Аутоматски мењач са хидрауличним претварачем момента: Принцип рада, режими и карактеристике

Многи возачи претпостављају да „аутоматски мењач” означава јединствен склоп — међутим, он заправо обједињује две кључне компоненте које раде у спрези: сам мењач и хидраулични претварач момента. Разумевање начина на који ове компоненте сарађују помаже вам да максимално искористите своје возило и препознате потенцијалне проблеме пре него што прерасту у скупе поправке.

Шта је хидраулични претварач момента и kako функционише?

Хидраулични претварач момента смештен је између мотора и мењача, замењујући педалу квачила која се користи у ручним мењачима. Састоји се од три главна ротирајућа елемента:

• Пумпно коло (импелер) — чврсто спојено са радилицом мотора; ротира кад год мотор ради.
• Турбинско коло — повезано са улазним вратилом мењача; покреће га притиснута течност за аутоматски мењач.
• Реактор (статор) — смештен између пумпног и турбинског кола; може слободно да ротира или да се блокира преко слободног котрљајућег лежаја, у зависности од услова рада.

Обртни момент се преноси са мотора на мењач преко притиснуте течности за аутоматске мењаче (ATF). Пумпно коло убацује течност на лопатице турбинског кола, а прецизно обликована геометрија лопатица ствара непрекидну циркулацијску петљу. Кључно је то да не постоји крута механичка веза између мотора и погонског склопа — управо то омогућава мотору да настави са радом када је возило у стајању са укљученим степеном преноса, и доприноси карактеристичном плавном трогању аутоматског возила.

Умножавање обртног момента: Улога реактора

Основна хидраулична спојница може само да преноси обртни момент — не и да га умножи. Ту улогу преузима реактор. У стању мировања, реактор преусмерава течност која се враћа из турбинског кола назад у пумпно коло под оптималним углом, повећавајући брзину и кинетичку енергију течности. Резултат: обртни момент испоручен на вратило турбинског кола може бити један и по до два пута већи него онај који мотор тада сам производи.

Замислите конкретну ситуацију: степен преноса је укључен, притискате кочницу, а мотор ради у празном ходу. Турбинско коло мирује, а ипак обртни момент који делује на њега већ је умножен. Пустите кочницу и возило се плавно покреће. Убрзање се наставља све до тренутка када обртни момент на точковима уравнотежи отпор пута.

Режим хидрауличне спојнице и блокирање претварача момента

Са повећањем брзине возила и приближавањем угаоне брзине турбинског кола угаоној брзини пумпног кола, реактор се откључава и почиње слободно да ротира заједно са остале две компоненте. У том тренутку претварач момента прелази у режим хидрауличне спојнице, чиме се смањују унутрашњи губици и побољшава ефикасност.

Ради даљег повећања ефикасности, модерни претварачи момента опремљени су блокадном (фрикционом) спојницом. Када су услови повољни, ова спојница физички спаја пумпно и турбинско коло, потпуно елиминишући клизање течности и доводећи ефикасност преносника до близу 100%.

Систем је такође самоподешавајући. Ако почнете да савладавате успон и брзина возила падне, реактор аутоматски успорава, брзина циркулације течности расте и излазни обртни момент се повећава — понекад довољно да савлада нагиб без потребе да мењач прелази на нижи степен преноса.

Вишестепени мењач: Планетарни зупчанички скупови

Будући да сам претварач момента не може да покрије цео опсег брзина и преносних односа потребних за вожњу у реалним условима, он ради у комбинацији са вишестепеним планетарним мењачем. За разлику од традиционалних зупчаничких парова, планетарни зупчанички скуп садржи неколико елемената који истовремено сарађују:

• Сунчаник — централни зупчаник кога покреће улазно вратило.
• Сателити (планетарни зупчаници) — мањи зупчаници који обилазе сунчаник, монтирани на носач сателита.
• Носач сателита — држи сателите и често служи као излазни елемент.
• Прстенасти зупчаник (коронасти зупчаник) — спољашњи зупчаник у спрегу са сателитима.

Селективним ротирањем или блокирањем различитих елемената помоћу фрикционих трака и фрикционих пакета (еквивалент синхронизатора и блокадних спојница у ручном мењачу), планетарни скуп може произвести широк опсег преносних односа — у оба смера кретања.

Начин укључивања степена преноса: Хидраулика и електроника

Промена степена преноса у аутоматском мењачу одвија се на следећи начин:

1. Наменска хидраулична пумпа изграђује притисак у колу течности за мењач.
2. Управљачка јединица мењача (TCU) анализира податке са бројних сензора ради одређивања оптималног степена преноса.
3. Електромагнетни соленоидни вентили усмеравају притисак течности на одговарајућу фрикциону спојницу или траку.
4. Хидраулични потискивач укључује спојницу, блокирајући одговарајући елемент планетарног зупчаничког скупа.

Главна предност у односу на ручне мењаче је то да се промена степена преноса одвија практично без прекида у испоруци обртног момента — један степен преноса се укључује готово истовремено са искључивањем претходног. Евентуални заостали трзаји додатно се ублажавају претварачем момента, који делује као природни пригушивач.

Имајте на уму да мењачи са спортском калибрацијом намерно убрзавају промену степена преноса ради брже акцелерације. Иако то уштеди делиће секунде, такође убрзава хабање спојница и ставља веће оптерећење на погонски склоп у целини.

Адаптивни режими вожње: Оптимизација путем електронике

Ранији аутоматски мењачи управљани су искључиво хидрауликом. Модерни уређаји задржавају хидраулику само као извршни слој, при чему електроника доноси све одлуке. То омогућава широк спектар програма вожње:

• Економични / Нормални режим — прелаз на виши степен преноса одвија се рано, одржавајући ниску брзину обртања мотора и минимизирајући потрошњу горива.
• Спортски режим — мењач задржава сваки степен преноса до режима максималног обртног момента (а затим до режима максималне снаге) пре преласка на виши степен, максимизирајући акцелерацију на рачун потрошње горива.
• Зимски / Снежни режим — возило тргаје у другом степену преноса ради смањења проклизавања точкова на клизавим подлогама; промена степена преноса је плавнија.
• Адаптивни режим — TCU непрекидно анализира притисак гаса, навике при кочењу и стил вожње, динамично комбинујући подешавања за економичност и перформансе у реалном времену.

У пракси, ако возите мирно и плавно, систем одржава мотор ван зона великог оптерећења — то се приметно одражава на потрошњу горива. Повећате ли притисак на гас, систем одмах препознаје да је потребна динамичнија вожња и прелази на спортску калибрацију без икаквог ручног деловања возача.

Полуаутоматски режим: Типтроник, Стептроник и Аутостик

Све већи број возила нуди полуаутоматски (ручни) режим поред потпуно аутоматског рада. У овом режиму, возач захтева промену степена преноса путем бирача, перца волана или тастера на управљачкој колони — а управљачки систем изводи стварну промену. Различити произвођачи ову функцију брендирају под сопственим именима:

• Типтроник (Порше / Ауди / Фолксваген)
• Стептроник (BMW)
• Аутостик (Крајслер / Додж)

Електроника и даље обезбеђује заштитне мере — систем ће одбити да укључи степен преноса за који сматра да је неприкладан за тренутну брзину или оптерећење — али возач добија могућност да антиципира ситуацију на путу и унапред одабере степен преноса уместо да чека да аутоматска логика реагује.

Подешавање, самодијагностика и режим за вожњу до сервиса

Модерне аутоматске мењаче могуће је подесити препрограмирањем управљачке јединице мотора (ECU) и управљачке јединице мењача. Ентузијасти обично подешавају обртаје при којима долази до промена степена преноса и скраћују време мењања ради побољшања акцелерацијских перформанси.

Са аспекта поузданости, данашњи управљачки уређаји непрекидно прате хабање спојница анализом података о хидрауличном притиску. Корелацијом очитаних вредности притиска са очекиваним вредностима, систем може предвидети стање фрикционих дискова и сигнализирати потребу за одржавањем пре него до квара дође. Грешке се бележе кад год компонента ради изван очекиваних параметара.

Ако буде откривена озбиљна грешка, мењач улази у режим за вожњу до сервиса (limp-home):

• Све промене степена преноса су онемогућене.
• Укључује се један фиксни степен преноса — обично други или трећи.
• Перформансе су знатно ограничене, али возило остаје управљиво при малим брзинама.
• Режим је осмишљен да вас безбедно довезе до сервиса, а не да настави нормалну вожњу.

Режими аутоматског мењача — Објашњење

Разумевање шта свака позиција бирача значи помаже вам да возите ефикасније и избегнете непотребно хабање:

P — Паркирање. Сви степени преноса су искључени, а излазно вратило је механички блокирано паркинг-засуном. Ограничавач обртаја мотора активира се на нижем прагу него током вожње, штитећи погонски склоп од непотребних оптерећења.

R — Вожња уназад. Укључује обрнуту ротацију излазног вратила.

N — Неутрал. Мотор и погонски точкови су одвојени. Возило може слободно да клизи и може се вући без подизања погонске осовине.

D / Вожња. Нормална вожња унапред са потпуно аутоматским избором степена преноса.

S / Спорт / PWR / Снага / Shift. Најдинамичнији и горивом најзахтевнији режим. Мењач задржава сваки степен преноса до режима максималног обртног момента — а затим до режима максималне снаге. Мотор је увек у оптималном опсегу перформанси. Потрошња горива долази у други план.

Кик-даун. Режим активиран потпуним притискањем педале гаса, којим се издаје наредба за тренутни прелаз на нижи степен преноса ради агресивног претицања или убрзавања. Комбинација нижег преносног односа и максималне снаге мотора производи снажан налет акцелерације. На старијим мењачима, физичко постоље или „клик” на крају хода педале био је неопходан за активацију кик-дауна; модерни уређаји то откривају електронски.

Надпреносни степен (O/D). Омогућава највиши преносни однос ради одржавања ниских обртаја мотора током брзе вожње по путу. Ефикасан за вожњу на дуже релације, али употреба током динамичне вожње или вучења приколице приметно смањује расположиву снагу.

Norm. Уравнотежени подразумевани режим. Прелаз на виши степен преноса одвија се при умереним обртајима мотора — ни тако рано као у Економичном нити тако касно као у Спортском режиму.

1 / L / Низак степен, 2, 3 (ручно задржавање степена). Спречава мењач да пређе на степен преноса виши од одабраног. Корисно у ситуацијама када је важно задржати одређени степен преноса:

• Спуштање стрмим планинским путевима (кочење мотором)
• Вучење приколице или другог возила
• Дубоко блато, песак или терен ван пута
• Ситуације које захтевају одржавање високог обртног момента мотора без преласка на виши степен

W / Зимски / Снежни режим. Ради минимизирања проклизавања точкова на подлогама са слабим пријањањем, возило тргаје у другом степену преноса. Промена степена преноса је плавнија и одвија се при нижим обртајима, иако ће акцелерација бити нешто слабија.

+ / − (ручна промена). Омогућава возачу да ручно повећава или смањује степен преноса помоћу бирача, перца волана или тастера на управљачкој колони. Управљачки систем и даље надгласава захтеве за које сматра да су небезбедни — на пример, прелаз на нижи степен преноса који би довео до прекорачења максималних обртаја мотора. Брзина мењања у овом режиму обично одговара калибрацији Спортског програма. Главна предност је могућност да се антиципирају кривине, нагиби или претицања и унапред одабере прави степен преноса, уместо чекања да мењач реагује.

Одржавање аутоматског мењача и трајност

Правилно одржаван аутоматски мењач — без обзира на тип — способан је да издржи знатно преко 200.000 километара. Постизање тог радног века своди се на две ствари: редовне замене течности и периодичне прегледе код квалификованог техничара. Занемаривање интервала замене ATF-а далеко је најчешћи узрок преурањеног квара мењача, јер деградирана течност губи способност подмазивања, хлађења и активирања пакета спојница.

Ово је превод. Оригинал можете прочитати овде: https://www.drive.ru/technic/4efb330d00f11713001e3660.html