Устройството и принципът на автоматичната скоростна кутия

Всички двигатели с вътрешно горене на автомобил са сдвоени с трансмисия. Днес има огромно разнообразие от скоростни кутии, но условно те могат да бъдат разделени на две категории:

• Ръчна скоростна кутия или ръчна скоростна кутия;
• Автоматична скоростна кутия или автоматична трансмисия.

Що се отнася до "механиката", тук разликите се отнасят само до броя скорости и характеристиките на вътрешната структура. Разказано е повече за устройството с ръчна трансмисия тук... Нека се съсредоточим върху автоматичната трансмисия: нейната структура, принцип на действие, нейните предимства и недостатъци в сравнение с механичните аналози, а също така ще обсъдим основните правила за използване на „машината“.

Какво е автоматична скоростна кутия

За разлика от механичната кутия, в автоматичен аналог скоростта се превключва от автоматичната. По този начин участието на водача се свежда до минимум. В зависимост от дизайна на трансмисията, водачът или избира подходящия режим на селектора, или периодично дава определени команди на „робота“ за превключване на желаната предавка.

Производителите са помислили за необходимостта от създаване на автоматични скоростни кутии, за да се намалят резки при смяна на предавките от водача в ръчен режим. Както знаете, всеки шофьор има свои навици за шофиране и за съжаление те далеч не са полезни. Като пример обърнете внимание на най-често срещаните грешки, които често водят до отказ на механиката. Ще намерите тази информация в отделна статия.

История на изобретението

За първи път идеята за превключване на предавките в автоматичен режим беше реализирана от Hermann Fittenger. Трансмисията на немски инженер е проектирана през 1902г. първоначално е бил използван на кораби.

Две години по -късно братята Statewent (Бостън) представиха модернизирана версия на механичната кутия, но всъщност това беше първият „автоматик“. Планетарната трансмисия е инсталирана в автомобили Ford Model T. Принципът на автоматичната трансмисия е, че водачът, използвайки един педал, увеличава или намалява предавката. Обратната скорост се активира от отделен педал.

Следващият етап от "еволюцията" на автоматичната трансмисия пада в средата на 30-те години. GM е усъвършенствал съществуващия механизъм, като е добавил хидравлично планетарно задвижване. В полуавтомата все още имаше съединител.

Паралелно с General Motors, инженерите на Chrysler добавиха хидравличен съединител към дизайна на трансмисията. Благодарение на този дизайн кутията е престанала да има твърда връзка на задвижващите и задвижваните валове. Това гарантира плавно превключване на предавките. Механизмът също получи претоварване. Това е специален овърдрайв (предавателно отношение по-малко от 1), което замества двустепенната скоростна кутия.

Първата серийна разработка на автоматична скоростна кутия е модел на GM. Механизмът започва да се произвежда през 1940 г. Устройството на такава трансмисия съдържа течно съединение в комбинация с планетарна скоростна кутия за 4 позиции. Превключването се извършва с помощта на хидравлика.

Устройство за автоматична трансмисия

В сравнение с ръчната скоростна кутия, автоматичната трансмисия има по-сложно устройство. Ето основните елементи на автоматичната скоростна кутия:

• Преобразувателят на въртящия момент е контейнер с трансмисионна течност (ATF). Целта му е да предава въртящ момент от двигателя с вътрешно горене към задвижващия вал на кутията. Колелата на турбината, помпата и реактора са монтирани вътре в корпуса. Също така, преобразувателят на въртящия момент включва два съединителя: блокиращ и свободен ход. Първият гарантира, че преобразувателят на въртящия момент е заключен в необходимия режим на предаване. Вторият позволява на колелото на реактора да се върти в обратна посока.
• Планетарно зъбно колело - набор от валове, съединители, барабани, които осигуряват зъбни колела нагоре и надолу. Този процес се осъществява чрез промяна на налягането на работната течност.
• Блокът за управление - преди е бил хидравличен, но днес се използва електронна версия. ECU записва сигнали от различни сензори. Въз основа на това управляващият блок изпраща сигнали към устройствата, от които зависи промяната в режима на работа на механизма (клапани на корпуса на клапаните, които насочват потока на работната течност).
• Сензорите са сигнални устройства, които записват работата на различни предавателни елементи и изпращат подходящи сигнали към ECU. Кутията съдържа следните сензори: честотата на входно и изходно въртене, температура и налягане на маслото, положението на дръжката (или шайбата в много съвременни автомобили) на селектора.
• Маслена помпа - създава налягането, необходимо за завъртане на съответните лопатки на преобразувателя.

Всички елементи на автоматичната трансмисия са в един случай.

Принципът на работа и експлоатационен живот на автоматичната трансмисия

Докато автомобилът се движи, блокът за управление на трансмисията анализира натоварването на двигателя и в зависимост от индикаторите изпраща сигнали до елементите за управление на преобразувателя на въртящия момент. Трансмисионната течност с подходящо налягане движи съединителите в планетарната предавка. Това променя предавателното число. Скоростта на този процес зависи и от скоростта на самия транспорт.

Няколко фактора влияят върху работата на устройството:

• Ниво на масло в кутията;
• Автоматичната скоростна кутия работи правилно при определена температура (около 80^оВ), следователно през зимата се нуждае от отопление, а през лятото се нуждае от охлаждане;
• Автоматичната скоростна кутия се охлажда по същия начин като двигателя - с помощта на радиатор;
• Налягане на маслото (средно тази цифра варира от 2,5 до 4,5 бара.).

Ако следите навреме здравето на охладителната система, както и горепосочените фактори, кутията ще издържи до 500 хиляди пробег. Въпреки че всичко зависи от това колко внимателен е шофьорът към процедурата за поддръжка на трансмисията.

Важен фактор, влияещ върху ресурса на кутията, е използването на оригинални консумативи.

Основни режими на автоматична скоростна кутия

Въпреки че машината превключва предавките в автоматичен или полуавтоматичен режим, водачът може да зададе специфичен режим, необходим за конкретна ситуация. Основните режими са:

• R - режим на паркиране. По време на активирането му (съответното положение на лоста на селектора), задвижващите колела са блокирани. Когато лостът е в това положение, трябва да стартирате и спрете двигателя. В никакъв случай не трябва да активирате тази функция по време на шофиране;
• R - задна предавка. Както при механиката, този режим трябва да се включва само когато машината е напълно спряла;
• N - неутрално или не е активирана нито една от функциите. В този режим колелата се въртят свободно, машината може да се движи дори при включен мотор. Не се препоръчва използването на този режим за спестяване на гориво, тъй като двигателят обикновено изразходва повече гориво при празен ход, отколкото при включена скорост (например при спиране на двигателя). Този режим е наличен в колата, в случай че колата трябва да бъде теглена (въпреки че някои автомобили не могат да бъдат теглени);
• D - този режим позволява на автомобила да се движи напред. Самата електроника контролира смяната на скоростите (надолу / нагоре). В този режим автоматиката използва функцията за спиране на двигателя при отпускане на педала на газта. Когато този режим е активиран, трансмисията се опитва да задържи автомобила, когато е надолу (ефективността на задържане зависи от ъгъла на наклон).

Допълнителни режими на автоматична скоростна кутия

В допълнение към основните режими, всяка автоматична скоростна кутия е снабдена с допълнителни функции. Всяка автомобилна компания оборудва своите модели с различни възможности за трансмисия. Ето някои от тях:

• 1 (понякога L) - трансмисията не включва втора предавка, но позволява на двигателя да се върти до максимална скорост. Този режим се използва на изключително трудни пътни участъци, например на стръмни и дълги склонове;
• 2 - подобен режим, само в този случай кутията няма да се издигне над втората предавка. Най-често в това положение автомобилът може да достигне максимум 80 км / ч;
• 3 (или S) - друг ограничител на скоростта, само че това е третата предавка. Някои шофьори го използват за изпреварване или силно ускорение. Без да преминава на скорост 4, двигателят се върти до максимална скорост, което има положителен ефект върху ускорението на автомобила. Обикновено в този режим автомобилът може да ускори до 140 км / ч. (основното е да следвате иглата на тахометъра, така че да не навлиза в червената зона).

Много машини са оборудвани с полуавтоматичен режим на превключване на предавките. Едно от имената на такива модификации е Tiptronic. Селекторът в тях ще има отделна ниша отстрани на основните режими.

Символите + и - ви позволяват да превключите на съответната предавка в "ръчен" режим. Това, разбира се, е относително ръчен режим, тъй като процесът все още се коригира от електрониката, така че водачът да не разваля трансмисията с неправилни действия.

Можете да държите натиснат педала на газта, когато сменяте предавките. Този допълнителен режим е достъпен за шофиране по трудни пътни участъци като сняг или стръмни склонове.

Друг допълнителен режим, който може да присъства в автоматичната скоростна кутия, е "Зима". Всеки производител го назовава по свой начин. Например, селектор може да има снежинка или W, написана върху нея, или може да казва "Сняг". В този случай автоматиката няма да позволи на задвижващите колела да се плъзгат по време на началото на движението или при превключване на скоростта.

В зимен режим колата ще потегли от втора предавка, а скоростите ще се превключват при по-ниски обороти на двигателя. Някои хора използват този режим, когато шофират в пясък или кал през лятото. В горещ период на добър път не трябва да използвате тази функция, тъй като кутията бързо ще прегрее поради работа с повишено натоварване.

В допълнение към изброените режими, предаването на някои автомобили има спортен режим (предавките са включени при по-високи обороти) или Shift Lock (функцията за превключване на лоста на селектора може да се активира дори когато двигателят е изключен).

Как да управлявам автоматична скоростна кутия

Въпреки че превключването на предавките при тази трансмисия изисква минимално участие на водача, не е напълно изключено. Ето основните стъпки за правилното използване на автоматична скоростна кутия.

Основни правила за използване на машинната кутия

Началото на движението трябва да се извърши в следната последователност:

• Стискаме педала на спирачката;
• Стартираме двигателя (при заглушен двигател лостът не може да се движи);
• Натиснете бутона за заключване на превключвателя за режим (ако е наличен). Обикновено се намира отстрани или отгоре на дръжката;
• Преместваме лоста на селектора в позиция D (ако трябва да направите резервно копие, изберете R). Скоростта се активира след една до две секунди след задаване на необходимия режим и двигателят леко ще намали скоростта.

Движението на автомобила трябва да се извършва, както следва:

• Пуснете педала на спирачката;
• Самата кола ще започне да се движи (ако стартът се извършва нагоре, тогава трябва да добавите газ);
• Режимът на шофиране се определя от естеството на натискане на педала за газ: ако се натисне рязко, автомобилът ще бъде по-динамичен, ако се натисне плавно, автомобилът ще ускори плавно и предавките ще се включат по-бавно;
• Ако се наложи рязко ускоряване, натиснете педала на пода. Активирана е функцията за сваляне. В този случай кутията превключва на по-ниска предавка и завърта двигателя до по-високи обороти, за да ускори автомобила. Това обаче не винаги осигурява максимална динамика. В този случай е по-добре да поставите лоста на селектора в режим S или 3, тогава скоростта няма да превключи на четвърта предавка, а ще ускори на трета.

Спираме както следва:

• Пускаме педала за газ;
• Ако трябва да спрете по-бързо, натиснете спирачката;
• За да предотвратите движението на автомобила, задръжте спирачката;
• Ако ограничителят е кратък, тогава лостът на селектора е оставен в режим D, а ако е по-дълъг, тогава го прехвърляме в режим N. В този случай двигателят няма да изгори напразно гориво. За да предотвратите произволно движение на колата, не трябва да освобождавате спирачката или да активирате режима на паркиране.

Някои напомняния относно използването на машината:

• Педалите за газ и спирачка се активират само с десния крак, а левият изобщо не се активира;
• Спирачният педал трябва винаги да се държи натиснат по време на спиране, с изключение на активирането на режим P;
• Когато шофирате надолу по хълм, не включвайте N, тъй като автоматичната трансмисия използва спирачката на двигателя;
• Когато режимът е превключен от D на N или обратно, бутонът за заключване не трябва да се натиска, за да не се включи случайно обратната скорост или паркирането по време на шофиране.

Има ли нужда от кола с автоматична скоростна кутия ръчна спирачка?

Ако автоматичната скоростна кутия е оборудвана с режим на паркиране, защо автомобилът има ръчна спирачка? В ръководството с инструкции на повечето съвременни производители на автомобили посочва, че това е допълнителна мярка от произволното движение на автомобила.

Повечето шофьори не използват ръчната спирачка, защото режимът на паркиране винаги си върши работата добре. А през зимата понякога подложките замръзват до дисковете (особено ако автомобилът е бил в локва предния ден).

Ето случаите, когато имате нужда от ръчна спирачка:

• При спиране на наклон за допълнително фиксиране на машината;
• Полезен е и при смяна на колела;
• Преди да включите режима P на наклон (в този случай лостът ще се превключи с голямо усилие, което може да доведе до износване на триещите се части на трансмисията);
• Ако автомобилът е на наклон както в режим P, така и на ръчната спирачка, тогава в началото на движението първо премахнете "паркинга" и след това освободете ръчната спирачка.

Плюсове и минуси на автоматичната скоростна кутия

Автоматичната скоростна кутия има както предимства, така и недостатъци. Предимствата включват следните фактори:

• Превключвателите за превключване на предавките плавно, без дръпване, което осигурява по-удобно движение;
• Няма нужда от смяна или ремонт на съединителя;
• В ръчен режим се осигурява добра динамика, дори ако водачът направи грешка, тогава автоматиката леко ще коригира ситуацията;
• Автоматичната скоростна кутия е в състояние да се адаптира към стила на шофиране на шофьора.

Недостатъци на машината:

• Дизайнът на блока е по-сложен, поради което ремонтът трябва да се извърши от специалист;
• В допълнение към скъпата поддръжка, подмяната на трансмисията ще бъде много скъпа, тъй като съдържа голям брой сложни механизми;
• В автоматичен режим ефективността на механизма е ниска, което води до прекомерен разход на гориво;
• Теглото на кутията без преобразувател на техническа течност и въртящ момент е около 70 кг, а при пълно натоварване - около 110 кг.

Автоматична и ръчна скоростна кутия кое е по-добро?

Има няколко вида автоматични кутии и всеки от тях има свои собствени характеристики. Всеки от тях е описан в отделна статия.

Кое е по-добре: механика или автоматик? Накратко, това е въпрос на вкус. Всички автомобилисти са разделени на два лагера: някои са уверени в по-голямата ефективност на ръчната скоростна кутия, докато други са на автоматичната скоростна кутия.

Автоматична скоростна кутия спрямо механика:

• Повече "размишление";
• Има по-малка динамика, дори в ръчен режим;
• При ускоряване разходът на гориво се увеличава значително;
• За по-икономичен режим трябва плавно да ускорявате и да забавяте скоростта;
• Повредата на машината е изключително рядка, но в случай на правилна и навременна поддръжка;
• Цената на ново предаване е изключително висока, поради което поддръжката му трябва да се подхожда със специално внимание;
• Не се изискват специални умения, особено за начинаещи, например за стартиране на хълм.

С оглед на желанието да имат по-удобна кола, много шофьори предпочитат автоматични скоростни кутии. Ако обаче начинаещият се учи от механика, той веднага придобива необходимите умения. Всеки, който е усвоил ръчна скоростна кутия, лесно ще се вози на която и да е трансмисия, което не може да се каже обратното.

Въпроси и отговори:

Какви елементи са включени в автоматичната скоростна кутия? Автоматичната скоростна кутия се състои от: преобразувател на въртящия момент, планетарна предавка, блок за управление, фрикционни съединители, съединител за свободен ход, корпус на клапана, лентова спирачка, маслена помпа, корпус.

Как работи автоматичната скоростна кутия? Когато двигателят стартира, маслената помпа започва да работи (създава налягане в системата). Маслото се изпомпва върху работното колело на преобразувателя на въртящия момент, което предава въртящ момент към трансмисията. Предавателните числа се променят по електронен път.

Какви са характеристиките на автоматичната скоростна кутия? За разлика от механиката, автоматичната машина изисква минимум действия от водача (просто включете желания режим и натиснете газта или спирачката). Някои модификации имат ръчен режим (например tiptronic).