Automobilová převodovka prošla více než stoletím evolučního vývoje. V posledních desetiletích se hydromechanická převodovka, která nevyžaduje, aby řidič ručně měnil převodové stupně, stala velmi oblíbenou možností uspořádání vozidel a je stále častěji instalována na vozidla různých cenových segmentů.
Hydromechanická převodovka: princip činnosti a konstrukce
Klasický design automobilu znamená přítomnost dvou požadovaných bloků:
- převodová skříň;
- spojka.
Tento popis je vhodný pro manuální převodovku, která je motoristům známá již mnoho desetiletí. Ale postupem času, jak se technologie vyvíjela, se začaly objevovat další varianty převodové jednotky, které osobě za volantem poskytovaly větší komfort pohybu.
Převodovka je jednou ze základních součástí automobilu. Díky němu se točivý moment přenáší z motoru auta na kola. V automobilovém průmyslu dlouhá léta kralovala manuální převodovka, která zahrnovala do své konstrukce výše popsané bloky. Řidič musel provést tři po sobě jdoucí operace:
- odpojte motor automobilu od převodovky v době přepínání (sešlápněte spojku);
- dejte příkaz ke změně točivého momentu posunutím řadicí páky do požadované polohy
- pozice;
- uvolněte spojku a vraťte motor zpět na kola.
Situace se ale změnila, inženýři vytvořili převodovku bez spojkového pedálu. V tomto případě je proces řízení automobilu pro osobu značně zjednodušen: ECU sama přechází na požadovaný rychlostní stupeň. Ovládání se provádí voličem převodovky, brzdovým a plynovým pedálem.
Při rozjezdu řidič sešlápne brzdu, přesune volič do polohy D (jízda), uvolní brzdu a rozjede se. Automatická převodovka řadí na 1., 2. a další rychlostní stupeň v závislosti na rychlosti vozu, poloze plynového pedálu, otáčkách motoru a dalších faktorech, které jsou sledovány řadou senzorů.
Tento proces je zajištěn použitím několika technologií, mezi nimiž je hydromechanická převodovka nejznámější, produkčně „testovaná“ a spolehlivá. V něm se řazení převodů na spojkách provádí cirkulací převodového oleje pod tlakem přes skříň.
Moderní hydromechanická převodovka je komplexní zařízení skládající se z následujících hlavních součástí:
- měnič točivého momentu;
- ECU – elektronický „mozek“ skříně a ovládacích mechanismů;
- třecí prvky;
- čerpadlo vytvářející tlak oleje;
- pružiny a kanály hydromechanického systému;
- manuální krabice.
Čtěte také. Převodovka DSG – Co to je
To poslední není překlep, automatická převodovka je skutečně založena na „mechanice“, konstrukčně doplněná o automatické spínací jednotky s měničem točivého momentu – odtud název jednotky. Průřez typické hydromechanické převodovky:
Historie automatické převodovky začala v první čtvrtině 20. století: poté začal koncern Ford zavádět do svých produktů první příklady „hydromechaniky“. V SSSR se automatické převodovky mezi koncovými spotřebiteli nerozšířily, i když například na konci 50. let závod LAZ ve spolupráci s NAMI vyvinul a implementoval hydromechanickou převodovku do autobusů řady LAZ-695Zh. . Později byl použit v modelu LiAZ-677 bylo vyrobeno asi 200 tisíc autobusů s automatickou převodovkou;
Hydromechanika LAZ v sekci:
V moderním automobilovém průmyslu je „automatické“ velmi běžné, a to i u levných modelů automobilů.
O měniči momentu
Srdcem uvažovaného typu skříně je jednotka zvaná měnič točivého momentu. Jeho zařízení je vidět na obrázku:
Agregát je umístěn mezi mechanickou částí převodovky a motorem a slouží jako spojka. Použití měniče točivého momentu umožňuje kromě pohodlí řidiče poskytnout vozidlu plynulé rozjezdy a zastavení a zajistit pohyb bez cukání. To přímo ovlivňuje životnost motoru, protože dynamická zatížení, která jsou nevyhnutelná při ručním ovládání automobilu, jsou výrazně snížena.
Strukturálně se tato jednotka skládá z disků s lopatkami navzájem propojenými:
- kolo turbínové lopatky, pevně spojené s hřídelí převodovky;
- reaktorové kolo (stator), které zvyšuje torzní moment;
- oběžné kolo čerpadla spojující sestavu motoru a měniče momentu.
Zajímavost: celá disková jednotka je sjednocena jedním pláštěm, ze tří čtvrtin ponořeným v převodovém oleji, který je hlavním provozním médiem automatické převodovky.
Kolo čerpadla se otáčí synchronně se setrvačníkem, podobnou rychlostí. Když dojde k rotaci, převodový olej proudí na kolo turbíny a přenáší rotační sílu na kolo turbíny. Olej pak jde do kola reaktoru, které přesune kapalinu zpět do původního kola čerpadla. Díky procesu cirkulace pracovní tekutiny pod tlakem se točivý moment přenáší na kola.
Zajímavost: agregát si automaticky určí požadovaný převodový poměr a přenese sílu na automatickou převodovku a skříň již zařadí požadovaný převod pomocí spojek.
Kromě osobních vozidel se měniče točivého momentu používají v těžké technice: některé modely posunovacích dieselových lokomotiv a lokomotiv, dieselových traktorů, traktorů a jeřábů. Podobné zařízení pohánělo vrtule remorkéru Marshal Blucher. Vozy Čajka, Volha a ZIL vybavené hydrodynamickou převodovkou byly také vybaveny měniči točivého momentu.
Přečtěte si také. Jaký olej naplnit do převodovky Chevrolet Niva
Existují typy hydromechanické automatické převodovky:
- hřídel;
- planetární.
Jak funguje hřídelová převodovka?
Hřídelové automaty jsou poměrně široce používány při výrobě autobusů a těžkých nákladních vozidel. Slovo „hřídel“ se vztahuje na manuální převodovku v automatické převodovce. „Mechanická“ jednotka se stane v tomto případě:
- vícehřídelový;
- dvouhřídelový;
- tříhřídelový.
K řazení se používají lamelové spojky ponořené do speciálního oleje a zpátečka, první stupeň převodovky, se v některých případech zařazuje ozubenou spojkou. Konstrukce takových automatických převodovek umožňuje přepínat rychlosti pomocí spojek v důsledku chodu klikového hřídele, bez ztráty výkonu nebo ztráty točivého momentu.
Klasická konstrukce je dvouhřídelová, s primární (hnací) a sekundární (hnanou) hřídelí nesoucími ozubená kola. V tříhřídelovém schématu je také mezihřídel, kde je umístěno ozubené kolo spojené s hlavním ozubeným kolem.
Modely s hřídelí našly omezené použití v osobních automobilech: je jimi vybaveno zejména mnoho vozů Honda a řada modelů Mercedes. Použití takových převodovek je spojeno s určitými technickými obtížemi: u vozidel s pohonem zadních kol se na převodovku vztahuje požadavek na seřízení a hřídelová automatická převodovka musí mít alespoň dva rychlostní stupně na rychlostní stupeň. A to snižuje účinnost.
Další nevýhodou jsou vysoké ztráty disku, pokud má vozidlo více než tři rychlostní stupně. V tomto případě je v hřídelové skříni mnoho vyřazených spojek, což vede k uvedeným ztrátám. Kromě toho jsou hřídele poměrně velké na délku, což činí skříň objemnou a snižuje volný prostor v kabině, stejně jako zvyšuje hluk a snižuje spolehlivost. To bylo částečně vyřešeno zavedením tříhřídelových skříní s kratšími, tužšími a spolehlivějšími hřídeli.
Jak funguje planetová převodovka?
Pro hydromechanické převody se výrobci snaží použít planetový mechanismus:
Obecně lze konstrukci a princip fungování hydromechanické převodovky vytvořené na základě planetového systému popsat takto:
- síla se přenáší na hlavní neboli centrální ozubené kolo (centrální, číslo 6);
- pomocné satelity (označené číslem 3) se volně otáčejí podél osy a
- trvale spojeny zuby s centrálním;
- na těchto satelitech je namontován nosič (číslo 4), komunikující s hřídelí (číslo 5);
- pomocné prvky jsou rovněž v záběru s ozubeným věncem, označeným na obrázku číslem 2.
Přečtěte si také. Automatická převodovka AL4 – Popis skříně, hlavní závady
Unášeč, když je ozubený věnec nehybný, přenáší sílu na hnaný hřídel, když je uvolněn, síla jde přes satelity na ozubené kolo číslo 2. Hřídel sama zůstává nehybná. Přímé spínání probíhá prostřednictvím řemenových mechanismů a paketů třecích spojek.
Klady a zápory mechaniky tekutin
Shrneme-li to, co bylo řečeno, můžeme dojít k závěru: hydromechanická automatická převodovka je jednotka skládající se z měniče točivého momentu, modulu manuální převodovky (ve většině případů planetového), vybaveného spojkovým paketem, hydraulickým řídicím systémem a řídicí elektronickou jednotkou.
Výhody této kombinace:
- pohodlí řidiče: není třeba ručně měnit rychlost;
- přenos výkonu z motoru probíhá bez „prohýbání“ nebo škubání, což je zvláště důležité při rozjezdu.
Existují ale i zjevné nevýhody. Jedním z nich je relativně nízká účinnost ve srovnání s mechanikou, což je způsobeno přítomností měniče točivého momentu.
Důležité: během cirkulace pracovní kapaliny se část účinnosti ztrácí: podle výzkumu je účinnost manuální převodovky asi 98%, stejná hodnota u automatické převodovky je v rozmezí 86-90%.
Kromě toho existují další nevýhody:
- vysoká složitost jednotky, v důsledku toho množství komponent – relativně nižší spolehlivost (ačkoli hydromechanické převodovky mohou „běžet“ po desetiletí s náležitou péčí, jak úspěšně prokázaly japonské, korejské a německé vozy);
- vyšší náklady na krabici, což zdražuje automobil, který je jím vybaven;
- spotřeba paliva v autě s takovou převodovkou je o něco vyšší;
- nízká udržovatelnost ve srovnání s „mechanikou“; Pro úspěšné opravy musíte mít sofistikované vybavení a speciální znalosti.
Ale výhody hydromechanického řazení stále převažují nad jeho nevýhodami, zejména pro začínající řidiče, kteří nemají dostatečné zkušenosti. Navíc v městském rytmu provozu s neustálými zácpami hydromechanická automatická převodovka šetří síly i nervy řidiče, který nemusí provádět nekonečné manipulace „spojka-převod“ a jet na 1. rychlost se spojkou. napůl depresivní.
