Традиционно автоматической называют гидромеханическую коробку передач.
Автоматическая коробка передач состоит из гидротрансформатора, механической коробки передач и системы управления (рис.
8). На коробках-автоматах, устанавливаемых на переднеприводные легковые автомобили, в конструкцию включены главная передача и дифференциал.
Гидротрансформатор предназначен для передачи и изменения крутящего момента от двигателя к механической коробке передач, а также уменьшения вибраций. Конструкция гидротрансформатора включает насосное, турбинное и реакторное колеса, блокировочную муфту, муфту свободного хода. Гидротрансформатор помещен в собственный корпус.
1. вал турбинного колеса 2. солнечная шестерня одинарного планетарного ряда
3. сателлиты одинарного планетарного ряда 4. водило одинарного планетарного ряда 5. шестеренный насос 6. фрикционная муфта 7. фрикционный тормоз
8. коронная шестерня одинарного планетарного ряда 9. обгонная муфта
10. коронная шестерня сдвоенного планетарного ряда 11. водило сдвоенного планетарного ряда 12. длинные сателлиты сдвоенного планетарного ряда
13. короткие сателлиты сдвоенного планетарного ряда 14. большая солнечная шестерня сдвоенного планетарного ряда 15. малая солнечная шестерня сдвоенного планетарного ряда, А — подводимый крутящий момент Б — отбор мощности
Рисунок 8 — Схема автоматической коробки передач
Насосное колесо соединено с коленчатым валом двигателя. Турбинное колесо связано с механической коробкой передач. Между насосным и турбинным колесами располагается неподвижное реакторное колесо. Все колеса гидротрансформатора оснащены лопастями определенной формы, между которыми предусмотрены каналы для прохода рабочей жидкости.
Блокировочная муфта служит для блокировки гидротрансформатора в определенных режимах работы автомобиля. Муфта свободного хода (другое название — обгонная муфта) обеспечивает вращение жестко закрепленного реакторного колеса в противоположную сторону.
Все конструктивные элементы гидротрансформатора расположены в корпусе, который заполнен специальной рабочей жидкостью ATF (Automatic Transmissions Fluid).
Работа гидротрансформатора осуществляется по замкнутому циклу. От насосного колеса поток жидкости передается на турбинное колесо, далее на реакторное колесо. За счет конструкции лопастей реактора скорость потока усиливается. Поток направляется на насосное колесо и заставляет его вращаться быстрее, тем самым увеличивается величина крутящего момента. Максимальную величину крутящего момента гидротрансформатор развивает на минимальной скорости.
С увеличением частоты вращения коленчатого вала двигателя, угловые скорости насосного и турбинного колес выравниваются, а поток жидкости меняет свое направление. При этом срабатывает муфта свободного хода и реакторное колесо начинает вращаться. Гидротрансформатор работает в режиме гидромуфты (передает только крутящий момент).
C дальнейшим ростом скорости происходит блокировка гидротрансформатора, при которой замыкается блокирующая муфта, и передача крутящего момента от двигателя к механической коробке передач происходит напрямую. Гидротрансформатор блокируется практически на всех передачах.
В современных автоматических коробках режим с проскальзывающей муфтой блокировки гидротрансформатора, который предшествует полной блокировке. Режим реализуется при определенных условиях (скорость, нагрузка) во время разгона автомобиля и позволяет снизить расход топлива, обеспечить комфорт при переключении передач.
Механическая коробка передач в составе АКПП служит для ступенчатого изменения крутящего момента, а также обеспечивает движение автомобиля задним ходом. На автоматических коробках, как правило, применяются планетарные редукторы, отличающиеся компактностью и возможностью соосной работы. Механическая коробка передач состоит из нескольких (обычно двух) планетарных редукторов, соединенных последовательно для совместной работы. Объединение планетарных редукторов позволяет обеспечить необходимое число ступеней работы. Современные автоматические коробки выполняются шестиступенчатыми, семиступенчатыми, восьмиступенчатыми (Audi, Bentley, BMW, Chrysler, Jaguar, Lexus) и даже девятиступенчатыми (Mercedes, Land Rover).
Планетарный редуктор в коробке передач состоит из нескольких последовательных планетарных передач, образующих планетарный ряд. Каждая планетарная передача включает солнечную шестерню, сателлиты, коронную шестерню и водило.
Изменение крутящего момента и передача вращения производится при условии блокировки одного или двух элементов планетарного ряда (солнечной шестерни, коронной шестерни, водила). Блокировка коронной шестерни планетарного ряда приводит к увеличению передаточного отношения. Неподвижная солнечная шестерня, наоборот, уменьшает передаточное отношение. Блокировка водило приводит к смене направления вращения.
Блокировку осуществляют соответствующие фрикционные муфты и тормоза (обходное название — фрикционы). Муфта блокирует элементы планетарного ряда между собой. Тормоз удерживает конкретные элементы редуктора за счет соединения с корпусом коробки. В различных конструкциях АКПП используются многодисковые или ленточные тормоза.
Муфты и тормоза замыкаются с помощью гидроцилиндров, которые управляются из распределительного модуля. В конструкции коробки может применяться обгонная муфта, которая удерживает водило от вращения в противоположную сторону.
Таким образом, механизмами переключения передач в автоматической коробке являются фрикционные муфты и тормоза. Работа АКПП заключается в выполнении определенного алгоритма включения и выключения муфт и тормозов.
На современных автоматических коробках передач применяется электронная система управления, которая включает входные датчики, электронный блок управления, распределительный модуль и рычаг селектора.
Непосредственное управление АКПП осуществляется рычагом селектора. Выбор нужного режима работы коробки производится перемещением рычага в определенное положение:
Р — режим парковки;
R — режим заднего хода;
N — нейтральный режим;
D — движение вперед в режиме автоматического переключения передач;
S — спортивный режим.
На отдельных коробках реализуется т.н. режим «кик-даун» (kick-down), предполагающий резкое ускорение автомобиля путем переключения на пониженную передачу. Необходимость ускорения определяется с помощью датчика положения педали газа.
Заключение
От совершенства конструкции и технического состояния оборудования автомобиля зависят его эксплуатационная надежность и производительность.
В результате выполнения реферата проанализированы назначение, устройство и принцип работы одной из важнейших составных частей трансмиссии автомобиля — коробки переключения передач.
Таким образом, цель работы достигнута.
Список литературы
Автомобили: Основы конструкции: учебник для вузов /
В. К. Вахламов. — М.: ИЦ «Академия», 2004. — 528 с.
Богатырев А.В. и др. Автомобили / А. В. Богатырев, Ю.К. Есеновский-Лашков, М. Л. Насоновский, В. А. Чернышев. Под. ред. А. В. Богатырева. — М., Колос
С, 2004. — 496 с.
Иванов А.М., Солнцев А. Н., Гаевский В. В Основы конструкции автомобилей — М.: За рулем, 2005. — 336 с Пузанков А. Г. Автомобили: Конструкция, теория и расчёт — М.: Академия, 2007. — 544 с Нарбут А. Н. Автомобили: рабочие процессы и расчет механизмов и систем: учебник для студ. высш. учеб. заведений / А. Н. Нарбут. -
2-е изд., испр. — М.: Издательский центр «Академия», 2008. — 256 с.
Чумаченко Ю.Т., Герасименко А. И., Рассанов Б. Б. Автослесарь. Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобилей, учебное пособие — Ростов-на-Дону: ИЦ Феникс — 2009 — 576 с.
