Automātiskā ātrumkārba ar griezes momenta pārveidotāju: kā tā darbojas, režīmi un īpašības

Daudzi vadītāji uzskata, ka “automātiskā ātrumkārba” ir viens vienots agregāts — taču patiesībā tā apvieno divus galvenos komponentus, kas darbojas kopā: pašu pārnesumkārbu un griezes momenta pārveidotāju. Izprotot, kā šīs daļas mijiedarbojas, jūs varēsiet pilnvērtīgāk izmantot savu automašīnu un savlaicīgi atpazīt iespējamās problēmas, pirms tās pārvērtušās dārgos remontdarbos.

Kas ir griezes momenta pārveidotājs un kā tas darbojas?

Griezes momenta pārveidotājs atrodas starp dzinēju un pārnesumkārbu, aizstājot sajūga pedāli, kas raksturīgs mehāniskajām ātrumkārbām. Tas sastāv no trim galvenajiem rotējošajiem komponentiem:

• Sūkņa darba rats (impulss rats) — cieši savienots ar dzinēja kloķvārpstu; griežas ikreiz, kad darbojas dzinējs.
• Turbīnas rats — savienots ar pārnesumkārbas ieejas vārpstu; tiek darbināts ar transmisijas šķidruma spiedienu.
• Reaktors (stators) — novietots starp sūkņa ratu un turbīnu; atkarībā no darba apstākļiem var brīvi griezties vai bloķēties ar vienpusējās brīvgaitas sajūga palīdzību.

Griezes moments tiek pārnests no dzinēja uz pārnesumkārbu caur automātiskās transmisijas šķidrumu (ATF) zem spiediena. Sūkņa rats izsviež šķidrumu uz turbīnas lāpstiņām, un precīzi veidotā lāpstiņu ģeometrija rada nepārtrauktu cirkulācijas cilpu. Būtiskākais — starp dzinēju un transmisiju nav cietas mehāniskas savienojuma — tieši tas ļauj dzinējam turpināt darboties, kamēr automašīna stāv ar ieslēgtu pārnesumu, un nodrošina automātiskās automašīnas raksturīgo vienmērīgo kustības uzsākšanu.

Griezes momenta palielināšana: reaktora loma

Vienkāršs hidrauliskais savienojums spēj tikai pārnest griezes momentu — bet nevar to pastiprināt. Tieši šajā brīdī darbojas reaktors. Stāvot uz vietas, reaktors novirza šķidrumu, kas atgriežas no turbīnas, atpakaļ sūkņa ratā optimālā leņķī, palielinot šķidruma ātrumu un kinētisko enerģiju. Rezultātā: turbīnas vārpstai pievadītais griezes moments var būt pusotra līdz divreiz lielāks nekā dzinēja pašreizējā izstrādātais moments.

Iedomājieties reālu situāciju: pārnesums ir ieslēgts, jūs turat bremzi un dzinējs strādā tukšgaitā. Turbīna stāv nekustīgi, taču uz tās jau iedarbojas reizinātais griezes moments. Atlaidiet bremzi — un automašīna vienmērīgi sāk kustību. Paātrinājums turpinās, līdz riteņu griezes moments izlīdzsvarojas ar ceļa pretestību.

Hidrauliskā sajūga režīms un griezes momenta pārveidotāja bloķēšana

Palielinoties automašīnas ātrumam un turbīnas apgriezienu skaitam tuvojoties sūkņa rata apgriezienu skaitam, reaktors atbloķējas un sāk brīvi griezties kopā ar pārējiem diviem komponentiem. Šajā brīdī griezes momenta pārveidotājs pārslēdzas uz hidrauliskā sajūga režīmu, samazinot iekšējos zudumus un uzlabojot efektivitāti.

Lai vēl vairāk palielinātu efektivitāti, mūsdienu griezes momenta pārveidotājos ir iekļauts bloķēšanas sajūgs (berzes sajūgs). Kad apstākļi ir piemēroti, šis sajūgs fiziski savieno sūkņa ratu un turbīnu, pilnībā novēršot šķidruma slīdēšanu un panākot transmisijas efektivitāti, kas tuvojas 100%.

Sistēma ir arī pašregulējoša. Ja sākat braukt augšup pa kalnu un automašīnas ātrums samazinās, reaktors automātiski palēninās, šķidruma cirkulācijas ātrums palielinās un griezes momenta jauda pieaug — dažreiz pietiekami, lai pārvarētu slīpumu, neprasot pārnesumkārbai pazemināt pārnesumu.

Daudzpakāpju pārnesumkārba: planētārie pārnesumu komplekti

Tā kā griezes momenta pārveidotājs viens pats nevar nodrošināt pilnu ātruma un griezes momenta attiecību diapazonu, kas nepieciešams reālajā braukšanā, tas darbojas kopā ar daudzpakāpju planētāro pārnesumkārbu. Atšķirībā no tradicionālajiem pārnesumu komplektiem, planētārais pārnesumu komplekts satur vairākus elementus, kas mijiedarbojas vienlaicīgi:

• Saules zobrats — centrālais zobrats, ko darbina ieejas vārpsta.
• Planētu zobrati — mazāki zobrati, kas riņķo ap saules zobratu, uzstādīti uz nesēja.
• Planētu nesējs — tur planētu zobratus un bieži vien kalpo kā izeja.
• Gredzena zobrats (annulārais zobrats) — ārējais zobrats, kas savienojas ar planētu zobratiem.

Selektīvi griežot vai bloķējot dažādus elementus, izmantojot berzes lentes un berzes paketes (automātiskās ātrumkārbas ekvivalents sinhronizatoriem un bloķēšanas sajūgiem mehāniskajā ātrumkārbā), planētārais komplekts var nodrošināt plašu pārnesumu attiecību klāstu — gan uz priekšu, gan atpakaļgaitā.

Kā tiek ieslēgti pārnesumi: hidraulika un elektronika

Pārnesumu maiņa automātiskajā ātrumkārbā notiek šādi:

1. Speciāls hidrauliskais sūknis rada spiedienu transmisijas šķidruma ķēdē.
2. Transmisijas vadības bloks (TCU) analizē datus no vairākiem sensoriem, lai noteiktu optimālo pārnesumu.
3. Elektromagnētiskie solenoīda vārsti novirza šķidruma spiedienu uz atbilstošo berzes sajūgu vai lenti.
4. Hidrauliskais stūmējs ieslēdz sajūgu, bloķējot attiecīgo planētārā pārnesumu elementu.

Viens no galvenajiem priekšrocībām salīdzinājumā ar mehāniskajām ātrumkārbām ir tas, ka pārnesumu maiņa notiek gandrīz bez pārtraukuma griezes momenta padošanā — viens pārnesums ieslēdzas gandrīz vienlaicīgi ar iepriekšējā izslēgšanos. Jebkādu atlikušo triecienu vēl vairāk noslāpē griezes momenta pārveidotājs, kas darbojas kā dabisks amortizators.

Ņemiet vērā, ka pārnesumkārbas ar sportisku kalibrēšanu apzināti pastiprina pārnesumu maiņu ātrākai paātrinājumam. Lai gan tas ietaupa dažas sekundes daļas, tas arī paātrina sajūgu nolietojumu un rada lielāku slodzi uz transmisiju kopumā.

Adaptīvie braukšanas režīmi: kā elektronika optimizē braukšanu

Agrīnās automātiskās ātrumkārbas tika vadītas pilnībā ar hidraulikas palīdzību. Mūsdienu agregāti saglabā hidrauliku tikai kā izpildes slāni, bet elektronika pārņem visus lēmumu pieņemšanas procesus. Tas ļauj realizēt plašu braukšanas programmu klāstu:

• Ekonomiskais / Normālais režīms — augstāku pārnesumu ieslēgšana notiek agri, saglabājot zemākus dzinēja apgriezienus un samazinot degvielas patēriņu.
• Sporta režīms — pārnesumkārba tur pārnesumus līdz maksimālā griezes momenta (un tad maksimālās jaudas) apgriezienu skaitam pirms augstākā pārnesuma ieslēgšanas, maksimizējot paātrinājumu uz degvielas ekonomijas rēķina.
• Ziemas / Sniega režīms — automašīna sāk kustību no otrā pārnesuma, lai samazinātu riteņu slīdēšanu uz slidenas virsmas; pārnesumu maiņa ir maigāka.
• Adaptīvais režīms — TCU nepārtraukti analizē gāzes pedāļa iedarbināšanu, bremzēšanas paradumus un braukšanas stilu, dinamiski apvienojot ekonomijas un veiktspējas iestatījumus reāllaikā.

Praksē, ja braucat mierīgi un vienmērīgi, sistēma uztur dzinēju ārpus augstas slodzes zonām — tas ir pamanāms ieguvums pie degvielas uzpildes. Paātriniet gāzes pedāļa iedarbināšanu — un sistēma uzreiz atpazīst, ka nepieciešama dinamiskāka braukšana, pārslēdzoties uz sportiskāku kalibrēšanu bez jebkādas manuālas vadītāja iejaukšanās.

Pusautomātiskais režīms: Tiptronic, Steptronic un Autostick

Arvien vairāk automašīnu piedāvā pusautomātisko (manuālās vadības) režīmu papildus pilnautomātiskai darbībai. Šajā režīmā vadītājs pieprasa pārnesumu maiņu ar selektora, stūres rata plakšķu vai stūres kolonnas pogu palīdzību — kamēr vadības sistēma veic pašu pārslēgšanos. Dažādi ražotāji šo funkciju apzīmē ar saviem nosaukumiem:

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

Elektronika joprojām uzliek drošības ierobežojumus — sistēma atteiks ieslēgt pārnesumu, ko tā uzskata par nepiemērotu pašreizējam ātrumam vai slodzei — taču vadītājs iegūst iespēju paredzēt ceļu priekšā un iepriekš izvēlēties pārnesumus, nevis gaidīt, kamēr automātiskā loģika reaģēs.

Regulēšana, pašdiagnostika un avārijas braukšanas režīms

Mūsdienu automātiskās ātrumkārbas var regulēt, pārprogrammējot dzinēja vadības bloku (ECU) un transmisijas vadības bloku. Entuziasta regulēšana parasti koriģē apgriezienu punktus, kuros notiek pārnesumu maiņa, un saīsina maiņas laiku, lai uzlabotu paātrinājuma veiktspēju.

Uzticamības ziņā mūsdienu vadības bloki nepārtraukti uzrauga sajūgu nolietojumu, izsekojot hidrauliskā spiediena datiem. Korelējot spiediena rādījumus ar paredzamajām vērtībām, sistēma var paredzēt berzes disku stāvokli un signalizēt par apkopes nepieciešamību pirms atteices. Kļūdu kodi tiek reģistrēti ikreiz, kad kāds komponents darbojas ārpus paredzamajiem parametriem.

Ja tiek konstatēta nopietna kļūda, transmisija pāriet avārijas (ierobežotas braukšanas) režīmā:

• Visas pārnesumu maiņas ir atspējotas.
• Tiek ieslēgts viens fiksēts pārnesums — parasti otrais vai trešais.
• Veiktspēja ir krasi ierobežota, taču automašīna joprojām ir vadāma mazā ātrumā.
• Režīms paredzēts, lai droši nokļūtu līdz darbnīcai, nevis turpinātu normālu braukšanu.

Automātiskās ātrumkārbas režīmu skaidrojums

Izprotot, ko dara katra selektora pozīcija, jūs varēsiet braukt efektīvāk un izvairīties no nevajadzīga nolietojuma:

P — Stāvvieta (Park). Visi pārnesumi ir izslēgti un izvades vārpsta ir mehāniski bloķēta ar stāvēšanas aizturi. Dzinēja apgriezienu ierobežotājs aktivizējas zemākā sliekšņa vērtībā nekā braukšanas laikā, lai pasargātu transmisiju no nevajadzīgas slodzes.

R — Atpakaļgaita (Reverse). Ieslēdz izvades vārpstas reverso rotāciju.

N — Neitrāls (Neutral). Dzinējs un piedziņas rati ir atvienoti. Automašīna var brīvi ripot un to var vilkt, nepaceļot piedziņas asi.

D / Braukšana (Drive). Normāla braukšana uz priekšu ar pilnautomātisku pārnesumu izvēli.

S / Sports / PWR / Jauda / Shift. Dinamiskākais un degvielu visvairāk patērējošais režīms. Pārnesumkārba tur katru pārnesumu līdz maksimālā griezes momenta — un tad maksimālās jaudas — apgriezienu skaitam. Dzinējs vienmēr tiek uzturēts optimālajā veiktspējas diapazonā. Degvielas ekonomija paliek otrajā plānā.

Kick-down (Ātrā paātrinājuma iedarbināšana). Režīms, kas tiek aktivizēts, pilnībā nospiežot gāzes pedāli, komandējot tūlītēju pārnesumu pazemināšanu agresīvai apdzīšanai vai iekļaušanai satiksmes plūsmā. Zemākas pārnesumu attiecības un maksimālās dzinēja jaudas kombinācija rada spēcīgu paātrinājumu. Vecākās pārnesumkārbās bija nepieciešams fizisks fiksators jeb “klikšķis” pedāļa gājuma beigās, lai aktivizētu kick-down; mūsdienu agregāti to nosaka elektroniski.

Pārtransmisija (Overdrive, O/D). Ieslēdz augstāko pārnesumu attiecību, lai uzturētu zemākus dzinēja apgriezienus braukšanas laikā pa šoseju. Efektīvs tālbraucieniem, taču tā ieslēgšana dinamiskas braukšanas vai vilkšanas laikā ievērojami samazina pieejamo jaudu.

Norm. Līdzsvarots noklusējuma režīms. Augstāku pārnesumu ieslēgšana notiek pie mēreniem dzinēja apgriezieniem — ne tik agri kā Ekonomiskajā, ne tik vēlu kā Sporta režīmā.

1 / L / Zems, 2, 3 (manuāla pārnesuma noturēšana). Novērš pārnesumkārbas pārslēgšanos virs izvēlētā pārnesuma. Noderīgi situācijās, kad svarīgi ir noturēt konkrētu pārnesumu:

• Nobraukšana pa stāviem kalnu ceļiem (dzinēja bremzēšana)
• Piekabju vai citu transportlīdzekļu vilkšana
• Dziļš dubļu, smilšu vai bezceļa reljefs
• Situācijas, kurās nepieciešams ilgstoši uzturēt lielu dzinēja griezes momentu bez pārslēgšanās uz augstāku pārnesumu

W / Ziema / Sniegs. Lai samazinātu riteņu slīdēšanu uz zemas saķeres virsmām, automašīna sāk kustību no otrā pārnesuma. Pārnesumu maiņa ir maigāka un notiek pie zemākiem apgriezieniem, lai gan paātrinājums šķitīs lēnāks.

+ / − (manuāla pārslēgšana). Ļauj vadītājam manuāli palielināt vai samazināt pārnesumus, izmantojot selektoru, stūres rata pogas vai plakšķu pārslēdzējus. Vadības sistēma joprojām ignorē pieprasījumus, ko tā uzskata par nedrošiem — piemēram, pārnesuma samazināšanu, kas varētu izraisīt dzinēja pārskrūvēšanu. Pārslēgšanas ātrums šajā režīmā parasti atbilst Sporta programmas kalibrēšanai. Galvenā priekšrocība ir iespēja paredzēt pagriezienus, nogāzes vai apdzīšanas manēvrus un iepriekš izvēlēties pareizo pārnesumu, nevis gaidīt, kamēr transmisija reaģēs.

Automātiskās ātrumkārbas apkope un ilgmūžība

Labi apkopta automātiskā ātrumkārba — neatkarīgi no veida — spēj kalpot ilgāk par 200 000 kilometriem. Šāda kalpošanas laika sasniegšana ir atkarīga no diviem faktoriem: regulāras šķidruma maiņas un periodiskas pārbaudes pie kvalificēta tehniķa. ATF maiņas intervālu neievērošana ir visbiežākais priekšlaicīgas ātrumkārbas atteices cēlonis, jo nolietotais šķidrums zaudē spēju efektīvi smērēt, dzesēt un iedarbināt berzes paketes.

Šis ir tulkojums. Oriģinālu var lasīt šeit: https://www.drive.ru/technic/4efb330d00f11713001e3660.html