टॉर्क कन्वर्टर के साथ ऑटोमैटिक ट्रांसमिशन: यह कैसे काम करता है, मोड और विशेषताएं

कई ड्राइवर यह मान लेते हैं कि “ऑटोमैटिक ट्रांसमिशन” एक ही इकाई को संदर्भित करता है — लेकिन वास्तव में यह दो प्रमुख घटकों को मिलाकर बनता है जो मिलकर काम करते हैं: गियरबॉक्स स्वयं और टॉर्क कन्वर्टर। यह समझना कि ये दोनों भाग कैसे परस्पर क्रिया करते हैं, आपको अपने वाहन का अधिकतम लाभ उठाने और संभावित समस्याओं को महंगी मरम्मत बनने से पहले पहचानने में मदद करता है।

टॉर्क कन्वर्टर क्या है और यह कैसे काम करता है?

टॉर्क कन्वर्टर इंजन और गियरबॉक्स के बीच स्थित होता है, और मैनुअल ट्रांसमिशन में पाए जाने वाले क्लच पेडल की जगह लेता है। इसमें तीन मुख्य घूर्णन घटक होते हैं:

• इम्पेलर (पंप व्हील) — इंजन के क्रैंकशाफ्ट से कठोरता से जुड़ा हुआ; जब भी इंजन चलता है तब घूमता है।
• टर्बाइन व्हील — गियरबॉक्स इनपुट शाफ्ट से जुड़ा; दबाव वाले ट्रांसमिशन फ्लूइड द्वारा संचालित।
• रिएक्टर (स्टेटर) — इम्पेलर और टर्बाइन के बीच स्थित; ऑपरेटिंग परिस्थितियों के आधार पर ओवररनिंग क्लच के माध्यम से या तो स्वतंत्र रूप से घूम सकता है या लॉक हो सकता है।

टॉर्क को दबाव वाले ऑटोमैटिक ट्रांसमिशन फ्लूइड (ATF) के माध्यम से इंजन से गियरबॉक्स तक पहुँचाया जाता है। इम्पेलर फ्लूइड को टर्बाइन ब्लेड पर फेंकता है, और सटीक आकार की ब्लेड ज्यामिति एक निरंतर परिसंचरण लूप बनाती है। महत्वपूर्ण रूप से, इंजन और ड्राइवट्रेन के बीच कोई कठोर यांत्रिक कनेक्शन नहीं होता — और यही वह बात है जो इंजन को गियर लगे होने पर कार के रुके रहने के दौरान भी चलते रहने देती है, और जो ऑटोमैटिक वाहन की विशिष्ट सहज गति का कारण बनती है।

टॉर्क गुणन: रिएक्टर की भूमिका

एक बुनियादी हाइड्रॉलिक कपलिंग केवल टॉर्क संचारित कर सकती है — इसे बढ़ा नहीं सकती। यहीं पर रिएक्टर काम आता है। रुकी हुई अवस्था में, रिएक्टर टर्बाइन से लौटने वाले फ्लूइड को इम्पेलर में एक अनुकूलित कोण पर पुनर्निर्देशित करता है, जिससे फ्लूइड की गति और गतिज ऊर्जा बढ़ती है। परिणाम: टर्बाइन शाफ्ट को दिया जाने वाला टॉर्क उस समय इंजन द्वारा उत्पादित टॉर्क से डेढ़ से दो गुना अधिक हो सकता है।

एक वास्तविक परिदृश्य की कल्पना करें: गियर लगा हुआ है, आप ब्रेक पकड़े हुए हैं, और इंजन आइडल पर चल रहा है। टर्बाइन स्थिर है, फिर भी उस पर कार्य करने वाला टॉर्क पहले से ही गुणित हो चुका है। ब्रेक छोड़ें, और कार सहज गति से चल पड़ती है। त्वरण तब तक जारी रहता है जब तक पहिए का टॉर्क सड़क के प्रतिरोध से संतुलित न हो जाए।

हाइड्रॉलिक क्लच मोड और टॉर्क कन्वर्टर लॉक-अप

जैसे-जैसे वाहन की गति बढ़ती है और टर्बाइन की घूर्णन गति इम्पेलर की गति के करीब पहुँचती है, रिएक्टर अनलॉक हो जाता है और अन्य दो घटकों के साथ स्वतंत्र रूप से घूमने लगता है। इस बिंदु पर टॉर्क कन्वर्टर हाइड्रॉलिक क्लच मोड में बदल जाता है, आंतरिक नुकसान कम होते हैं और दक्षता में सुधार होता है।

दक्षता को और आगे बढ़ाने के लिए, आधुनिक टॉर्क कन्वर्टर में एक लॉक-अप क्लच (फ्रिक्शन क्लच) शामिल होता है। जब परिस्थितियाँ उचित हों, यह क्लच इम्पेलर और टर्बाइन को भौतिक रूप से एक साथ लॉक कर देता है, फ्लूइड स्लिपेज को पूरी तरह समाप्त करता है और ट्रांसमिशन दक्षता को लगभग 100% तक ले आता है।

यह प्रणाली स्व-नियामक भी है। यदि आप चढ़ाई पर चढ़ने लगते हैं और वाहन की गति कम होती है, तो रिएक्टर अपने आप धीमा हो जाता है, फ्लूइड परिसंचरण की गति बढ़ जाती है, और टॉर्क आउटपुट बढ़ता है — कभी-कभी इतना कि गियरबॉक्स को डाउनशिफ्ट किए बिना ही ढलान को संभाला जा सके।

मल्टी-स्पीड गियरबॉक्स: प्लैनेटरी गियर सेट

चूँकि टॉर्क कन्वर्टर अकेले वास्तविक दुनिया की ड्राइविंग के लिए आवश्यक गति और टॉर्क अनुपात की पूरी श्रृंखला को कवर नहीं कर सकता, यह एक मल्टी-स्पीड प्लैनेटरी गियरबॉक्स के संयोजन में काम करता है। पारंपरिक गियर सेट के विपरीत, एक प्लैनेटरी गियर सेट में कई तत्व होते हैं जो एक साथ परस्पर क्रिया करते हैं:

• सन गियर — इनपुट शाफ्ट द्वारा संचालित केंद्रीय गियर।
• प्लैनेट गियर — छोटे गियर जो सन गियर की परिक्रमा करते हैं, एक कैरियर पर लगे होते हैं।
• प्लैनेट कैरियर — प्लैनेट गियर को धारण करता है और अक्सर आउटपुट के रूप में काम करता है।
• रिंग गियर (एन्युलर गियर) — बाहरी गियर जो प्लैनेट गियर से जुड़ता है।

फ्रिक्शन बैंड और फ्रिक्शन पैक (मैनुअल गियरबॉक्स में सिंक्रोनाइज़र और लॉकअप क्लच के ऑटोमैटिक ट्रांसमिशन समकक्ष) का उपयोग करके विभिन्न तत्वों को चुनिंदा रूप से घुमाने या लॉक करने से, प्लैनेटरी सेट गियर अनुपात की एक विस्तृत श्रृंखला उत्पन्न कर सकता है — आगे और पीछे दोनों दिशाओं में।

गियर कैसे लगते हैं: हाइड्रॉलिक्स और इलेक्ट्रॉनिक्स

ऑटोमैटिक ट्रांसमिशन में गियर बदलाव इस प्रकार काम करते हैं:

1. एक समर्पित हाइड्रॉलिक पंप ट्रांसमिशन फ्लूइड सर्किट में दबाव बनाता है।
2. ट्रांसमिशन कंट्रोल यूनिट (TCU) इष्टतम गियर निर्धारित करने के लिए कई सेंसर से डेटा का विश्लेषण करती है।
3. इलेक्ट्रोमैग्नेटिक सोलेनॉइड वाल्व उचित फ्रिक्शन क्लच या बैंड पर फ्लूइड दबाव निर्देशित करते हैं।
4. हाइड्रॉलिक टैपेट क्लच को संलग्न करता है, संबंधित प्लैनेटरी गियर तत्व को लॉक करता है।

मैनुअल गियरबॉक्स की तुलना में एक प्रमुख लाभ यह है कि गियर बदलाव टॉर्क डिलीवरी में लगभग बिना किसी रुकावट के होते हैं — एक गियर लगभग उसी समय लगता है जैसे ही पिछला छूटता है। किसी भी शेष झटके को टॉर्क कन्वर्टर द्वारा प्राकृतिक डैम्पर के रूप में काम करके और नरम किया जाता है।

ध्यान दें कि स्पोर्ट-ओरिएंटेड कैलिब्रेशन वाले ट्रांसमिशन तेज़ त्वरण के लिए जानबूझकर गियर बदलाव को तीक्ष्ण करते हैं। हालाँकि यह कुछ अंश सेकंड बचाता है, लेकिन यह क्लच घिसाव को भी तेज़ करता है और समग्र रूप से ड्राइवट्रेन पर अधिक दबाव डालता है।

अडैप्टिव ड्राइविंग मोड: इलेक्ट्रॉनिक्स आपकी ड्राइव को कैसे अनुकूलित करते हैं

शुरुआती ऑटोमैटिक ट्रांसमिशन पूरी तरह से हाइड्रॉलिक्स द्वारा नियंत्रित थे। आधुनिक इकाइयाँ हाइड्रॉलिक्स को केवल एक्चुएटिंग लेयर के रूप में बनाए रखती हैं, जबकि इलेक्ट्रॉनिक्स सभी निर्णय लेने का काम संभालते हैं। यह ड्राइविंग प्रोग्राम की एक विस्तृत श्रृंखला को सक्षम बनाता है:

• इकोनॉमी / नॉर्मल मोड — अपशिफ्ट जल्दी होते हैं, इंजन की गति कम रखते हैं और ईंधन की खपत न्यूनतम करते हैं।
• स्पोर्ट मोड — ट्रांसमिशन अपशिफ्ट से पहले पीक टॉर्क (और फिर पीक पावर) RPM तक गियर पकड़े रहता है, ईंधन दक्षता की कीमत पर अधिकतम त्वरण करता है।
• विंटर / स्नो मोड — फिसलन वाली सतहों पर पहिए की फिसलन कम करने के लिए कार दूसरे गियर में चलना शुरू करती है; गियर बदलाव अधिक सहज होते हैं।
• अडैप्टिव मोड — TCU लगातार थ्रॉटल इनपुट, ब्रेकिंग की आदतों और ड्राइविंग शैली का विश्लेषण करती है, वास्तविक समय में इकोनॉमी और परफॉर्मेंस सेटिंग को गतिशील रूप से मिश्रित करती है।

व्यवहार में, यदि आप शांत और सहज गति से ड्राइव करते हैं, तो सिस्टम इंजन को उच्च-लोड ज़ोन से बाहर रखता है — ईंधन पंप पर एक ध्यानयोग्य लाभ। अपने थ्रॉटल इनपुट को तेज़ करें और सिस्टम तुरंत पहचान लेता है कि जोशीली ड्राइविंग की आवश्यकता है, ड्राइवर से किसी भी मैनुअल इनपुट के बिना स्पोर्टियर कैलिब्रेशन में बदल जाता है।

सेमी-ऑटोमैटिक मोड: टिप्ट्रोनिक, स्टेपट्रोनिक और ऑटोस्टिक

बढ़ती संख्या में वाहन पूर्ण ऑटोमैटिक ऑपरेशन के साथ-साथ एक सेमी-ऑटोमैटिक (मैनुअल ओवरराइड) मोड प्रदान करते हैं। इस मोड में, ड्राइवर सेलेक्टर, स्टीयरिंग-व्हील पैडल, या स्टीयरिंग-कॉलम बटन के माध्यम से गियर बदलाव का अनुरोध करता है — जबकि कंट्रोल सिस्टम वास्तविक शिफ्ट करता है। विभिन्न निर्माता इस सुविधा को अपने नाम से ब्रांड करते हैं:

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

इलेक्ट्रॉनिक्स अभी भी सुरक्षा उपाय लागू करते हैं — सिस्टम उस गियर को संलग्न करने से इनकार कर देगा जिसे वह वर्तमान गति या लोड के लिए अनुपयुक्त मानता है — लेकिन ड्राइवर को आगे की सड़क का अनुमान लगाने और ऑटोमैटिक लॉजिक की प्रतिक्रिया की प्रतीक्षा करने के बजाय पहले से गियर चुनने की क्षमता मिलती है।

ट्यूनिंग, सेल्फ-डायग्नोस्टिक्स और लिम्प-होम मोड

आधुनिक ऑटोमैटिक ट्रांसमिशन को इंजन कंट्रोल यूनिट (ECU) और ट्रांसमिशन कंट्रोल यूनिट को रिप्रोग्राम करके ट्यून किया जा सकता है। उत्साही ट्यूनिंग आमतौर पर उन RPM बिंदुओं को समायोजित करती है जिन पर गियर बदलाव होते हैं और त्वरण प्रदर्शन में सुधार के लिए शिफ्ट समय को कम करती है।

विश्वसनीयता के पक्ष में, आज की कंट्रोल यूनिट हाइड्रॉलिक दबाव डेटा को ट्रैक करके लगातार क्लच घिसाव की निगरानी करती हैं। दबाव रीडिंग को अपेक्षित मानों से जोड़कर, सिस्टम फ्रिक्शन डिस्क की स्थिति का अनुमान लगा सकता है और विफलता होने से पहले रखरखाव की आवश्यकता को चिह्नित कर सकता है। जब भी कोई घटक अपेक्षित मापदंडों से बाहर व्यवहार करता है, फॉल्ट कोड दर्ज किए जाते हैं।

यदि कोई गंभीर खराबी का पता चलता है, तो ट्रांसमिशन आपातकालीन (लिम्प-होम) मोड में प्रवेश करता है:

• सभी गियर बदलाव अक्षम हो जाते हैं।
• एक निश्चित गियर — आमतौर पर दूसरा या तीसरा — लगा रहता है।
• प्रदर्शन गंभीर रूप से सीमित हो जाता है, लेकिन वाहन कम गति पर चलने योग्य रहता है।
• यह मोड आपको सुरक्षित रूप से कार्यशाला तक पहुँचाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, सामान्य ड्राइविंग जारी रखने के लिए नहीं।

ऑटोमैटिक ट्रांसमिशन मोड की व्याख्या

प्रत्येक सेलेक्टर स्थिति क्या करती है यह समझना आपको अधिक कुशलता से ड्राइव करने और अनावश्यक घिसाव से बचने में मदद करता है:

P — पार्क। सभी गियर अलग हो जाते हैं और आउटपुट शाफ्ट पार्किंग पॉल द्वारा यांत्रिक रूप से लॉक हो जाती है। ड्राइवट्रेन को अनावश्यक तनाव से बचाने के लिए इंजन का रेव लिमिटर ड्राइविंग के दौरान की तुलना में कम सीमा पर सक्रिय होता है।

R — रिवर्स। आउटपुट शाफ्ट का उल्टा घुमाव संलग्न करता है।

N — न्यूट्रल। इंजन और ड्राइव पहिए अलग हो जाते हैं। वाहन स्वतंत्र रूप से कोस्ट कर सकता है और ड्राइव एक्सल उठाए बिना टो किया जा सकता है।

D / ड्राइव। पूरी तरह से स्वचालित गियर चयन के साथ सामान्य आगे की ड्राइविंग।

S / स्पोर्ट / PWR / पावर / शिफ्ट। सबसे गतिशील और ईंधन-खपत वाला मोड। ट्रांसमिशन प्रत्येक गियर को अधिकतम टॉर्क — और फिर अधिकतम पावर — RPM तक पकड़े रहता है। इंजन हमेशा अपनी इष्टतम प्रदर्शन सीमा में रखा जाता है। ईंधन दक्षता पीछे चली जाती है।

किक-डाउन। एक्सेलरेटर पेडल को पूरी तरह दबाने से ट्रिगर होने वाला मोड, आक्रामक ओवरटेकिंग या विलय के लिए तत्काल डाउनशिफ्ट का आदेश देता है। कम गियर अनुपात और अधिकतम इंजन आउटपुट का संयोजन त्वरण का एक तीव्र उछाल पैदा करता है। पुराने ट्रांसमिशन में किक-डाउन ट्रिगर करने के लिए पेडल यात्रा के अंत में एक भौतिक डिटेंट या “क्लिक” की आवश्यकता होती थी; आधुनिक इकाइयाँ इसे इलेक्ट्रॉनिक रूप से पहचानती हैं।

ओवरड्राइव (O/D)। राजमार्ग पर क्रूज़िंग के दौरान इंजन RPM कम रखने के लिए उच्चतम गियर अनुपात सक्षम करता है। लंबी दूरी की ड्राइविंग के लिए कुशल, लेकिन जोशीली ड्राइविंग या टोइंग के दौरान इसे लगाने से उपलब्ध शक्ति उल्लेखनीय रूप से कम हो जाती है।

Norm। एक संतुलित डिफ़ॉल्ट मोड। अपशिफ्ट मध्यम इंजन गति पर होते हैं — न इकोनॉमी जितना जल्दी और न स्पोर्ट जितना देर से।

1 / L / लो, 2, 3 (मैनुअल होल्ड गियर)। गियरबॉक्स को चुने हुए गियर से ऊपर शिफ्ट करने से रोकता है। उन परिस्थितियों में उपयोगी जहाँ एक विशिष्ट गियर बनाए रखना महत्वपूर्ण है:

• खड़ी पहाड़ी सड़कों पर उतरना (इंजन ब्रेकिंग)
• ट्रेलर या किसी अन्य वाहन को खींचना
• गहरी कीचड़, रेत, या ऑफ-रोड इलाका
• ऐसी परिस्थितियाँ जहाँ अपशिफ्ट किए बिना निरंतर उच्च इंजन टॉर्क की आवश्यकता हो

W / विंटर / स्नो। कम पकड़ वाली सतहों पर पहिए की फिसलन कम करने के लिए, वाहन दूसरे गियर में चलना शुरू करता है। गियर बदलाव अधिक सहज होते हैं और कम RPM पर होते हैं, हालाँकि त्वरण अधिक धीमा लगेगा।

+ / − (मैनुअल शिफ्ट)। ड्राइवर को सेलेक्टर, स्टीयरिंग व्हील बटन, या पैडल शिफ्टर का उपयोग करके गियर मैनुअल रूप से बढ़ाने या घटाने की अनुमति देता है। कंट्रोल सिस्टम अभी भी उन अनुरोधों को ओवरराइड करता है जिन्हें वह असुरक्षित मानता है — उदाहरण के लिए, एक डाउनशिफ्ट जो इंजन को ओवर-रेव कर दे। इस मोड में शिफ्ट स्पीड आमतौर पर स्पोर्ट प्रोग्राम कैलिब्रेशन से मेल खाती है। प्राथमिक लाभ यह है कि मोड़ों, ढलानों, या ओवरटेक का अनुमान लगाकर सही गियर पहले से चुना जा सकता है, बजाय ट्रांसमिशन की प्रतिक्रिया का इंतजार करने के।

ऑटोमैटिक ट्रांसमिशन रखरखाव और दीर्घायु

एक अच्छी तरह से रखरखाव किया गया ऑटोमैटिक ट्रांसमिशन — चाहे किसी भी प्रकार का हो — 2,00,000 किलोमीटर से भी अधिक चलने में सक्षम है। यह सेवा जीवन प्राप्त करना दो चीज़ों पर निर्भर करता है: नियमित फ्लूइड बदलाव और एक योग्य तकनीशियन द्वारा समय-समय पर निरीक्षण। ATF अंतराल की उपेक्षा करना समय से पहले ट्रांसमिशन विफलता का सबसे सामान्य एकमात्र कारण है, क्योंकि खराब हुआ फ्लूइड क्लच पैक को प्रभावी ढंग से चिकनाई देने, ठंडा करने और सक्रिय करने की क्षमता खो देता है।

यह एक अनुवाद है। आप मूल लेख यहाँ पढ़ सकते हैं: https://www.drive.ru/technic/4efb330d00f11713001e3660.html