменьшая вибрацию. Когда водитель отпускает тормоз, включается одно из двух сцеплений.

Трансмиссии Multiclutch
Когда цена не имеет значения, производитель транспортных средств действительно может проявить творческий подход, отказавшись от большинства устоявшихся концепций конструкции автоматической трансмиссии. Koenigsegg, шведский производитель экзотических автомобилей, представил Light Speed Transmission (LST) в своей модели Jesko 2019 года.LST состоит из девяти передач переднего хода и семи мокрых многодисковых муфт в компактном корпусе. LST может очень быстро переключаться между передачами вверх и вниз благодаря одновременному размыканию и замыканию сцеплений.

Koenigsegg утверждает, что LST способна переключаться намного быстрее, чем обычная коробка передач с двойным сцеплением, отчасти потому, что она может одновременно переключаться между и своими передними скоростями, тогда как DCT должны прогнозировать и предварительно выбирать следующую передачу.Если водитель передумает или нагрузка изменится, DCT должен отменить выбор и снова выбрать, что приведет к небольшому прерыванию крутящего момента на колесах. DCT также являются секвентальными, поэтому они не могут пропускать передачи. Они переключаются с интервалом в одну передачу — например, с 7-й на 6-ю, 5-ю, 4-ю.

Система многократного сцепления LST может мгновенно выбрать нужную передачу, минуя несколько передаточных чисел, если это необходимо для удовлетворения спроса. Конструкция мультисцепления LST управляется технологией UPOD (предельная мощность по требованию), чтобы выбрать оптимальную передачу для максимальной мощности с легким переключением передач, независимо от того, находится ли эта передача на расстоянии одной, двух или даже пяти передач.UPOD использует скорость автомобиля и двигателя для определения правильной передачи для максимальной мощности и предписывает LST включить эту передачу независимо от ее отношения к текущей передаче.

LST предлагает как обычное (однократное), так и UPOD переключение передач. Подрулевые лепестки переключения передач и центральный переключатель имеют зубчатые механизмы, которые позволяют переключать оба типа. Нажмите желаемый подрулевой переключатель или центральный переключатель до первой ступени, и трансмиссия мгновенно переключит одну передачу, как обычно. Нажмите подрулевой переключатель или центральный переключатель выше этой первой отметки, чтобы активно использовать прыжковые возможности UPOD.Интеллектуальная система UPOD трансмиссии мгновенно определит оптимальную передачу и автоматически включит эту передачу.

Двухскоростная трансмиссия
Вместо использования односкоростной коробки передач, как в большинстве электромобилей, Porsche Taycan EV имеет двухскоростной блок сзади и односкоростной блок спереди. Более низкое передаточное число используется до 62 миль в час, что означает, что оно может умножить коэффициент крутящего момента электродвигателя перед переключением на более экономичную вторую передачу.

Высшая передача двух передаточных чисел соответствует передаче двигателя, ведущего передние колеса.Таким образом, на более высоких крейсерских скоростях два двигателя вращаются примерно с одинаковой скоростью. Шаг между двумя передачами большой, второе передаточное число примерно вдвое меньше первого.

В течение большей части движения Taycan работает с включенной высшей передачей. Запуск первой передачи происходит при выборе режима Sport или Sport Plus. Для запуска на 1-й передаче в нормальном режиме требуется большой импульсный акселератор. Кулачковая муфта может полностью отсоединить задний двигатель от коробки передач, позволяя Taycan управлять автомобилем с передним приводом в режиме Range или при очень легких нагрузках.

Двухступенчатая коробка передач Taycan была разработана компанией Porsche. Другие производители также представили двухскоростные модели, разработанные для электромобилей. ZF анонсировала двухступенчатую трансмиссию без сцепления для электромобилей, которая может обеспечить более высокую максимальную скорость и 5% повышение эффективности на шоссе. Многие производители электромобилей доводят их до максимальной скорости около 125 миль в час. Для этого потребовался двигатель большего размера, чем могло бы быть необходимо, в сочетании с более высоким передаточным числом, чем могло бы быть идеально для езды по городу.

«До сих пор производители электромобилей должны были выбирать между высоким начальным крутящим моментом и высокой максимальной скоростью», — сказал Берт Хеллвиг, глава отдела систем электронной мобильности в ZF. «Сейчас мы решаем этот конфликт, и новый привод будет совместим с мощными и тяжелыми автомобилями».

Например, электрические внедорожники или пикапы, буксирующие прицепы, могут получить выгоду от нескольких передаточных чисел, чтобы максимизировать мощность на низких скоростях без ущерба для эффективности. Без сомнения, Porsche пошел с двухступенчатой коробкой передач для Taycan, чтобы он мог обеспечить высокую производительность и скорость, которыми он славится, а также обеспечил полезный диапазон батареи.

Односкоростная трансмиссия
Для большинства электромобилей достаточно односкоростной трансмиссии. Способность электродвигателя развивать полный крутящий момент с 0 об / мин устраняет необходимость в понижающей передаче для преодоления инерции и приведения автомобиля в движение с места. Промежуточные шестерни тоже не нужны.

Volkswagen называет односкоростную коробку передач в своем электромобиле ID.3 двухступенчатой односкоростной коробкой передач. При движении задним ходом система электропривода просто меняет направление.Чтобы достичь максимальной мощности 150 кВт, электропривод должен вращаться с высокой скоростью. Для обеспечения высокого крутящего момента используется передаточное число 10: 1. Для экономии места коробка передач имеет двухступенчатую конструкцию с двумя меньшими зубьями вместо одной большой. В результате электродвигатель привода ID.3 обеспечивает максимальный крутящий момент 310 Нм постоянно в широком диапазоне скоростей. Максимальная скорость 100 миль / ч достигается при максимальных 16 000 об / мин. Для модели ID.3, которая оптимизирована для максимальной дальности, использование одной передачи для всех дорожных ситуаций вполне подходит.

Коробки передач с прямым приводом
Система прямого привода Koenigsegg (KDD), в которой отсутствует возможность выбора передаточного числа, была впервые установлена на Regera 2015 года. KDD удаляет традиционную коробку передач из автомобиля и обеспечивает прямой привод на заднюю ось от ДВС, без необходимости использования нескольких передач или трансмиссии CVT. По сути, автомобиль все время находится на эквиваленте 7-й передачи.

Ключевые компоненты системы KDD:

• Три электродвигателя с осевым потоком,
• Улучшенный момент блокировки,
• Сверхплотный и сверхкомпактный аккумулятор.

ДВС Regera развивает 1100 л.с. и 1250 Нм крутящего момента, но его максимальный крутящий момент недоступен при 0 об / мин. Таким образом, когда Regera отъезжает от остановки, основной крутящий момент создается тремя электродвигателями. Электродвигатели обеспечивают мгновенный крутящий момент от 0 об / мин и действуют как нижние передачи традиционной трансмиссии, обеспечивая плавное (и довольно мощное) движение Regera из состояния покоя.

Система электропривода Regera обеспечивает 670 л.с. и 3500 Нм крутящего момента непосредственно на задние колеса, доступные в состоянии покоя до 3500 об / мин кривошипа.В этот момент крутящий момент электродвигателя начинает снижаться, даже если он способствует скорости вращения коленчатого вала до 8000 об / мин. HydraCoup передает мощность от ДВС на трансмиссию по мере ускорения Regera, пока HydraCoup не заблокируется и не будут задействованы полная мощность и крутящий момент ДВС.

Устройство автоматической коробки передач АКПП автомобиля

Устройство автоматической коробки передач (АКПП) —

Что такое АКПП, коробка автомат?

Из чего состоит АКПП?

Фрикционные муфты («пакеты»)

Обгонные муфты

Планетарный редуктор

Тормозные ленты

ATF (Automatic Transmission Fluid)

Устройство и принцип действия АКПП

Устройство и принцип действия АКПП

Особенности эксплуатации АКПП легковых автомобилей

Конструкция и принцип работы автоматической коробки передач

Составные части трансмиссии

Трансформатор

Планетарный редуктор

Гидравлическая система

Разновидность АКПП | Сервис «АКПП 24»

Традиционная гидравлическая АКПП

Роботизированные АКПП

Вариаторы (бесступенчатые АКПП)

Рабочие функции исполнительных устройств АКПП

Рабочие функции исполнительных устройств АКПП

Избегайте дрожания сцепления в конструкции автоматической коробки передач

Узнайте, как оптимизировать процесс проектирования автоматической коробки передач и избежать дрожания сцепления

Расширьте границы оценки производительности NVH, приняв подход к разработке на основе моделей (MBD)

Дополнительные решения для оптимизации шумоизоляции и акустики силовых агрегатов

Gears | Будущее автоматических коробок передач

Экономия топлива способствует развитию отрасли

Производство экономичных автомобилей

Повышение передаточного числа

Автоматическая коробка передач нового дизайна

Что дальше?

Новые 8-ступенчатые и 10-ступенчатые автоматические коробки передач (Direct Shift-8AT и Direct Shift-10AT)

Новые 8-ступенчатые и 10-ступенчатые автоматические коробки передач (Direct Shift-8AT и Direct Shift-10AT)

Новая 8-ступенчатая АКПП FF

Новая 10-ступенчатая АКПП FR

Производительность Direct Shift-8AT

Достигнута высшая эффективность передачи мирового класса

Реализация более отзывчивого ощущения от вождения, которое быстро реагирует на ускорение водителя

Компактная конструкция корпуса с многоступенчатым переключением передач и высокой производительностью

Подробная информация о новых технологиях Direct Shift-8AT

Диск фрикционный с малыми потерями крутящего момента

Высокопроизводительный компактный гидротрансформатор

Производительность Direct Shift-10AT

Коробка передач с близким передаточным числом обеспечивает плавное и ритмичное переключение передач

Самое быстрое и безударное переключение передач

Реализация более отзывчивого ощущения от вождения, которое быстро реагирует на действия водителя по ускорению

Подробная информация о новых технологиях Direct Shift-10AT

Новая 10-ступенчатая зубчатая передача

Высокопроизводительный компактный гидротрансформатор

Методы проектирования: автоматические трансмиссии легковых автомобилей

Автоматические коробки передач

Язык

Информация для СМИ

Предмет / указатель терминов

Информация для подачи

ZF разрабатывает 8-ступенчатую автоматическую коробку передач нового поколения для гибридных приводов

Automatic Transmission Design Inc в Germantown, WI

$ Информация о займе ГЧП

Расчет заработной платы на 2019 г. на основе суммы ППС:

Зарегистрированное использование процесса ГЧП:

Деловая информация — Automatic Transmission Design Inc in Germantown, WI

Статистика сравнения отраслевых ППС

Информационная политика FederalPay в области ГЧП

Автоматические трансмиссии: потребность в скорости

Добавить комментарий Отменить ответ