دستگاه گیربکس اتوماتیک خودرو و اصل کارکرد. انواع گیربکس اتوماتیک

2024 نویسنده: Erin Ralphs | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-02-19 14:59

اخیراً گیربکس های اتوماتیک روز به روز محبوبیت بیشتری پیدا کرده اند. و دلایلی برای آن وجود دارد. کار کردن با چنین جعبه ای آسان تر است و نیازی به "بازی" مداوم با کلاچ در ترافیک ندارد. در شهرهای بزرگ، چنین ایست بازرسی بسیار غیر معمول است. اما دستگاه گیربکس اتوماتیک تفاوت قابل توجهی با مکانیک کلاسیک دارد. بسیاری از رانندگان از بردن خودروهایی با چنین جعبه ای می ترسند. با این حال، ترس آنها موجه نیست. با عملکرد مناسب، یک گیربکس اتوماتیک کمتر از مکانیک دوام نخواهد آورد. اما برای درک بهتر آن، باید دستگاه گیربکس اتوماتیک یک خودرو را با جزئیات مطالعه کنید. ما در مقاله امروز خود در مورد این صحبت خواهیم کرد.

انواع

انواع مختلفی از این جعبه ها وجود دارد. بنابراین، آنها تشخیص می دهند:

• گیربکس اتوماتیک هیدرومکانیکی.
• رباتیک (DSG).
• Variator.

ویژگی های هر کدام از آنها چیست؟ زیر را در نظر بگیرید.

کلاسیکگیربکس اتوماتیک

گیربکس هیدرومکانیکی رایج ترین نوع گیربکس اتوماتیک است. دستگاه چنین جعبه ای وجود مبدل گشتاور، گیربکس دستی و سیستم کنترل را فرض می کند. اما این طراحی روی خودروهای دیفرانسیل عقب اعمال می شود. اگر این خودروی دیفرانسیل جلو است، دیفرانسیل نیز در دستگاه گیربکس اتوماتیک و دنده اصلی گنجانده شده است.

مبدل گشتاور (در عامیانه به عنوان "دونات" شناخته می شود) واحد اصلی در این انتقال است. این برای تغییر و انتقال گشتاور از چرخ فلایویل موتور به گیربکس دستی است. دونات همچنین برای کاهش نوسانات و ارتعاشاتی که در طول انتقال نیروهای چرخشی از موتور احتراق داخلی رخ می دهد، استفاده می کند.

مبدل گشتاور از چندین چرخ تشکیل شده است. این است:

• توربین.
• رآکتور.
• چرخ پمپ.

طراحی همچنین شامل دو کلاچ - مسدود کننده و چرخ آزاد است. همه این جزئیات در یک جعبه حلقوی مجزا قرار گرفته اند که شبیه یک دونات است (از این رو نام خاص آن است).

چرخ پمپ به میل لنگ موتور متصل است. توربین با گیربکس دستی تعامل دارد. بین این دو عنصر چرخ راکتور قرار دارد. برخلاف بقیه، بی حرکت است. هر چرخ ترانسفورماتور هیدرولیک گیربکس اتوماتیک دارای تیغه هایی است که مایع ATP کار از بین آنها عبور می کند.

کلاچ قفل گیربکس اتوماتیک برای مسدود کردن GTF (دونات) در حالت های عملکرد خاص موتور احتراق داخلی طراحی شده است. بدون کلاچچرخ راکتور را در جهت مخالف می‌چرخاند.

کار GTF

در یک چرخه بسته انجام می شود. بنابراین، مایع ATP از پمپ به توربین شروع به جریان می کند و سپس به دلیل شکل خاص پره ها به چرخ راکتور، سرعت جریان روغن به طور پیوسته شروع به رشد می کند. سیال ATP باعث می شود چرخ پمپ سریعتر بچرخد. این باعث افزایش نیروی گشتاور می شود. به هر حال، حداکثر پارامتر آن در حداقل سرعت به دست می آید. این امر ضروری است تا خودرو حتی تحت بار نیز به آرامی شروع به حرکت کند. هنگامی که خودرو شروع به افزایش سرعت می کند، کلاچ درگیر می شود و مبدل گشتاور قفل می شود. در این وضعیت، انتقال مستقیم گشتاور انجام می شود. شایان ذکر است که کلاچ قفل در گیربکس اتوماتیک در تمامی دنده ها از جمله دنده عقب فعال می شود.

خودروهای مدرن از کلاچ دمپایی استفاده می کنند. این حالت از قفل شدن کامل مکانیزم جلوگیری می کند که تاثیر مثبتی بر مصرف سوخت و سواری نرم دارد.

تجهیزات سیاره ای

این مجموعه به عنوان یک گیربکس دستی عمل می کند. گیربکس را می توان برای چهار، شش، هفت یا هشت سرعت طراحی کرد. در موارد نادر، از گیربکس 9 سرعته اتوماتیک استفاده می شود (مثلاً در اتومبیل های لندرور).

ما به مطالعه دستگاه گیربکس اتوماتیک ادامه می دهیم. چرخ دنده سیاره ای از چندین چرخ دنده متوالی تشکیل شده است. آنها یک مجموعه دنده سیاره ای را تشکیل می دهند. هر یک از سرعت ها شامل چندین استموارد:

• دنده حلقه.
• ماهواره.
• تجهیزات خورشیدی.
• حامل.

تغییر گشتاور چگونه ایجاد می شود؟ با مطالعه دستگاه مبدل گشتاور گیربکس اتوماتیک، لازم به ذکر است که این عملیات با استفاده از چندین عنصر از مجموعه دنده سیاره ای انجام می شود. این حامل و همچنین دو چرخ دنده (خورشید و تاج) بود. مسدود کردن دومی به شما امکان می دهد تا نسبت دنده را افزایش دهید. برعکس دنده خورشیدی این نسبت را کاهش می دهد. و حامل جهت چرخش عناصر را تغییر می دهد.

قفل کردن با کلاچ انجام می شود. این نوعی ترمز است که قسمت های خاصی از گیربکس را با اتصال آنها به محفظه گیربکس نگه می دارد. بسته به مارک خودرو ("مزدا" این یا "فورد" است)، دستگاه گیربکس اتوماتیک وجود یک باند یا ترمز چند دیسکی را فرض می کند. با سیلندرهای هیدرولیک بسته می شود. دومی از ماژول توزیع کنترل می شود. برای جلوگیری از چرخش کریر در جهت مخالف، از یک کلاچ اوررانینگ استفاده می شود.

سیستم الکترونیک

دستگاه و عملکرد گیربکس اتوماتیک یک خودروی مدرن بدون سیستم کنترل الکترونیکی غیرممکن است. شامل:

• واحد کنترل.
• حسگرهای ورودی.
• انتخاب کننده گیربکس اتوماتیک (دستگاه آن را بعداً در نظر خواهیم گرفت).
• ماژول توزیع.

توجه داشته باشید که فهرست عناصر ورودی بسیار گسترده است. بنابراین، این شامل سنسورها می شود:

• موقعیت پدال گاز.
• دمای مایع ATP.
• سرعت شفت ورودی و خروجی.
• موقعیت انتخابگر دنده اتوماتیک.

واحد کنترل گیربکس اتوماتیک به طور مداوم سیگنال هایی را که از این عناصر می آید پردازش می کند و پالس های کنترلی را برای محرک ها تولید می کند. این واحد با ECU موتور ارتباط برقرار می کند.

ماژول توزیع، کلاچ های اصطکاکی را فعال می کند و جریان سیال ATP را در گیربکس کنترل می کند. این ماژول از قرقره های کنترلی و شیرهای برقی با حرکت مکانیکی تشکیل شده است. این قطعات در یک محفظه آلومینیومی جداگانه محصور شده اند و توسط کانال هایی به هم متصل می شوند.

یک عنصر مهم در گیربکس اتوماتیک هوندا، سلونوئیدها هستند. به آنها شیرهای برقی نیز می گویند. آنها برای تنظیم فشار روغن گیربکس مورد نیاز هستند. و قرقره ها حالت عملکرد جعبه را انجام می دهند. عناصر از اهرم گیربکس اتوماتیک فعال می شوند.

از آنجایی که روغن ATP مایع کار اصلی است، یک پمپ دنده ای در دستگاه هر گیربکس اتوماتیک ارائه می شود. از هاب مبدل گشتاور کار می کند و اساس سیستم هیدرولیک گیربکس است. برای خنک شدن روغن در دستگاه گیربکس اتوماتیک مرسدس، مبدل حرارتی مخصوصی در نظر گرفته شده است. این یک رادیاتور کوچک است که در جلوی ماشین قرار دارد. در برخی از مدل ها، با خنک کننده خنک کننده اصلی موتور محصور شده است.

انتخابگر گیربکس اتوماتیک

این قسمت است که مستقیماً گیربکس اتوماتیک را کنترل می کند. چندین حالت گیربکس اتوماتیک وجود دارد:

• پارکینگ.
• معکوس.
• خنثی.
• Drive (به جلو حرکت کنید).

در برخی از خودروهای نیسان، دستگاه گیربکس اتوماتیکحضور یک حالت ورزشی را فرض می کند. برای روشن کردن آن، باید انتخابگر گیربکس را در موقعیت S قرار دهید. حالت از این جهت متفاوت است که تعویض دنده در دورهای موتور بالاتر انجام می شود. این باعث گشتاور و سرعت خودرو بیشتر می شود. اگر نیسان قشقایی را در نظر بگیریم، دستگاه گیربکس اتوماتیک نیز وجود حالت تعویض دنده دستی را فرض می کند. چنین جعبه ای "Tiptronic" نامیده می شود.

گیربکس رباتیک DSG

این توسعه فولکس واگن-آئودی است. این ایست بازرسی در اواسط دهه 2000 ظاهر شد و روی اکثر خودروهای اشکودا و آئودی و همچنین بر روی فولکس واگن ها (از جمله توآرگ) نصب شده است.

یکی از ویژگی های کلیدی DSG اتوماتیک تعویض سریع دنده بدون وقفه در جریان نیرو است. این به شما امکان می دهد عملکرد و کارایی انتقال را افزایش دهید. خودروهای با DSG دینامیک شتاب خوبی دارند. در عین حال مصرف سوخت کمتری نسبت به مبدل های گشتاور کلاسیک دارند.

طراحی و عملکرد این نوع گیربکس اتوماتیک تفاوت چشمگیری با گیربکس قبلی دارد. بنابراین، هیچ "دونات" معمولی وجود ندارد. انتقال گشتاور با استفاده از دو کلاچ انجام می شود. به علاوه روی این نوع گیربکس اتوماتیک می توان یک ضد سرقت نصب کرد.

گیربکس DSG

شامل:

• چرخ فلایو جرم دوگانه.
• دو ردیف چرخ دنده.
• درایو نهایی و دیفرانسیل.
• سیستم کنترل الکترونیکی.
• دوبلکلاچ.

همه در یک جعبه فلزی محصور شده است. اگر در مورد کلاچ دوگانه صحبت کنیم، تضمین می کند که نیرو به طور همزمان به ردیف دوم و اول دنده ها منتقل می شود. اگر این یک DSG شش سرعته است، جعبه دارای صفحه محرک (از طریق هاب ورودی به یک فلایویل دو جرمی متصل است) و کلاچ های اصطکاکی دارد. دومی از طریق هاب اصلی به قطار دنده متصل می شود.

به هر حال، نوع کلاچ ممکن است در جعبه DSG متفاوت باشد. اگر شش سرعته باشد، طراحی از کلاچ مرطوب استفاده می کند. روغن نه تنها روانکاری، بلکه خنک کننده دیسک های اصطکاک را نیز فراهم می کند. این به طور قابل توجهی منبع مصالح را افزایش می دهد.

اگر در مورد گیربکس هفت سرعته صحبت کنیم، یک طرح خشک در اینجا اعمال می شود. این امر میزان روغن مصرفی را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. اگر در مورد اول، عملکرد DSG حداقل به شش و نیم لیتر نیاز دارد، سپس در مورد دوم - بیش از دو. پمپی که روان کننده را پمپ می کند برقی است. این طرح، به گفته کارشناسان، کمتر قابل اعتماد است و منبع بالایی ندارد.

در مورد چرخ دنده ها، اولین وظیفه عملکرد سرعت های معکوس و فرد را بر عهده دارد. دومی برای کنترل حتی چرخ دنده ها استفاده می شود. هر یک از ردیف ها یک محور ثانویه و اولیه با مجموعه ای از چرخ دنده ها هستند. عنصر اولیه کامل و کواکسیال است و چرخ دنده ها به طور صلب به شفت متصل می شوند. در عین حال، چرخ دنده های ثانویه آزادانه می چرخند. همچنین در طراحی همگام سازها وجود دارد. آنها گنجاندن یک سرعت خاص در ایست بازرسی را تسهیل می کنند. بهماشین می تواند به عقب حرکت کند، یک شفت میانی در جعبه DSG در نظر گرفته شده است؛ این ماشین به یک دنده عقب مجهز شده است.

تعویض دنده توسط الکترونیک کنترل می شود. این شامل سنسورهای مختلف، یک واحد کنترل و یک واحد الکترو هیدرولیک با جرم محرک است. ماژول کنترل در میل لنگ گیربکس رباتیک اتوماتیک قرار دارد. در حین کارکرد گیربکس، سنسورها سرعت شفت ها در خروجی و ورودی، فشار روغن، موقعیت شاخک های تعویض دنده و همچنین دمای روان کننده را تجزیه و تحلیل می کنند. بر اساس این سیگنال‌ها، ECU یک الگوریتم کنترلی را پیاده‌سازی می‌کند.

به لطف بلوک، مدار هیدرولیک گیربکس کنترل می شود. این سیستم شامل:

• قرقره های توزیع کننده. آنها از اهرم تعویض دنده فعال می شوند.
• شیرهای برقی. این عناصر برای تغییر سرعت استفاده می شوند.
• شیرهای کنترل فشار. به لطف آنها، کلاچ اصطکاکی کار می کند.

دو جزء آخر به کنترل های محرک گیربکس رباتیک اشاره دارد.

همچنین طراحی این جعبه یک مالتی پلکسر ارائه می دهد. این امکان را به شما می دهد تا سیلندرهای هیدرولیک را با شیرهای برقی کنترل کنید. قابل توجه است که تعداد اولی دو برابر دومی است. بنابراین، در موقعیت اولیه عنصر، برخی از سیلندرهای هیدرولیک و در موقعیت کار، برخی دیگر فعال می شوند.

الگوریتم انتقال رباتیک شامل تعویض متوالی چندین چرخ دنده است. بنابراین، هنگامی که ماشین شروع به حرکت در اولی، دومی می کندقبلاً با دیسک دوم درگیر شده است. پس از مجموعه ای از چرخش های خاص، یک سوئیچینگ فوری رخ می دهد. از این گذشته، سیستم نیازی به انتخاب یک یا آن شفت ندارد - دنده ها قبلاً شروع به کار کرده اند.

این گیربکس کجا استفاده می شود؟ اساساً DSG در خودروهای کلاس B، C و D استفاده می شود. از بسیاری جهات، همه چیز به مشخصات فنی خود موتور بستگی دارد. بنابراین، یک جعبه شش سرعته قادر به تحمل گشتاور 350 نیوتن متر است. و DSG هفت باند فقط 250 است. بنابراین چنین جعبه ای روی ماشین های قدرتمند نصب نمی شود.

Variator

این یک نوع نسبتاً جدید از گیربکس اتوماتیک است، اگرچه اولین نسخه ها از اوایل سال 59 شروع به استفاده کردند. بنابراین، اولین خودرو با گیربکس متغیر دف بود. علاوه بر این، این طرح توسط سازندگانی مانند فورد و فیات اجرا شد. با این حال، این جعبه تنها 10 سال پیش به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفت. اکنون این گیربکس در خودروها استفاده می شود:

• Mercedes.
• Subaru.
• Toyota.
• نیسان.
• Audi.
• فورد.
• Honda.

ویژگی کلیدی این است که به خودی خود دنده ندارد. واریاتور یک گیربکس متغیر پیوسته است که با افزایش سرعت خودرو، تغییر نرمی را در نسبت دنده ها فراهم می کند. مزیت اصلی چنین جعبه دنده ای هماهنگی بهینه بار روی خودرو با سرعت میل لنگ است. این امر باعث بهره وری و بهره وری بالای سوخت می شود. نرمی سواری نیز به میزان قابل توجهی بهبود یافته است، زیرا تکان‌ها در حین شتاب دینامیکی در اینجا حذف می‌شوند.

ماشین به سرعت، بدون تکان دادن، تا حد امکان نرم سرعت می‌گیرد. اما به دلیل محدودیت های خاص در گشتاور و قدرت، گیربکس های اتوماتیک متغیر فقط در خودروها و برخی کراس اوورها استفاده می شود. همچنین، هزینه ماشین در واریاتور به طور قابل توجهی افزایش می یابد، زیرا این گیربکس کاملاً پیشرفته است.

دستگاه ها و انواع

فقط دو نوع از این انتقال وجود دارد. این یک واریاتور حلقوی و تسمه V است. مورد دوم بیشترین استفاده را دارد. اما صرف نظر از نوع، دستگاه یکسانی دارند (گیربکس اتوماتیک تویوتا نیز از این قاعده مستثنی نیست). بنابراین، طراحی شامل:

• گیربکس CVT.
• مکانیسمی که گشتاور را منتقل می کند.
• سیستم کنترل.
• مکانیزم برای جدا کردن گیربکس و برای درگیر کردن دنده عقب.

برای اینکه جعبه بتواند گشتاور را درک و انتقال دهد، مکانیسم های کلاچ زیر فعال می شوند:

• سانتریفیوژ اتوماتیک. مورد استفاده در CVT های Transmatic.
• Multidisc مرطوب. اینها متغیرهای چندگانه هستند.
• الکترونیک (جعبه های "هایپر" که در برخی از خودروهای ژاپنی استفاده می شود).
• مبدل گشتاور. به عنوان مثال می توان به گیربکس های Extroid، Multidrive و Multimatic اشاره کرد.

آخرین نوع اتصال محبوب ترین و پرمحتواترین است. توجه داشته باشید که خود درایو گیربکس متغیر می تواند تسمه یا زنجیر باشد.

نوع اول از یک یا دو درایو تسمه تشکیل شده است. همچنین دردستگاه گیربکس اتوماتیک تویوتا شامل دو قرقره می باشد. دومی نوعی دیسک مخروطی را تشکیل می دهد که می تواند از هم جدا شده و از هم دور شود. بنابراین، قطر قرقره تغییر می کند. برای نزدیک کردن مخروط ها به یکدیگر، فنرهای مخصوصی در دستگاه گیربکس اتوماتیک مزدا در نظر گرفته شده است (گاهی از نیروی گریز از مرکز استفاده می شود). دیسک مخروطی دارای زاویه شیب 20 درجه است. این به تسمه محرک اجازه می دهد تا با حداقل مقاومت حرکت کند.

یک زنجیر فلزی در CVT های Multitronic استفاده می شود. از چندین صفحه تشکیل شده است که توسط محورها به هم متصل می شوند. این طرح از انعطاف پذیری خوبی برخوردار است. شعاع خمش تا 25 میلی متر است. بر خلاف واریاتور تسمه، واریاتور زنجیره ای انتقال گشتاور را با تماس نقطه ای صفحات با دیسک ها فراهم می کند. ولتاژ بالا در این مناطق رخ می دهد. به لطف این طرح، حداقل تلفات در انتقال گشتاور و بهترین بازده تضمین می شود. دیسک های مخروطی از فولاد با استحکام بالا ساخته شده اند.

به دلیل ویژگی های طراحی و چیدمان، بدنه سوپاپ گیربکس اتوماتیک قادر به ارائه حرکت معکوس نیست. بنابراین از مکانیزم های کمکی در واریاتور برای درگیر شدن با دنده عقب استفاده می شود. این یک چرخ دنده سیاره ای است. دستگاه و اصل کارکرد آن مشابه گیربکس های اتوماتیک مبدل گشتاور کلاسیک است.

همچنین در طراحی چنین ایست بازرسی یک سیستم کنترل الکترونیکی وجود دارد. این تنظیم همزمان قطر قرقره متغیر را بسته به سرعت فعلی موتور فراهم می کند. این سیستمفراهم می کند و گنجاندن انتقال معکوس. واریاتور از طریق سلکتوری که در کابین قرار دارد کنترل می شود. حالت های کنترل مانند یک گیربکس اتوماتیک معمولی است. دستگاه و تعمیر این جعبه ها نیز مشابه است. با این حال، ما توجه می کنیم که بسیاری از خدمات می ترسند این خودروها را وارد کار کنند، زیرا آنها به سادگی تجربه مناسبی ندارند. چنین جعبه ای اخیراً در روسیه ظاهر شد و افسانه های زیادی در مورد صحت نگهداری و تعمیر در اطراف آن وجود دارد. کارشناسان می گویند برای چنین گیربکسی فقط کافی است روغن را به موقع تعویض کنید و خود مکانیزم را بیش از حد گرم نکنید.

نتیجه گیری

بنابراین، ما متوجه شدیم که انواع گیربکس اتوماتیک چیست، چگونه کار می کند و چگونه کار می کند. برای یک عاشق ماشین معمولی چه چیزی را انتخاب کنیم؟ تجربه عملیاتی نشان می دهد که بهترین گزینه خرید خودرویی با گیربکس اتوماتیک مبدل گشتاور کلاسیک خواهد بود. چنین جعبه ای برای بسیاری آشنا است - می توان آن را در هر سرویسی تعمیر و سرویس کرد. علاوه بر این، ماشین های مدرن از این نوع با منبع خوب 300-400 هزار کیلومتر متمایز می شوند. در مورد ربات DSG و واریاتور بدون پله، چنین جعبه هایی بیش از 150 هزار نفر را در جاده های ما پرستاری نمی کنند. سپس مشکلات و سرمایه گذاری های جدی شروع می شود. بنابراین باید از خرید آنها خودداری کنید.