Аўтаматычная трансмісія з гідратрансфарматарам: як яна працуе, рэжымы і асаблівасці

Многія кіроўцы лічаць, што «аўтаматычная каробка перадач» — гэта адзін агрэгат, але на самай справе яна спалучае два ключавыя кампаненты, якія працуюць у звязцы: уласна каробку перадач і гідратрансфарматар. Разуменне таго, як гэтыя часткі ўзаемадзейнічаюць, дапамагае выкарыстоўваць ваш аўтамабіль на поўную і распазнаваць магчымыя праблемы, перш чым яны ператворацца ў дарагі рамонт.

Што такое гідратрансфарматар і як ён працуе?

Гідратрансфарматар размешчаны паміж рухавіком і каробкай перадач, замяняючы педаль счаплення, якая ёсць у механічных трансмісіях. Ён складаецца з трох асноўных вярчальных кампанентаў:

• Помпавае кола (насоснае кола) — жорстка злучанае з каленчатым валам рухавіка; круціцца кожны раз, калі рухавік працуе.
• Турбіннае кола — злучанае з уваходным валам каробкі перадач; прыводзіцца ў рух трансмісійнай вадкасцю пад ціскам.
• Рэактар (статар) — размешчаны паміж помпавым і турбінным коламі; можа альбо свабодна вярцецца, альбо блакавацца праз абгонную муфту ў залежнасці ад умоў працы.

Кручальны момант перадаецца ад рухавіка да каробкі перадач праз трансмісійную вадкасць для аўтаматычных трансмісій (ATF), якая знаходзіцца пад ціскам. Помпавае кола накіроўвае вадкасць на лопасці турбіны, а дакладна разлічаная геаметрыя лопасцяў стварае бесперапынны цыркуляцыйны контур. Што важна, паміж рухавіком і трансмісіяй няма жорсткага механічнага злучэння — менавіта гэта і дазваляе рухавіку працягваць працаваць, пакуль аўтамабіль стаіць з уключанай перадачай, і менавіта гэта спрыяе характэрнаму плаўнаму рушэнню з месца на аўтамабілі з аўтаматам.

Множанне кручальнага моманту: роля рэактара

Простая гідрамуфта можа толькі перадаваць кручальны момант — яна не можа яго ўзмацняць. Менавіта тут і ўступае ў гульню рэактар. Калі аўтамабіль нерухомы, рэактар перанакіроўвае вадкасць, якая вяртаецца ад турбіны, назад у помпавае кола пад аптымальным вуглом, павялічваючы хуткасць і кінетычную энергію вадкасці. Вынік: кручальны момант, які перадаецца на вал турбіны, можа быць у паўтара-два разы вышэйшым, чым той, што рухавік выпрацоўвае ў гэты момант.

Уявіце сабе рэальную сітуацыю: перадача ўключана, вы трымаеце тормаз, а рухавік працуе на халастым ходзе. Турбіна нерухомая, але кручальны момант, які дзейнічае на яе, ужо памножаны. Адпусціце тормаз — і аўтамабіль плаўна кранецца з месца. Разгон працягваецца, пакуль кручальны момант на колах не ўраўнаважыцца супраціўленнем дарогі.

Рэжым гідрамуфты і блакіроўка гідратрансфарматара

Па меры таго як хуткасць аўтамабіля павялічваецца і частата вярчэння турбіны набліжаецца да частаты помпавага кола, рэактар разблакоўваецца і пачынае свабодна вярцецца разам з двума іншымі кампанентамі. У гэты момант гідратрансфарматар пераключаецца ў рэжым гідрамуфты, памяншаючы ўнутраныя страты і павялічваючы эфектыўнасць.

Каб павысіць эфектыўнасць яшчэ больш, сучасныя гідратрансфарматары ўключаюць блакіровачную муфту (фрыкцыённую муфту). Калі ўмовы прыдатныя, гэтая муфта фізічна злучае помпавае і турбіннае колы разам, цалкам ліквідуючы праслізгванне вадкасці і даводзячы эфектыўнасць трансмісіі амаль да 100%.

Сістэма таксама самарэгулюецца. Калі вы пачынаеце пад’ём на гару і хуткасць аўтамабіля падае, рэактар аўтаматычна запавольваецца, хуткасць цыркуляцыі вадкасці павялічваецца, а кручальны момант узрастае — часам дастаткова, каб справіцца з ухілам, не патрабуючы ад каробкі пераходу на ніжэйшую перадачу наогул.

Шматступеньчатая каробка перадач: планетарныя рады

Паколькі адзін гідратрансфарматар не можа ахапіць увесь дыяпазон суадносін хуткасці і кручальнага моманту, неабходных для рэальнага вакіравання, ён працуе ў спалучэнні са шматступеньчатай планетарнай каробкай перадач. У адрозненне ад традыцыйных зубчастых перадач, планетарны рад змяшчае некалькі элементаў, якія ўзаемадзейнічаюць адначасова:

• Сонечная шасцярня — цэнтральная шасцярня, якая прыводзіцца ў рух уваходным валам.
• Сатэлітныя шасцярні — меншыя шасцярні, якія абарачаюцца вакол сонечнай шасцярні і ўсталяваны на вадзіле.
• Вадзіла сатэлітаў — утрымлівае сатэлітныя шасцярні і часта служыць выхадным элементам.
• Каронная шасцярня (зубчасты вянец) — знешняя шасцярня, якая зачапляецца з сатэлітнымі шасцярнямі.

Выбарачна вярцячы або блакуючы розныя элементы з дапамогай фрыкцыённых стужак і фрыкцыённых пакетаў (аналаг сінхранізатараў і блакіровачных муфт у механічнай каробцы), планетарны рад можа выдаваць шырокі дыяпазон перадатачных лікаў — як пярэдніх, так і задняга ходу.

Як уключаюцца перадачы: гідраўліка і электроніка

Змена перадач у аўтаматычнай трансмісіі адбываецца наступным чынам:

1. Спецыяльны гідраўлічны насос стварае ціск у контуры трансмісійнай вадкасці.
2. Блок кіравання трансмісіяй (TCU) аналізуе дадзеныя ад мноства датчыкаў, каб вызначыць аптымальную перадачу.
3. Электрамагнітныя саленоідныя клапаны накіроўваюць ціск вадкасці да адпаведнай фрыкцыённай муфты або стужкі.
4. Гідраўлічны штурхальнік уключае муфту, блакуючы адпаведны элемент планетарнага рада.

Адна з галоўных пераваг перад механічнымі каробкамі заключаецца ў тым, што змена перадач адбываецца практычна без перапынку ў перадачы кручальнага моманту — адна перадача ўключаецца амаль адначасова з адключэннем папярэдняй. Любая рэшткавая рыўкаватасць дадаткова згладжваецца гідратрансфарматарам, які выступае ў ролі натуральнага дэмпфера.

Звярніце ўвагу, што трансмісіі са спартыўнай налажкай наўмысна робяць змену перадач больш рэзкай дзеля хутчэйшага разгону. Хоць гэта эканоміць долі секунды, гэта таксама паскарае знос муфт і павялічвае нагрузку на трансмісію ў цэлым.

Адаптыўныя рэжымы вакіравання: як электроніка аптымізуе вашу паездку

Ранейшыя аўтаматычныя трансмісіі кіраваліся выключна гідраўлікай. Сучасныя агрэгаты захоўваюць гідраўліку толькі ў якасці выканаўчага звяна, а ўсе рашэнні прымае электроніка. Гэта дае магчымасць рэалізаваць шырокі спектр праграм вакіравання:

• Эканамічны / Нармальны рэжым — пераход на вышэйшыя перадачы адбываецца рана, утрымліваючы абароты рухавіка нізкімі і мінімізуючы расход паліва.
• Спартыўны рэжым — трансмісія ўтрымлівае перадачы да дасягнення абаротаў пікавага кручальнага моманту (а потым і пікавай магутнасці), перш чым перайсці на вышэйшую перадачу, максімізуючы разгон за кошт расходу паліва.
• Зімовы / Снежны рэжым — аўтамабіль кранаецца з месца на другой перадачы, каб паменшыць праслізгванне колаў на слізкіх паверхнях; змена перадач больш мяккая.
• Адаптыўны рэжым — TCU бесперапынна аналізуе працу педалі газу, манеру тармажэння і стыль вакіравання, дынамічна спалучаючы эканамічныя і скарасныя налажкі ў рэальным часе.

На практыцы, калі вы кіруеце спакойна і плаўна, сістэма ўтрымлівае рухавік па-за зонамі высокай нагрузкі — прыкметная карысць на заправачнай станцыі. Зрабіце працу педаллю газу больш рэзкай — і сістэма імгненна распазнае, што патрабуецца дынамічнае вакіраванне, пераключаючыся на больш спартыўную налажку без якіх-небудзь ручных дзеянняў з боку кіроўцы.

Паўаўтаматычны рэжым: Tiptronic, Steptronic і Autostick

Усё больш аўтамабіляў прапануюць паўаўтаматычны рэжым (ручнога кіравання) разам з поўнасцю аўтаматычнай працай. У гэтым рэжыме кіроўца запытвае змену перадач праз селектар, падрулявыя пялёсткі або кнопкі на рулявой калонцы — у той час як сістэма кіравання выконвае фактычнае пераключэнне. Розныя вытворцы маркіруюць гэтую функцыю пад сваімі ўласнымі назвамі:

• Tiptronic (Porsche / Audi / Volkswagen)
• Steptronic (BMW)
• Autostick (Chrysler / Dodge)

Электроніка ўсё яшчэ накладае абмежаванні — сістэма адмовіцца ўключыць перадачу, якую яна лічыць неадпаведнай бягучай хуткасці або нагрузцы — але кіроўца атрымлівае магчымасць прадбачыць дарогу наперадзе і загадзя выбіраць перадачы, а не чакаць рэакцыі аўтаматычнай логікі.

Тюнінг, самадыягностыка і аварыйны рэжым

Сучасныя аўтаматычныя трансмісіі можна наладзіць шляхам перапраграмавання блока кіравання рухавіком (ECU) і блока кіравання трансмісіяй. Тюнінг для энтузіястаў звычайна змяняе кропкі абаротаў, на якіх адбываецца змена перадач, і скарачае час пераключэння для паляпшэння дынамікі разгону.

Што да надзейнасці, сённяшнія блокі кіравання бесперапынна кантралююць знос муфт, адсочваючы дадзеныя аб гідраўлічным ціску. Суадносячы паказанні ціску з чаканымі значэннямі, сістэма можа прагназаваць стан фрыкцыённых дыскаў і сігналізаваць аб неабходнасці абслугоўвання яшчэ да таго, як адбудзецца паломка. Коды памылак запісваюцца кожны раз, калі кампанент паводзіць сябе па-за межамі чаканых параметраў.

Калі выяўлена сур’ёзная няспраўнасць, трансмісія пераходзіць у аварыйны рэжым (limp-home):

• Усе пераключэнні перадач адключаюцца.
• Уключаецца адна фіксаваная перадача — звычайна другая або трэцяя.
• Дынаміка моцна абмежавана, але аўтамабіль застаецца здольным рухацца на нізкай хуткасці.
• Рэжым прызначаны для таго, каб бяспечна дабрацца да майстэрні, а не для працягу звычайнага вакіравання.

Рэжымы аўтаматычнай трансмісіі: тлумачэнне

Разуменне таго, што робіць кожнае палажэнне селектара, дапамагае вакіраваць больш эфектыўна і пазбягаць непатрэбнага зносу:

P — Паркоўка (Park). Усе перадачы адключаны, а выхадны вал механічна блакуецца паркавальнай зашчапкай. Абмежавальнік абаротаў рухавіка спрацоўвае на ніжэйшым парозе, чым падчас вакіравання, каб засцерагчы трансмісію ад непатрэбнай нагрузкі.

R — Задні ход (Reverse). Уключае адваротнае вярчэнне выхаднога вала.

N — Нейтраль (Neutral). Рухавік і вядучыя колы раз’яднаны. Аўтамабіль можа свабодна каціцца і можа быць адбуксіраваны без падняцця вядучай восі.

D / Drive. Звычайнае руханне наперад з цалкам аўтаматычным выбарам перадач.

S / Sport / PWR / Power / Shift. Самы дынамічны і прагны да паліва рэжым. Трансмісія ўтрымлівае кожную перадачу да дасягнення абаротаў максімальнага кручальнага моманту, а потым максімальнай магутнасці. Рухавік заўсёды ўтрымліваецца ў сваім аптымальным дыяпазоне характарыстык. Эканомія паліва адыходзіць на другі план.

Kick-down. Рэжым, які спрацоўвае пры націску педалі газу да ўпору, камандуючы неадкладны пераход на ніжэйшую перадачу для агрэсіўнага абгону або ўбудоўвання ў паток. Спалучэнне ніжэйшага перадатачнага ліку і максімальнай аддачы рухавіка вырабляе магутны рывок разгону. На старэйшых трансмісіях для спрацоўвання kick-down патрабаваўся фізічны ўпор або «пстрычка» у канцы хода педалі; сучасныя агрэгаты вызначаюць яго электронна.

Overdrive (O/D). Уключае найвышэйшы перадатачны лік, каб утрымліваць абароты рухавіка нізкімі падчас руху па аўтамагістралі. Эфектыўна для далёкіх паездак, але ўключэнне яго падчас дынамічнага вакіравання або буксіроўкі прыкметна памяншае даступную магутнасць.

Norm. Збалансаваны рэжым па змаўчанні. Пераход на вышэйшыя перадачы адбываецца пры ўмераных абаротах рухавіка — не так рана, як у эканамічным, і не так позна, як у спартыўным.

1 / L / Low, 2, 3 (ручное ўтрыманне перадач). Не дазваляе каробцы пераключацца вышэй за выбраную перадачу. Карысна ў сітуацыях, калі важна ўтрымліваць пэўную перадачу:

• Спуск па крутых горных дарогах (тармажэнне рухавіком)
• Буксіроўка прычэпа або іншага аўтамабіля
• Глыбокая гразь, пясок або бездарожжа
• Сітуацыі, якія патрабуюць працяглага высокага кручальнага моманту рухавіка без пераходу на вышэйшую перадачу

W / Winter / Snow. Каб мінімізаваць праслізгванне колаў на паверхнях з нізкім счапленнем, аўтамабіль кранаецца з месца на другой перадачы. Змена перадач больш плаўная і адбываецца пры ніжэйшых абаротах, хоць разгон будзе адчувацца больш млявым.

+ / − (ручное пераключэнне). Дазваляе кіроўцу ўручную павышаць або паніжаць перадачы з дапамогай селектара, кнопак на рулі або падрулявых пялёсткаў. Сістэма кіравання ўсё яшчэ адхіляе запыты, якія лічыць небяспечнымі — напрыклад, пераход на ніжэйшую перадачу, які прывёў бы да перакруткі рухавіка. Хуткасць пераключэння ў гэтым рэжыме звычайна адпавядае налажцы спартыўнай праграмы. Галоўная перавага — магчымасць прадбачыць павароты, ухілы або абгоны і загадзя выбраць патрэбную перадачу, а не чакаць рэакцыі трансмісіі.

Абслугоўванне і даўгавечнасць аўтаматычнай трансмісіі

Добра абслугоўваемая аўтаматычная трансмісія — незалежна ад тыпу — здольная праслужыць значна больш за 200 000 кіламетраў. Дасягненне такога тэрміну службы зводзіцца да дзвюх рэчаў: рэгулярнай замены вадкасці і перыядычнага агляду кваліфікаваным спецыялістам. Грэбаванне інтэрваламі замены ATF — найбольш распаўсюджаная прычына заўчаснага выхаду трансмісіі са строю, паколькі дэградаваная вадкасць губляе здольнасць эфектыўна змазваць, ахалоджваць і прыводзіць у дзеянне пакеты муфт.

Гэта пераклад. Арыгінал вы можаце прачытаць тут: https://www.drive.ru/technic/4efb330d00f11713001e3660.html