اولین مبدل گشتاور بیش از صد سال پیش ظاهر شد. با دستخوش تغییرات و بهبودهای بسیاری، این روش موثرانتقال صاف گشتاور امروزه در بسیاری از زمینه های مهندسی مکانیک استفاده می شود صنعت خودرومستثنی نبود رانندگی با ماشین بسیار راحت تر و راحت تر شده است، زیرا اکنون دیگر نیازی به استفاده از پدال کلاچ نیست. دستگاه و اصل کار مبدل گشتاور، مانند هر چیز مبتکرانه، بسیار ساده است.
تاریخچه ظهور
اولین سریال دنیا یک ماشینبدون پدال کلاچاصل انتقال گشتاور با استفاده از چرخش سیال بین دو پروانه بدون اتصال صلب برای اولین بار توسط مهندس آلمانی Hermann Fettinger در سال 1905 ثبت شد. دستگاه های مبتنی بر این اصل، نام جفت سیال را دریافت کرد. در آن زمان، توسعه کشتی سازی، طراحان را ملزم به یافتن راهی برای انتقال تدریجی گشتاور از آن می کرد موتور بخاربه پروانه های کشتی بزرگ در آب. با اتصال سفت و سخت، آب حرکت تیز تیغه ها را در هنگام راه اندازی کند می کند و بار معکوس بیش از حد بر روی موتور، شفت ها و اتصالات آنها ایجاد می کند.
متعاقباً از کوپلینگ های هیدرولیک مدرن استفاده شد اتوبوس های لندنو لوکوموتیوهای دیزلی اولیه برای اطمینان از شروع نرم. و حتی بعدها، کوپلینگ های مایع زندگی را برای رانندگان خودرو آسان تر کرد. اولین خودروی تولیدی با مبدل گشتاور، Oldsmobile Custom 8 Cruiser، از خط کارخانه خارج شد. جنرال موتورزدر سال 1939
دستگاه و اصل کار
دستگاه مبدل گشتاور مبدل گشتاور یک محفظه بسته به شکل حلقوی است که در داخل آن پروانه های پمپ، راکتور و توربین به صورت هم محور نزدیک به یکدیگر قرار می گیرند. حجم داخلی مبدل گشتاور با مایع گیربکس اتوماتیک پر شده است که به صورت دایره ای از یک چرخ به چرخ دیگر در گردش است. چرخ پمپ در محفظه مبدل گشتاور ساخته شده است و به طور صلب به آن متصل است میل لنگ، یعنی با دور موتور می چرخد چرخ توربین به طور صلب به آن متصل است شفت ورودیانتقال خودکار.
بین آنها چرخ راکتور یا استاتور قرار دارد. راکتور روی کلاچ نصب شده است چرخ آزاد، که به آن اجازه می دهد فقط در یک جهت بچرخد. پره های راکتور هندسه خاصی دارند که به همین دلیل جریان مایع برگشتی از چرخ توربینبه چرخ پمپ، جهت آن را تغییر می دهد و در نتیجه گشتاور چرخ پمپ را افزایش می دهد. این تفاوت بین مبدل گشتاور و کلاچ هیدرولیک است. در دومی، هیچ راکتوری وجود ندارد و بر این اساس، گشتاور افزایش نمی یابد.
مبدل گشتاور - اصل کار اصل عملیاتمبدل گشتاور مبتنی بر انتقال گشتاور از موتور به گیربکس از طریق جریان سیال در حال گردش، بدون اتصال صلب است.
چرخ پمپ محرک که به میل لنگ دوار موتور متصل است، جریان سیالی ایجاد می کند که روی پره های چرخ توربین واقع در مقابل می افتد. تحت تأثیر سیال به حرکت در می آید و گشتاور را به شفت ورودی گیربکس منتقل می کند.
با افزایش دور موتور، سرعت چرخش چرخ پمپ افزایش می‌یابد که منجر به افزایش نیروی جریان سیال می‌شود و چرخ توربین را به دام می‌اندازد. علاوه بر این، مایع که از طریق پره های راکتور باز می گردد، شتاب بیشتری دریافت می کند.
جریان سیال بسته به سرعت چرخش پروانه تغییر می کند. در لحظه تراز شدن سرعت های توربین و چرخ های پمپ، راکتور از گردش آزاد مایع جلوگیری می کند و به دلیل وجود چرخ آزاد نصب شده شروع به چرخش می کند. هر سه چرخ با هم می چرخند و سیستم در حالت کوپلینگ سیال بدون افزایش گشتاور شروع به کار می کند. با افزایش بار روی شفت خروجی، سرعت چرخ توربین نسبت به چرخ پمپ کاهش می یابد، راکتور مسدود می شود و دوباره شروع به تبدیل جریان سیال می کند.
مزایای
- نرمی حرکت و شروع.
- کاهش ارتعاشات و بارهای وارد بر گیربکس ناشی از عملکرد ناهموار موتور.
- قابلیت افزایش گشتاور موتور.
- بدون نیاز به تعمیر و نگهداری (تعویض المان ها و ...).
ایرادات
- راندمان پایین (به دلیل عدم وجود تلفات هیدرولیکی و اتصال صلب با موتور).
- دینامیک ضعیف خودرو در ارتباط با هزینه نیرو و زمان بالا بردن جریان سیال.
- قیمت بالا.
حالت قفل
دستگاه مبدل گشتاور قفل به منظور مقابله با کاستی های اصلی مبدل گشتاور (بازده کم و دینامیک ضعیف خودرو)، مکانیزم قفل ایجاد شد. اصل عملکرد آن شبیه به کلاچ کلاسیک است. این مکانیسم شامل یک صفحه مسدود کننده است که از طریق فنرهای دمپر لرزش پیچشی به چرخ توربین (و بنابراین به محور ورودی گیربکس) متصل می شود. صفحه روی سطح آن دارای پوشش اصطکاکی است. به فرمان واحد کنترل انتقال، صفحه با استفاده از فشار سیال بر روی سطح داخلی محفظه مبدل گشتاور فشار داده می شود. گشتاور شروع به انتقال مستقیم از موتور به جعبه دنده بدون مشارکت سیال می کند. بنابراین، تلفات کاهش می یابد و بیشتر بازدهی بالا. قفل را می توان در هر چرخ دنده ای درگیر کرد.
حالت لغزش
قفل مبدل گشتاور نیز ممکن است ناقص باشد و در حالتی به نام "حالت لغزش" عمل کند. صفحه مسدود کننده به طور کامل روی سطح کار فشرده نمی شود و در نتیجه لغزش جزئی پوشش اصطکاکی را تضمین می کند. گشتاور به طور همزمان از طریق منتقل می شود صفحه مسدود کنندهو مایع در گردش به لطف استفاده از این حالت، کیفیت های دینامیکی خودرو به میزان قابل توجهی افزایش می یابد، اما در عین حال نرمی حرکت حفظ می شود. لوازم الکترونیکی تضمین می‌کند که کلاچ قفلی در هنگام شتاب‌گیری هرچه زودتر درگیر می‌شود و در زمان کاهش سرعت تا حد امکان آزاد می‌شود.
با این حال، حالت لغزش کنترل شده دارد ضرر قابل توجهمرتبط با سایش سطوح کلاچ اصطکاکی، که همچنین در معرض اثرات دمایی قوی قرار دارند. محصولات سایش وارد روغن می شوند و خواص کاری آن را بدتر می کنند. حالت لغزش به شما امکان می دهد مبدل گشتاور را تا حد ممکن کارآمد کنید، اما در عین حال عمر مفید آن را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.
هر ساله تعداد خودروهای با گیربکس اتوماتیک بیشتر و بیشتر می شود. و اگر در اینجا - در روسیه و کشورهای مستقل مشترک المنافع - "مکانیک" همچنان بر "اتوماتیک" غالب است، در غرب، خودروهای با گیربکس اتوماتیک در اکثریت قریب به اتفاق هستند. اگر این را در نظر بگیریم جای تعجب نیست محاسن غیر قابل انکارجعبه های اتوماتیک: رانندگی را ساده می کند، به طور پایدار انتقال های صافاز یک دنده به دنده دیگر، حفاظت از اضافه بار موتور و غیره. شرایط عملکرد نامطلوب، افزایش راحتی راننده در هنگام رانندگی. در مورد کاستی های این گزینه گیربکس ، گیربکس های اتوماتیک مدرن با پیشرفت آنها به تدریج از شر آنها خلاص می شوند و آنها را ناچیز می کنند. در این نشریه - در مورد دستگاه جعبه "اتوماتیک" و تمام مزایا / معایب آن در کار.
گیربکس اتوماتیک نوعی گیربکس است که به طور خودکار، بدون دخالت مستقیم راننده، انتخاب نسبت دنده ای را فراهم می کند که به بهترین وجه با شرایط رانندگی فعلی وسیله نقلیه مطابقت دارد. تغییر دهنده برای گیربکس اتوماتیک اعمال نمی شود و به یک کلاس جداگانه (بدون پله) از گیربکس ها اختصاص داده می شود. زیرا متغیر تغییرات ایجاد می کند نسبت دندهبه آرامی، بدون هیچ مرحله دنده ثابت.
ایده تعویض دنده خودکار، نجات راننده از فشار مکرر پدال کلاچ و "کار" با دسته دنده، جدید نیست. معرفی و تکمیل آن در طلوع عصر خودروسازی آغاز شد: در آغاز قرن بیستم. علاوه بر این، نام بردن از شخص یا شرکت خاصی به عنوان تنها خالق یک گیربکس اتوماتیک غیرممکن است: سه خط توسعه در ابتدا مستقل منجر به ظهور گیربکس اتوماتیک هیدرومکانیکی کلاسیک شد که در حال حاضر به طور گسترده استفاده می شود، که در نهایت در یک طرح واحد ادغام شد.
یکی از مکانیسم های اصلی گیربکس اتوماتیک مجموعه دنده سیاره ای است. اولین خودروی تولید انبوه مجهز به گیربکس سیاره ای در سال 1908 تولید شد و آن فورد T بود. اگرچه به طور کلی آن گیربکس هنوز کاملاً اتوماتیک نبود (راننده فورد T باید دو پدال پا را فشار می داد که اولی از دنده پایین تر به دنده بالاتر تغییر می کرد و دومی شامل دنده معکوس می شد) ، قبلاً این امکان را به میزان قابل توجهی می داد. کنترل را در مقایسه با گیربکس های معمولی آن سال ها بدون سنکرونایزر ساده کنید.
دومین نکته مهمدر توسعه فناوری گیربکس های اتوماتیک آینده، انتقال کنترل کلاچ از راننده به درایو سروو است که در دهه 30 قرن بیستم توسط جنرال موتورز تجسم یافت. این گیربکس ها را نیمه اتوماتیک می نامیدند. اولین گیربکس تمام اتوماتیک گیربکس الکترومکانیکی سیاره ای کوتال بود که در دهه 1930 وارد تولید شد. او نصب شد ماشین های فرانسویاکنون مارک های فراموش شده "Delyazh" و "Delaye" (به ترتیب تا سال 1953 و 1954 وجود داشتند).
خودروی "Deljazh D8" یک کلاس ممتاز دوران قبل از جنگ است.
سایر تولیدکنندگان خودرو در اروپا نیز سیستم های کلاچ و باند مشابهی را توسعه دادند. به زودی، گیربکس های اتوماتیک مشابه در اتومبیل های چندین آلمانی و مارک های بریتانیاکه معروف و اکنون زنده آن میباخ است.
متخصصان دیگر شرکت معروف- کرایسلر آمریکایی با معرفی بیشتر از سایر خودروسازان حرکت کرد عناصر هیدرولیکدر طراحی گیربکس که جایگزین درایوهای سروو و کنترل های الکترومکانیکی شد. مهندسان کرایسلر اولین مبدل گشتاور و کلاچ مایع را توسعه دادند که اکنون در هر گیربکس اتوماتیک گنجانده شده است. و اولین گیربکس اتوماتیک هیدرومکانیکی که از نظر طراحی شبیه به گیربکس مدرن است خودروهای تولیدیتوسط شرکت جنرال موتورز معرفی شد.
گیربکس های اتوماتیک آن سال ها بسیار گران قیمت و از نظر فنی بودند مکانیسم های پیچیده. علاوه بر این، همیشه با قابل اعتماد و کار بادوام. آنها فقط در دوران گیربکس های دستی غیرهمگام به نظر می رسیدند که رانندگی با آن کافی بود. کار سختنیاز به مهارت توسعه یافته از راننده. هنگامی که گیربکس های مکانیکی با سنکرونایزر رایج شدند، گیربکس های اتوماتیک آن سطح از نظر راحتی و راحتی خیلی بهتر از آنها نبودند. در حالی که گیربکس های دستی با سنکرونایزر پیچیدگی بسیار کمتر و هزینه بالایی داشتند.
در اواخر دهه 1980/1990، تمام خودروسازان بزرگ در حال کامپیوتری کردن سیستم های مدیریت موتور خود بودند. سیستم های مشابه آنها شروع به استفاده برای کنترل سوئیچینگ سرعت کردند. در حالی که راه حل های قبلی فقط از شیرهای هیدرولیک و مکانیکی استفاده می کردند، اکنون شیر برقی های کنترل شده توسط کامپیوتر شروع به کنترل جریان سیال کردند. این باعث می‌شود تعویض دنده‌ها راحت‌تر و راحت‌تر شود، اقتصاد بهتری داشته باشد و راندمان انتقال افزایش یابد.
علاوه بر این، "ورزش" و غیره حالت های اضافیکار، توانایی کنترل دستی گیربکس (سیستم های "Tiptronic" و غیره). اولین گیربکس های اتوماتیک پنج سرعته و بیشتر ظاهر شدند. کمال تدارکاتبه بسیاری از گیربکس های اتوماتیک اجازه داد تا روند تعویض روغن را در حین کار ماشین لغو کنند ، زیرا منبع روغن ریخته شده در میل لنگ آن در کارخانه با منبع خود گیربکس قابل مقایسه بود.
طراحی گیربکس اتوماتیک
یک گیربکس اتوماتیک مدرن یا "گیربکس هیدرومکانیکی" شامل موارد زیر است:
- مبدل گشتاور (با نام مستعار "ترانسفورماتور هیدرودینامیکی، موتور توربین گاز")؛
- مکانیزم سیاره ای برای تعویض دنده اتوماتیک؛ نوار ترمز، کلاچ های عقب و جلو - دستگاه هایی که مستقیماً دنده ها را تغییر می دهند.
- دستگاه کنترل (مجموعه متشکل از پمپ، جعبه شیر و کلکتور روغن).
یک مبدل گشتاور برای انتقال گشتاور از واحد قدرت به عناصر مورد نیاز است انتقال خودکار. بین گیربکس و موتور قرار دارد و بنابراین عملکرد کلاچ را انجام می دهد. مبدل گشتاور با یک سیال کاری پر شده است که انرژی موتور را جذب و به پمپ روغن که مستقیماً در جعبه قرار دارد منتقل می کند.
مبدل گشتاور شامل چرخ های بزرگبا تیغه های غوطه ور در روغن مخصوص. انتقال گشتاور نیست دستگاه مکانیکی، اما به کمک جریان نفت و فشار آنها. در داخل مبدل گشتاور یک جفت ماشین پره ای وجود دارد - یک توربین گریز از مرکز و پمپ سانتریفیوژو بین آنها یک راکتور قرار دارد که وظیفه تغییرات صاف و پایدار گشتاور در محرکه های چرخ های خودرو را بر عهده دارد. بنابراین، مبدل گشتاور با راننده یا کلاچ تماس نمی گیرد (این خود کلاچ است).
چرخ پمپ به میل لنگ موتور و چرخ توربین به گیربکس متصل است. هنگامی که چرخ پمپ می چرخد، جریان روغنی که توسط آن پرتاب می شود، چرخ توربین را می چرخاند. برای اینکه بتوان گشتاور را در محدوده وسیعی تغییر داد، یک چرخ راکتور بین چرخ پمپ و توربین در نظر گرفته شده است. که بسته به حالت حرکت خودرو می تواند ثابت یا چرخشی باشد. هنگامی که راکتور ساکن است، سرعت جریان را افزایش می دهد سیال کاردر حال گردش بین چرخ ها هر چه سرعت روغن بیشتر باشد، تأثیر آن بر چرخ توربین بیشتر است. بنابراین، لحظه روی چرخ توربین افزایش می یابد، یعنی. دستگاه آن را "تبدیل" می کند.
اما مبدل گشتاور نمی تواند سرعت چرخش و گشتاور ارسالی را در تمام محدوده های مورد نیاز تبدیل کند. بلی و برای تأمین حرکت معکوس نیز اجباری ندارد. برای گسترش این قابلیت ها، مجموعه ای از چرخ دنده های سیاره ای مجزا با نسبت دنده های مختلف به آن متصل شده است. مانند چندین گیربکس تک مرحله ای که در یک مورد مونتاژ شده اند.
دنده سیاره ای است سیستم مکانیکی، متشکل از چندین چرخ دنده ماهواره ای که به دور چرخ دنده مرکزی می چرخند. ماهواره ها با کمک دایره حامل در کنار هم ثابت می شوند. چرخ دنده حلقه بیرونی به صورت داخلی با چرخ دنده های سیاره ای مشبک شده است. ماهواره های نصب شده بر روی حامل مانند سیارات اطراف خورشید در اطراف چرخ دنده مرکزی می چرخند (از این رو نام مکانیسم - " چرخ دنده سیاره ای”)، چرخ دنده بیرونی در اطراف پینیون ها می چرخد. مختلف نسبت دندهبا تثبیت به دست می آید جزئیات مختلفنسبت به یکدیگر.
نوار ترمز، کلاچ عقب و جلو - دنده ها را مستقیماً از یکی به دیگری تغییر دهید. ترمز مکانیزمی است که عناصر دنده سیاره ای را روی بدنه ثابت گیربکس اتوماتیک مسدود می کند. کلاچ اصطکاکی عناصر متحرک دنده سیاره ای را در بین خود مسدود می کند.
سیستم های کنترل گیربکس اتوماتیک دو نوع هستند: هیدرولیک و الکترونیکی. سیستم های هیدرولیک در مدل های منسوخ یا ارزان قیمت استفاده می شود و به تدریج در حال حذف شدن هستند. و تمام جعبه های اتوماتیک مدرن به صورت الکترونیکی کنترل می شوند.
دستگاه پشتیبانی از زندگی برای هر سیستم کنترلی را می توان پمپ روغن نامید. مستقیماً از آن رانده می شود میل لنگموتور پمپ روغن ایجاد و نگهداری می کند سیستم هیدرولیکفشار ثابت، صرف نظر از سرعت موتور و بار موتور. در صورت انحراف فشار از مقدار اسمی، عملکرد گیربکس اتوماتیک مختل می شود زیرا محرک های تعویض دنده با فشار کنترل می شوند.
نقطه تعویض با سرعت خودرو و بار موتور تعیین می شود. برای انجام این کار، یک جفت سنسور در سیستم کنترل هیدرولیک ارائه شده است: یک تنظیم کننده سرعت بالا و یک دریچه گاز یا مدولاتور. یک رگولاتور فشار پرسرعت یا سنسور سرعت هیدرولیک روی شفت خروجی گیربکس اتوماتیک نصب شده است.
هر چه وسیله نقلیه سریعتر حرکت کند، سوپاپ بیشتر باز می شود و فشار بیشتری از این سوپاپ عبور می کند. مایع انتقال. دریچه گاز که برای تعیین بار روی موتور طراحی شده است توسط یک کابل یا با آن متصل می شود سوپاپ دریچه گاز(اگر در مورد موتور بنزینی صحبت می کنیم)، یا با یک اهرم پمپ سوختفشار بالا (در موتور دیزل).
در برخی خودروها از کابل برای اعمال فشار به دریچه گاز استفاده نمی شود، بلکه از یک مدولاتور خلاء استفاده می شود که توسط خلاء در طول حرکت فعال می شود. منیفولد ورودی(با افزایش بار موتور، خلاء کاهش می یابد). بنابراین این سوپاپ ها فشارهایی را ایجاد می کنند که متناسب با سرعت خودرو و حجم کار موتور آن خواهد بود. نسبت این فشارها به شما امکان می دهد لحظات تعویض دنده و مسدود شدن مبدل گشتاور را تعیین کنید.
در "گرفتن لحظه" تعویض دنده، سوپاپ انتخاب محدوده نیز دخالت دارد که به اهرم انتخابگر گیربکس اتوماتیک متصل شده و بسته به موقعیت آن، گنجاندن دنده های خاصی را مجاز یا ممنوع می کند. فشار ناشی از ایجاد شده توسط سوپاپ دریچه گاز و تنظیم کننده سرعت باعث می شود که شیر سوئیچ مربوطه فعال شود. علاوه بر این، اگر خودرو به سرعت شتاب بگیرد، سیستم کنترل دیرتر از زمانی که آرام و یکنواخت شتاب می گیرد، دنده بالاتر را روشن می کند.
چگونه انجام می شود؟ سوپاپ تعویض از یک طرف تحت فشار روغن از رگولاتور فشار پرسرعت و از طرف دیگر از سوپاپ گاز قرار دارد. اگر ماشین به آرامی شتاب می گیرد، فشار از شیر سرعت هیدرولیک افزایش می یابد که باعث باز شدن شیر تعویض می شود. از آنجایی که پدال گاز به طور کامل فشرده نشده است، دریچه گاز ایجاد نمی شود فشار بالابه سوپاپ سوئیچ اگر خودرو به سرعت شتاب بگیرد، دریچه گاز فشار بیشتری بر روی سوپاپ تعویض ایجاد می کند و از باز شدن آن جلوگیری می کند. برای غلبه بر این مخالفت، فشار تنظیم کننده فشار با سرعت بالا باید از فشار دریچه گاز بیشتر شود. اما این زمانی اتفاق می افتد که خودرو به سرعت بالاتری نسبت به شتاب آهسته برسد.
هر سوپاپ تعویض مربوط به سطح خاصی از فشار است: هرچه ماشین سریعتر حرکت کند، دنده بالاتر درگیر می شود. بلوک سوپاپ سیستمی از کانال ها با دریچه ها و پیستون هایی است که در آنها قرار دارند. سوپاپ های سوئیچینگ فشار هیدرولیک را به محرک ها تامین می کنند: کلاچ ها و نوارهای ترمز که از طریق آن عناصر مختلف چرخ دنده سیاره ای مسدود می شوند و در نتیجه، روشن (خاموش) چرخ دنده های مختلف.
سیستم کنترل الکترونیکیدرست مانند هیدرولیک، از 2 پارامتر اصلی برای عملکرد استفاده می کند. این سرعت ماشین و بار روی موتور آن است. اما برای تعیین این پارامترها، نه مکانیکی، بلکه سنسورهای الکترونیکی. اصلی ترین آنها سنسورهای کار هستند: سرعت در ورودی گیربکس. سرعت در خروجی گیربکس؛ دمای سیال کار؛ موقعیت اهرم انتخابگر؛ موقعیت پدال گاز علاوه بر این، واحد کنترل جعبه "اتوماتیک" دریافت می کند اطلاعات تکمیلیاز واحد کنترل موتور و سایر سیستم های الکترونیکی خودرو (به ویژه از ABS - سیستم ترمز ضد قفل).
این به شما امکان می دهد با دقت بیشتری نسبت به گیربکس اتوماتیک معمولی، لحظات نیاز به تعویض یا قفل کردن مبدل گشتاور را تعیین کنید. بر اساس ماهیت تغییر سرعت برای یک بار موتور معین، یک برنامه تعویض دنده الکترونیکی می تواند به راحتی و فورا نیروی مقاومت در برابر حرکت وسیله نقلیه را محاسبه کند و در صورت لزوم تنظیم کند: اصلاحات مناسب را در الگوریتم تعویض دنده اعمال کند. مثلاً بعداً شامل شود بیش از حدروی یک وسیله نقلیه با بار کامل
در غیر این صورت گیربکس اتوماتیک با کنترل الکترونیکیدرست مانند گیربکس‌های هیدرومکانیکی معمولی «بدون بار الکترونیکی»، از هیدرولیک برای درگیر کردن کلاچ‌ها و نوارهای ترمز استفاده می‌کنند. با این حال، با آنها، هر مدار هیدرولیک توسط یک شیر برقی کنترل می شود، نه یک شیر هیدرولیک.
قبل از شروع حرکت، چرخ پمپ می چرخد، چرخ های راکتور و توربین ثابت می مانند. چرخ راکتور با استفاده از کلاچ اوررانینگ روی شفت ثابت می شود و بنابراین فقط می تواند در یک جهت بچرخد. هنگامی که راننده دنده را روشن می کند، پدال گاز را فشار می دهد، دور موتور افزایش می یابد، چرخ پمپ سرعت می گیرد و چرخ توربین با جریان روغن می چرخد.
روغنی که توسط چرخ توربین به عقب پرتاب می شود روی پره های ثابت راکتور می افتد که علاوه بر این جریان این مایع را "پیچان" می کند و انرژی جنبشی آن را افزایش می دهد و آن را به سمت پره های چرخ پمپ هدایت می کند. بنابراین، با کمک راکتور، گشتاور افزایش می یابد، که برای شتاب گرفتن خودرو مورد نیاز است. وقتی ماشین شتاب گرفت و شروع به حرکت کرد سرعت ثابت، سپس چرخ های پمپ و توربین تقریباً با همان سرعت می چرخند. علاوه بر این، جریان روغن از چرخ توربین از طرف دیگر وارد پره‌های راکتور می‌شود و به همین دلیل راکتور شروع به چرخش می‌کند. هیچ افزایشی در گشتاور وجود ندارد و مبدل گشتاور به حالت کوپلینگ سیال یکنواخت می رود. اگر مقاومت در برابر حرکت ماشین شروع به افزایش کرد (مثلاً ماشین شروع به بالا رفتن کرد) ، سرعت چرخش چرخ های محرک و بر این اساس چرخ توربین کاهش می یابد. در این مورد، جریان روغن دوباره باعث کاهش سرعت راکتور می شود - و گشتاور افزایش می یابد. بنابراین، بسته به تغییرات در حالت رانندگی وسیله نقلیه، کنترل خودکار گشتاور انجام می شود.
عدم وجود اتصال صلب در مبدل گشتاور هم مزایا و هم معایب دارد. مزایا این است که گشتاور به آرامی و بدون پله تغییر می کند ارتعاش پیچشیو تکان هایی که از موتور به گیربکس منتقل می شود. معایب، اول از همه، در راندمان پایین است، زیرا بخشی از انرژی مفید به سادگی در حین "بیل کردن" از بین می رود. مایع روغنیو صرف درایو پمپ گیربکس اتوماتیک می شود که در نهایت منجر به افزایش مصرف سوخت می شود.
اما برای رفع این نقص در مبدل های گشتاور گیربکس های اتوماتیک مدرن، از حالت مسدود کننده استفاده می شود. در حالت حرکت ثابت در دنده های بالاتر، مسدود شدن مکانیکی چرخ های مبدل گشتاور به طور خودکار فعال می شود، یعنی شروع به انجام عملکرد مکانیزم کلاچ کلاسیک معمولی می کند. این امر اتصال مستقیم و سفت و سخت موتور با چرخ های محرک را تضمین می کند انتقال مکانیکی. در برخی از گیربکس های اتوماتیک، گنجاندن حالت قفل در دنده های پایین نیز پیش بینی شده است. حرکت با مسدود کردن اقتصادی ترین حالت کار جعبه "اتوماتیک" است. و هنگامی که بار روی چرخ های محرک افزایش می یابد، قفل به طور خودکار خاموش می شود.
در حین کار مبدل گشتاور، گرمایش قابل توجهی از مایع کار رخ می دهد، به همین دلیل است که طراحی گیربکس های اتوماتیک یک سیستم خنک کننده با رادیاتور را فراهم می کند که یا در رادیاتور موتور تعبیه شده است یا به طور جداگانه نصب می شود.
هر جعبه مدرن "اتوماتیک" دارای مقررات اجباری زیر در اهرم انتخاب کابین است:
- P - پارکینگ یا قفل پارکینگ: مسدود کردن چرخ‌های محرک (با آن تعاملی ندارد ترمز دستی). به طور مشابه، همانطور که در "مکانیک" ماشین در هنگام پارک "با سرعت" رها می شود.
- R - معکوس، دنده معکوس کردن(همیشه فعال کردن آن در لحظه حرکت ماشین ممنوع بود و سپس مسدود کردن مربوطه در طراحی ارائه شد).
- N - حالت دنده خنثی و خنثی (فعال در هنگام توقف کوتاه یا هنگام بکسل).
- د - درایو، حرکت رو به جلو (در این حالت کل نسبت دنده جعبه درگیر خواهد شد، گاهی اوقات دو دنده بالاتر قطع می شود).
و همچنین ممکن است چند حالت اضافی، کمکی یا پیشرفته داشته باشد. به خصوص:
- L - "پایین"، فعال سازی حالت دنده کم(سرعت آهسته) به منظور حرکت در شرایط سخت جاده یا خارج از جاده؛
- O/D - Overdrive. حالت اقتصادی و حرکت اندازه گیری شده (در صورت امکان، جعبه "اتوماتیک" به بالای صفحه تغییر می کند).
- D3 (O / D OFF) - غیرفعال کردن بالاترین مرحله برای رانندگی فعال. با ترمز فعال می شود واحد قدرت;
- S - چرخ دنده ها به سمت بالا می چرخند حداکثر سرعت، بیشینه سرعت. ممکن است امکان کنترل دستی جعبه وجود داشته باشد.
- گیربکس اتوماتیک همچنین ممکن است دارای یک دکمه خاص باشد که انتقال به موارد بیشتر را ممنوع می کند دنده بالاهنگام سبقت گرفتن
مزایا و معایب جعبه های اتوماتیک
همانطور که قبلا ذکر شد، مزایای قابل توجهگیربکس های اتوماتیک در مقایسه با گیربکس های مکانیکی عبارتند از: سادگی و راحتی رانندگی با وسیله نقلیه برای راننده: نیازی به فشردن کلاچ نیست، با دسته دنده نیز "کار" کنید. این امر به ویژه در سفرهای دور شهر که در نهایت سهم زیادی از مسافت پیموده شده خودرو را تشکیل می دهند، صادق است.
تعویض دنده در "اتوماتیک" نرم تر و یکنواخت تر است که به محافظت از موتور و اجزای اصلی خودرو در برابر بار اضافی کمک می کند. هیچ بخش مصرفی وجود ندارد (مثلاً دیسک کلاچ یا کابل) و بنابراین غیرفعال کردن گیربکس اتوماتیک از این نظر دشوارتر است. به طور کلی، منابع بسیاری از گیربکس های اتوماتیک مدرن از منابع گیربکس های دستی بیشتر است.
از معایب گیربکس های اتوماتیک می توان به طراحی گران تر و پیچیده تر نسبت به گیربکس های دستی اشاره کرد. پیچیدگی تعمیر و هزینه بالای آن، راندمان پایین تر، بدترین دینامیکو مصرف سوخت را در مقایسه با گیربکس دستی افزایش داد. اگرچه، الکترونیک پیشرفته جعبه های اتوماتیک قرن بیست و یکم با آن کنار می آیند انتخاب درستگشتاور بدتر نیست راننده با تجربه. گیربکس های اتوماتیک مدرن اغلب به حالت های اضافی مجهز می شوند که به شما امکان می دهد با یک سبک رانندگی خاص - از آرام تا "سرسخت" سازگار شوید.
یکی از معایب جدی گیربکس های اتوماتیک عدم امکان دقیق ترین و ایمن ترین تعویض دنده در شرایط شدید- به عنوان مثال، در سبقت سخت؛ در خروجی از برف یا گل و لای جدی، با تعویض سریع دنده عقب و اول ("در حال جمع شدن")، در صورت لزوم، موتور را "با فشار دهنده" روشن کنید. باید اعتراف کرد که گیربکس های اتوماتیک، عمدتاً برای سفرهای معمولی بدون آن، ایده آل هستند موقعیت های اضطراری. اول از همه - در جاده های شهر. جعبه های "اتوماتیک" چندان مناسب نیستند رانندگی ورزشی"(دینامیک شتاب کمی عقب تر از "مکانیک" در ارتباط با "راننده" پیشرفته، و برای رالی خارج از جاده است (ممکن است همیشه کاملاً با شرایط تغییر رانندگی سازگار نباشد).
در مورد مصرف سوخت، در هر صورت، گیربکس اتوماتیک بیشتر از گیربکس مکانیکی خواهد داشت. با این حال، اگر قبلا این رقم 10-15٪ بود، پس در ماشین های مدرنبه سطوح ناچیز کاهش یافت.
به طور کلی استفاده از وسایل الکترونیکی قابلیت های گیربکس های اتوماتیک را به میزان قابل توجهی گسترش داده است. آنها حالت های مختلف عملیات اضافی را دریافت کردند: مانند اقتصادی، ورزشی، زمستانی.
افزایش شدید شیوع جعبه های "اتوماتیک" ناشی از ظهور حالت "Autostick" بود که به راننده امکان می دهد در صورت تمایل به طور مستقل انتخاب کند. دنده مورد نظر. هر سازنده نام خود را به این نوع گیربکس اتوماتیک داد: "Audi" - "Tiptronic"، "BMW" - "Steptronic" و غیره.
به لطف الکترونیک پیشرفته در گیربکس های اتوماتیک مدرن، امکان "خودبهسازی" آنها نیز فراهم شده است. یعنی تغییر در الگوریتم سوئیچینگ بسته به سبک رانندگی خاص "مالک". الکترونیک ویژگی های پیشرفته ای را برای تشخیص خودکار گیربکس نیز ارائه کرده است. و این فقط در مورد به خاطر سپردن کدهای خطا نیست. برنامه کنترل، کنترل سایش دیسک های اصطکاک، دمای روغن، به سرعت تنظیمات لازم را برای عملکرد گیربکس اتوماتیک انجام می دهد.
دنده.
در این مقاله بخوانید
پمپ هیدرولیک: دستگاه و اصل کار
GDT شامل بخش های زیر است:
- چرخ پمپ؛
- راکتور (استاتور)؛
- چرخ توربین؛
- مکانیسم قفل؛
این قطعات در یک محفظه محکم و مهر و موم شده هستند که معمولاً روی فلایویل ICE نصب می شود. همچنین مبدل گشتاور با یک جعبه دنده کار پر شده است ATFو در حین کار، روغن به طور محسوسی گرم می شود و در داخل موتور توربین گاز مخلوط می شود.
یک چرخ پمپ به طور صلب به محفظه مبدل گشتاور متصل شده است که از محور موتور می چرخد و جریان سیال انتقال را در داخل مبدل ایجاد می کند. این جریان ها به نوبه خود، راکتور و همچنین چرخ توربین را می چرخانند. در عین حال، یک موتور توربین گاز با جفت سیال معمولی دقیقاً در حضور یک راکتور متفاوت است.
راکتور (معروف به استاتور) با استفاده از یک چرخ آزاد به چرخ پمپ متصل می شود. چنین اتصالی این امکان را فراهم می کند که اطمینان حاصل شود که اگر سرعت پمپ و توربین بسیار متفاوت باشد، راکتور در حالت خودکار مسدود می شود.
قفل استاتور اجازه می دهد تا مایع انتقال بیشتری به پروانه منتقل شود. وجود راکتور در دستگاه GDT به شما این امکان را می دهد که در هنگام شتاب گیری خودرو با گیربکس اتوماتیک، گشتاور را 3 برابر افزایش دهید. توربین به شفت گیربکس متصل است، اتصال سفت و سخت است.
درک این نکته مهم است که انتقال گشتاور در داخل مبدل گشتاور بدون اتصال مستقیم اجزای جداگانه انجام می شود، یعنی گشتاور در واقع از طریق سیال منتقل می شود.
این بدان معنی است که بارهای شوک به حداقل می رسد ، دستگاه با مبدل گشتاور از همان ابتدا به آرامی شتاب می گیرد ، هیچ تکانی وجود ندارد ، سپس در حین رانندگی ، تعویض دنده صاف است.
با این حال این تصمیمهمچنین دارای معایب خاصی است. افزایش گرمایش اغلب در داخل موتور توربین گاز اتفاق می افتد. چنین افزایش دما به دلیل این واقعیت است که چرخ توربین نسبت به چرخ پمپ می لغزد، زیرا در اکثر حالت های عملیاتی گشتاور توربین و چرخ های پمپ برابر نیست.
نتیجه لغزش تولید گرمای قابل توجه، کاهش راندمان انتقال و افزایش مصرف سوخت است. در عین حال برای کاهش مصرف سوخت از قفل مبدل گشتاور استفاده می شود که با استفاده از مکانیزم قفل GDT اجرا می شود.
مکانیسم مسدود کردن GDT
مکانیسم قفل مشخص شده امکان اتصال سفت و سخت بین پمپ و توربین را فراهم می کند. اگر مبدل گشتاور مسدود شود، گیربکس اتوماتیک در چنین حالتی عمل می کند که موتور و گیربکس به طور صلب به یکدیگر متصل هستند، انتقال گشتاور از موتور احتراق داخلی به گیربکس اتوماتیک بدون تلفات اتفاق می افتد.
قفل GDT در جعبه - یک ماشین خودکار کنترل شده الکترونیکی به گونه ای کار می کند که سیگنال روشن کردن مکانیسم قفل از جعبه دنده می آید ، خود قفل طبق یک الگوریتم مشخص شده در برنامه روشن می شود.
در مرحله اولیه، بسیاری از "ماشین آلات" مسدود کردن مبدل گشتاور را تنها زمانی آغاز کردند که خودرو به سرعت معینی (بالای 60-70 کیلومتر در ساعت) شتاب گرفت. مدرن تر گیربکس های اتوماتیکمبدل گشتاور را مسدود کنید سرعت های پایین(از 20 کیلومتر در ساعت).
در نتیجه، صرفه جویی در مصرف سوخت نه تنها هنگام رانندگی در بزرگراه، بلکه در شهر که سرعت معمولاً پایین است نیز حاصل می شود. یک مبدل گشتاور هنوز قفل شده به شما امکان می دهد با سرعت خاصی روی گیربکس اتوماتیک تأثیر بگذارید.
به زبان ساده، ECU موتور در لحظه فعال شدن قفل مبدل گشتاور، عرضه سوخت به سیلندرها را متوقف می کند. در این زمان، شفت موتور به دلیل حرکت ماشین "چرخ آزاد" و نه به دلیل انرژی حاصل از احتراق سوخت در سیلندرها به چرخش ادامه می دهد.
به نظر می رسد که قفل کردن مبدل گشتاور به شما امکان می دهد عملکرد انتقال را بهبود بخشید. از این نوع، دستیابی به راندمان سوخت، افزایش راندمان و غیره. از یک طرف، این درست است، اما اتصال سفت و سخت بین موتور احتراق داخلی و گیربکس با مسدود کردن توربین گاز نیز به این معنی است که بارهای شوک شروع به انتقال به شعار و انتقال می کنند.
در نتیجه، منبع گیربکس اتوماتیک کاهش می یابد، زیرا گنجاندن مکانیسم قفل باعث افزایش بار و فرسودگی سریعتر می شود. همچنین سریع کثیف می شود. روغن انتقال، دنده های دارای مبدل گشتاور قفل شده به همین راحتی درگیر نمی شوند.
چه نتیجه ای دارد
همانطور که می بینید، مبدل گشتاور در واقع یک واحد جداگانه است که در خارج از بدنه خود گیربکس اتوماتیک قرار می گیرد. که در آن کار معمولیانتقال هیدرومکانیکی بدون مبدل گشتاور (مبدل گشتاور) امکان پذیر نیست. به همین دلیل، گیربکس اتوماتیک و مجموعه توربین گاز را معمولاً "گیربکس اتوماتیک" می نامند، یعنی بدون جداسازی این واحدها.
در نهایت، یادآور می شویم که حتی با در نظر گرفتن استحکام محفظه، بارهای زیاد روی مبدل گشتاور (از جمله موارد دما) می تواند منجر به عنصر داده شدهخراب. در نتیجه مبدل گشتاور شروع به جریان می کند و نقص در عملکرد اجزای داخلی دستگاه رخ می دهد.
با در نظر گرفتن این واقعیت که هزینه مبدل های گشتاور برای مدل های مختلفگیربکس اتوماتیک بسیار بالا است، بسیاری از تعمیرگاه های گیربکس اتوماتیک واجد شرایط مبدل گشتاور را تعمیر می کنند. در حین تعمیر ، موتور توربین گاز جدا می شود ، عناصر فرسوده جایگزین می شوند و پس از آن بدنه به منظور بازیابی سفتی جوش داده می شود.
همچنین بخوانید
چرا گیربکس اتوماتیک لگد می زند، گیربکس اتوماتیک در هنگام تعویض دنده تکان می خورد، تکان ها و شوک ها در گیربکس اتوماتیک رخ می دهد: دلایل اصلی.
اخیراً خودروهای دارای خودرو تقاضای زیادی پیدا کرده اند و مهم نیست که رانندگان چقدر می گویند که گیربکس اتوماتیک مکانیزم غیرقابل اعتمادی است که نگهداری آن هزینه بر است، آمار برعکس می گوید. هر سال خودروهای کمتری با گیربکس دستی وجود دارد. راحتی "ماشین" توسط بسیاری از رانندگان قدردانی شد. مربوط به خدمات گران قیمت، مهمترین قسمت در این جعبه مبدل گشتاور گیربکس اتوماتیک است. عکسی از مکانیسم و دستگاه آن در مقاله ما بیشتر است.
مشخصه
علاوه بر این عنصر، طراحی شامل بسیاری از سیستم ها و مکانیسم های دیگر نیز می شود. اما عملکرد اصلی (این انتقال گشتاور است) توسط مبدل گشتاور گیربکس اتوماتیک انجام می شود. در اصطلاح رایج به دلیل شکل مشخص سازه به آن «دونات» می گویند.
شایان ذکر است که برای ماشین های چرخ جلومبدل گشتاور گیربکس اتوماتیک شامل دیفرانسیل و دنده اصلی. علاوه بر عملکرد انتقال گشتاور، "دونات" تمام ارتعاشات و ضربه های چرخ فلای موتور را می گیرد و در نتیجه آنها را به حداقل می رساند.
طرح
بیایید نحوه عملکرد مبدل گشتاور گیربکس اتوماتیک را بررسی کنیم. این عنصر از چندین گره تشکیل شده است:
- چرخ توربین.
- کلاچ قفل.
- پمپ.
- چرخ راکتور
- کلاچ های چرخ آزاد.
همه این مکانیسم ها در یک مورد قرار می گیرند. پمپ مستقیماً به میل لنگ موتور متصل است. توربین با چرخ دنده های گیربکس جفت می شود. چرخ راکتور بین پمپ و توربین قرار می گیرد. همچنین در طراحی چرخ "دونات" تیغه هایی با شکل خاصی وجود دارد. کار مبدل گشتاور گیربکس اتوماتیک بر اساس حرکت است مایع مخصوصداخل (روغن دنده). بنابراین، گیربکس اتوماتیک نیز شامل می شود کانال های نفت. علاوه بر این، رادیاتور مخصوص به خود را دارد. برای چه چیزی است ، کمی بعداً در نظر خواهیم گرفت.
در مورد کلاچ ها، قفل کننده برای ثابت کردن موقعیت مبدل گشتاور در یک حالت خاص (به عنوان مثال، "پارک کردن") طراحی شده است. کلاچ چرخ آزاد چرخ راکتور را در جهت مخالف می چرخاند.
اصل عملکرد مبدل گشتاور گیربکس اتوماتیک
این عنصر در جعبه چگونه کار می کند؟ تمام اقدامات "دونات" در یک چرخه بسته انجام می شود. بنابراین، مایع کار اصلی در اینجا "انتقال" است. شایان ذکر است که از نظر ویسکوزیته و ترکیب با موارد مورد استفاده در جعبه های مکانیکی متفاوت است. در حین کار مبدل گشتاور، روان کننده از پمپ به چرخ توربین و سپس به چرخ راکتور جریان می یابد.
به لطف تیغه ها، مایع شروع به چرخش سریعتر در داخل "دونات" می کند و در نتیجه گشتاور را افزایش می دهد. هنگامی که سرعت میل لنگ افزایش می یابد، سرعت زاویه ای توربین و پروانه برابر می شود. جریان سیال جهت خود را تغییر می دهد. هنگامی که ماشین قبلاً سرعت کافی به دست آورده باشد ، "دونات" فقط در حالت جفت مایع کار می کند ، یعنی فقط گشتاور را منتقل می کند. هنگامی که سرعت حرکت افزایش می یابد، GTF مسدود می شود. در این حالت کلاچ بسته می شود و انتقال گشتاور از فلایویل به جعبه مستقیماً با همان فرکانس انجام می شود. هنگام جابجایی به عنصر دوباره قطع می شود دنده بعدی. به این ترتیب صاف کردن دوباره اتفاق می افتد. سرعت های زاویه ایتا سرعت چرخش توربین ها برابر شود.
رادیاتور
حالا در مورد رادیاتور چرا در گیربکس های اتوماتیک به طور جداگانه نمایش داده می شود، زیرا چنین سیستمی در "مکانیک" استفاده نمی شود؟ همه چیز بسیار ساده است. در یک جعبه مکانیکی، روغن فقط یک عملکرد روانکاری را انجام می دهد.
در عین حال فقط نیمی از آن پر شده است. سیال در ظرف انتقال وجود دارد و چرخ دنده ها در آن خیس می شوند. در یک گیربکس اتوماتیک، روغن وظیفه انتقال گشتاور را انجام می دهد (از این رو نام "کلاچ مرطوب"). در اینجا هیچ دیسک اصطکاکی وجود ندارد - تمام انرژی از طریق توربین ها و روغن می رود. دومی دائماً در کانال های زیر در حال حرکت است فشار بالا. بر این اساس، روغن باید خنک شود. برای این منظور مبدل حرارتی خود در چنین انتقالی ارائه شده است.
گسل
خرابی های انتقال زیر مشخص می شوند:
- اختلال در عملکرد GTF
- شکستگی و
- خرابی پمپ روغن و سنسورهای مانیتورینگ.
چگونه خرابی را تعیین کنیم؟
تشخیص اینکه کدام عنصر بدون از بین بردن جعبه و جدا کردن آن از کار افتاده است بسیار دشوار است. با این حال، می توان تعمیر جدی را با چندین علامت پیش بینی کرد. بنابراین، اگر نقصی در مبدل گشتاور گیربکس اتوماتیک یا نوار ترمز وجود داشته باشد، جعبه هنگام تعویض حالت "لگد" می شود. اگر دسته را از حالتی به حالت دیگر (و زمانی که پا روی پدال ترمز قرار دارد) قرار دهید، خودرو شروع به تکان خوردن می کند. همچنین خود جعبه وارد حالت اضطراری می شود. ماشین فقط با سه دنده حرکت می کند. این نشان می دهد که جعبه نیاز به تشخیص جدی دارد.
در مورد تعویض مبدل گشتاور، با از بین بردن کامل جعبه انجام می شود (قطع محورهای محرک، "زنگ" و جزئیات دیگر). این عنصر گران ترین جزء هر گیربکس اتوماتیک است. قیمت یک موتور توربین گازی جدید از 600 دلار شروع می شود مدل های بودجهخودکار. بنابراین، دانستن نحوه استفاده صحیح از جعبه برای تاخیر در تعمیر تا حد امکان بسیار مهم است.
چگونه ایست بازرسی را ذخیره کنیم؟
اعتقاد بر این است که منبع این انتقال یک مرتبه قدر کمتر از مکانیک است. با این حال، کارشناسان خاطرنشان می کنند که با نگهداری مناسب از واحد، نیازی به تعمیر یا تعویض مبدل گشتاور گیربکس اتوماتیک نخواهید داشت. بنابراین اولین پیشنهاد این است تعویض به موقعروغن ها مقررات - 60 هزار کیلومتر. و اگر در گیربکس دستی روغن برای کل دوره کار پر شود ، در "ماشین" این مایع کار است. اگر گریس سیاه است یا بوی سوختگی دارد، باید فورا آن را تعویض کنید.
توصیه دوم مربوط به انطباق است شرایط دمایی. رانندگی را خیلی زود شروع نکنید - دمای روغن جعبه باید حداقل 40 درجه باشد. برای انجام این کار، اهرم را در تمام حالت ها با تاخیر 5-10 ثانیه حرکت دهید. بنابراین جعبه را گرم کرده و برای عملیات آماده می کنید. رانندگی در روغن سرد و همچنین در بسیار گرم نامطلوب است. در حالت دوم، مایع به معنای واقعی کلمه می سوزد (هنگام تعویض، بوی سوختگی را خواهید شنید). گیربکس اتوماتیک برای دریفت و استفاده سخت مناسب نیست. همچنین، دنده خنثی را در حال حرکت روشن نکنید، و سپس دوباره "درایو" را روشن کنید. بنابراین شما نوار ترمز و تعدادی دیگر را می شکنید عناصر مهمدرون جعبه.
نتیجه
بنابراین، ما متوجه شدیم که مبدل گشتاور گیربکس اتوماتیک چیست. همانطور که می بینید، این یک گره بسیار مهم در جعبه است. از طریق آن است که گشتاور به جعبه و سپس به چرخ ها منتقل می شود. و از آنجایی که روغن مایع کار در اینجا است، باید قوانین تعویض آن را رعایت کنید. بنابراین جعبه با یک منبع طولانی و جابجایی صاف شما را خوشحال می کند.
اکنون اکثر خودروها با گیربکس اتوماتیک یا CVT تولید می شوند، زیرا استفاده از این نوع گیربکس ها در مقایسه با جعبه مکانیکی.
مبدل گشتاور چه نقشی دارد؟
برای اطمینان از تعویض روان و اطمینان از انتقال مداوم گشتاور (برای CVT)، از نوع کاملاً متفاوتی از کلاچ استفاده می شود.
در خودروهای دارای متغیر و گیربکس اتوماتیک به عنوان کلاچ - عنصری که گشتاور را از نیروگاهروی گیربکس مبدل گشتاور بیرون زده است.
ویژگی این عنصر، که بخشی از طراحی انتقال است، این است که انتقال نیرو از طریق یک سیال انجام می شود، یعنی هیچ ارتباط سفت و سختی بین موتور و گیربکس وجود ندارد (اگرچه این کاملاً درست نیست).
مبدل گشتاور امکان انتقال بدون پله نیرو و با امکان تغییر گشتاور و سرعت چرخش را فراهم می کند.
همچنین در لحظه تعویض استیج (در گیربکس اتوماتیک)، مبدل گشتاور به شما این امکان را می دهد که موتور و گیربکس را از یکدیگر جدا کرده و سپس به آرامی انتقال نیرو را از سر بگیرید.
در واقع، این دستگاه به عنوان یک کلاچ عمل می کند، اما با برخی عملکردهای اضافی.
دستگاه، اصل کار، حالت ها
طراحی مبدل گشتاور فقط شامل چند عنصر است:
- چرخ پمپ؛
- چرخ توربین؛
- استاتور، با نام مستعار راکتور؛
- قاب؛
- مکانیسم قفل؛
مبدل گشتاور بر روی فلایویل موتور نصب شده است، اما یکی از اجزای آن با شفت گیربکس اتصال سفت و سختی دارد.
اگر قیاسی از این نوع گیربکس را با یک کلاچ معمولی از نوع اصطکاکی ترسیم کنیم، چرخ پمپ به عنوان یک دیسک محرک عمل می کند (به طور محکم به میل لنگ موتور متصل است) و چرخ توربین به عنوان یک دیسک محرک (که به گیربکس متصل است) عمل می کند. شفت). اما هیچ تماس فیزیکی بین این چرخ ها وجود ندارد.
قابل توجه است که حتی محل قرارگیری این چرخ ها با کلاچ اصطکاکی یکسان است - چرخ توربین بین چرخ فلایویل و چرخ پمپ قرار دارد.
تمام اجزای مبدل گشتاور در یک محفظه مهر و موم شده پر شده از یک مایع کاری ویژه محصور شده اند - روغن ATF. با توجه به شکل آن، این عنصر انتقال دریافت کرد نام عامیانه"نان شیرینی".
ماهیت مبدل گشتاور بسیار ساده است. بر روی چرخ های دستگاه تیغه هایی وجود دارد که مایع را در جهت خاصی هدایت می کند.
چرخ پمپ با چرخش همراه با فلایویل، یک جریان سیال ایجاد می کند و آن را به سمت پره های توربین هدایت می کند و در نتیجه انتقال نیرو را تضمین می کند.
اگر طراحی فقط این دو چرخ را شامل می شد، مبدل گشتاور تفاوتی با کوپلینگ سیال نخواهد داشت، که در آن گشتاور هر دو جزء تقریباً یکسان است.
اما وظیفه مبدل گشتاور تنها انتقال نیرو نیست، بلکه تغییر آن نیز می باشد.
بنابراین، در شروع، لازم است از افزایش گشتاور روی چرخ محرک (در شروع حرکت) اطمینان حاصل شود و در حین حرکت یکنواخت، به اصطلاح "لغزش" حذف شود.
برای انجام این عملکردها، یک راکتور و یک مکانیسم مسدود کننده در طراحی ارائه شده است.
راکتور یک چرخ پارویی دیگر است، اما قطر بسیار کمتری دارد و بین توربین و پمپ قرار دارد، راکتور با استفاده از یک کلاچ بیش از حد به دومی متصل می شود.
وظیفه این عنصر افزایش سرعت جریان سیال است که منجر به افزایش گشتاور می شود.
راکتور به این صورت عمل می کند: اگر بین چرخ های اصلی مبدل گشتاور تفاوت زیادی وجود داشته باشد، کلاچ بیش از حد راکتور را مسدود می کند و از چرخش آن جلوگیری می کند (به این دلیل نام دیگر قطعه استاتور است).
در همان زمان، تیغه های آن، داشتن فرم خاص، سرعت جریان سیالی که پس از عبور از چرخ توربین وارد آن می شود را افزایش داده و دوباره به پمپ بفرستید.
بنابراین، راکتور به طور قابل توجهی گشتاور مورد نیاز برای تولید نیروی کافی در شروع حرکت را افزایش می دهد.
با حرکت یکنواخت، مبدل گشتاور مسدود می شود، یعنی یک اتصال صلب در آن ظاهر می شود و این کار توسط مکانیزم قفل استفاده شده در طراحی انجام می شود.
قبلاً در گیربکس های اتوماتیک این قطعه فقط در سرعت های بالاتر کار می کرد. اکنون سیستم های کنترل گیربکس الکترونیکی مورد استفاده تقریباً در تمام مراحل مبدل گشتاور را مسدود می کنند.
یعنی به محض اینکه گشتاور برای یک دنده خاص به پارامترهای مورد نیاز نزدیک شود، مکانیسم کار می کند.
هنگام تعویض دنده، برای اطمینان از تعویض دنده خاموش می شود و دوباره روشن می شود. این امکان "لغزش" مبدل گشتاور را از بین می برد، که باعث افزایش منبع آن، کاهش اتلاف تلاش و کاهش مصرف سوخت می شود.
قابل ذکر است که مکانیسم قفل در واقع یک کلاچ اصطکاکی است و بر اساس همان اصل کار می کند. یعنی طرح دارای یک دیسک اصطکاک است که روی توربین ثابت می شود.
در حالت غیر فعال مکانیزم قفل، این دیسک در حالت فشرده قرار دارد. هنگامی که قفل روشن می شود، کلاچ ها بر روی محفظه مبدل گشتاور فشار داده می شوند و در نتیجه انتقال سفت و سخت گشتاور از موتور به گیربکس انجام می شود.
به طور کلی، اگر عملکرد مبدل گشتاور را در نظر بگیریم، سه حالت عملکرد آن وجود دارد:
- تبدیل (هنگامی که برای ایجاد تلاش بیشتر نیاز به افزایش گشتاور است روشن می شود. راکتور در این حالت کار می کند و باعث افزایش سرعت جریان می شود).
- کلاچ سیال (در این حالت، راکتور درگیر نیست و گشتاور روی چرخ های محرک و محرک تقریباً یکسان است).
- مسدود کردن (توربین به طور صلب به بدنه متصل است تا تلفات لغزش را کاهش دهد).
سیستم الکترونیکی مورد استفاده برای کنترل عملکرد مبدل گشتاور تغییر بسیار سریعی را در حالت عملکرد آن ایجاد می کند و عملکرد این عنصر را با شرایط نوظهور تنظیم می کند.
ویژگی های مبدل گشتاور خودروهای مختلف
علیرغم این واقعیت که بسیاری از خودروسازان در تلاش برای ساخت خود هستند ویژگی های طراحیدر آرایش عناصر انتقال، مبدل گشتاور تقریباً برای همه یکسان است.
اگر تفاوتی وجود داشته باشد، معمولاً به برخی جزئیات کوچک و همچنین مواد برای ساخت قطعات مربوط می شود.
به عنوان مثال، در خودروهای سوبارو، نقطه ضعف» مبدل گشتاور است آستر اصطکاکیمکانیزم قفل به خصوص چنین نقصی در اتومبیل های مجهز به گیربکس اتوماتیک خود را نشان می دهد. آخرین نسل.
در BMW های مجهز به گیربکس ZF، بسیاری از دارندگان خودرو با مشکل مواجه بودند سیستم الکترونیکیکنترل، که منجر به ظهور ارتعاشات در سرعت های خاص، برآمدگی هنگام تعویض و غیره شد.
یعنی تمام مشکلات مبدل گشتاور به دلیل کنترل نادرست آن به وجود آمد.
شایان ذکر است که به همین دلیل، خود ایست بازرسی مشکل ساز بود، بنابراین شناسایی علت بسیار دشوار است.
در خودروهای مزدا با گیربکس اتوماتیک مشکل رایجمبدل گشتاور یک راکتور فرسوده سریع است.
و بنابراین تقریباً با هر مارکی از خودرو - مطمئناً موارد خاصی وجود دارد عنصر تشکیل دهندهدستگاهی که اغلب از کار می افتد.
اختلال در عملکرد گره
اگرچه مبدل گشتاور خود طراحی چندان پیچیده ای ندارد، اما اینطور نیست مقدار زیاد قطعات تشکیل دهنده، نقص های زیادی وجود دارد که می تواند با آن رخ دهد. برخی از آنها قبلاً در بالا ذکر شده است.
از آنجایی که این عنصر رابط بین واحد قدرت و گیربکس است، مشکلات در عملکرد آن بلافاصله بر عملکرد گیربکس تأثیر می گذارد.
خرابی های اصلی مبدل گشتاور عبارتند از:
- سایش یاتاقان ها - پشتیبانی یا متوسط (بین توربین و پمپ). هنگامی که گیربکس بدون بار کار می کند، این نقص خود را به شکل صدای خش خش ملایم نشان می دهد. با افزایش سرعت، این صدا از بین می رود، اما به تدریج دامنه حالت های انتقال خودکار که صدا در آنها وجود دارد، گسترش می یابد. این مشکل با جداسازی، عیب یابی و جایگزینی عناصر فرسوده برطرف می شود.
- گرفتگی شدید فیلتر روغن. این مشکل با ظهور لرزش همراه است - ابتدا در سرعت های بالا، سپس تقریباً در همه حالت ها، و خود لرزش افزایش می یابد. این نقص با تعویض عنصر فیلتر و مایع کار برطرف می شود.
- کلاچ بیش از حد فرسوده یا آسیب دیده است. به همین دلیل، راکتور کار نمی کند، بنابراین افزایش گشتاور رخ نمی دهد. در نتیجه، دینامیک شتاب خودرو کاهش می یابد. مشکل با تعویض کلاچ "درمان" می شود.
- صخره اتصال اسپلاینچرخ توربین با شفت گیربکس. نتیجه چنین شکستی توقف حرکت است، زیرا چرخش به سادگی به جعبه منتقل نمی شود. با بازگرداندن اتصال اسپلاین (در برخی موارد، با تعویض مبدل گشتاور) این نقص برطرف می شود.
- تخریب پره های چرخ یا راکتور. نقص عملکرد با ظاهر شدن صدای جغجغه و ضربه فلزی بلند همراه است. تعمیر در این مورد شامل تعویض اجزای آسیب دیده یا کل مجموعه است.
- "گرسنگی نفتی" کمبود روغن منجر به گرم شدن بیش از حد، ذوب شدن می شود عناصر پلاستیکی. عواقب کمبود روان کنندهمی تواند جدی ترین باشد، بنابراین، بازگرداندن گیربکس به کار با مبدل گشتاور با بازگرداندن سطح ATP امکان پذیر نخواهد بود، لازم است گره ها را جدا کنید، وضعیت عنصر را ارزیابی کنید و اجزای آسیب دیده را جایگزین کنید. ;
- بیش از حد گرم شود. یا به دلیل "گرسنگی نفت" یا به دلیل گرفتگی سیستم خنک کننده گیربکس رخ می دهد. در مورد دوم، تمیز کردن رادیاتور، فیلترها، تعویض مایع کار مورد نیاز است.
- نقص سیستم کنترل این مشکل با توقف غیرمجاز نیروگاه هنگام تعویض مراحل انتقال اتوماتیک آشکار می شود. این نقص با تشخیص و جایگزینی عناصر جزء الکترونیکی انتقال از بین می رود.
شایان ذکر است که علائم مشخص شده در مورد نقص های خاص را می توان غیرمستقیم در نظر گرفت و تعیین دقیق مشکل در اجزای مبدل گشتاور غیرممکن است ، به خصوص که بسیاری از علائم نیز در خرابی گیربکس های اتوماتیک ذاتی هستند.
