چه کسی گیربکس اتوماتیک را برای خودروها اختراع کرد. انتقال خودکار

جعبه اتوماتیکدنده - گیربکس اتوماتیک، مکانیزمی برای تغییر نسبت دنده گیربکس که بدون مشارکت مستقیم راننده کار می کند. خودرویی که مجهز به گیربکس اتوماتیک است تعداد دستگاه های کنترلی کمتری دارد، به جای سه پدال ("گاز"، ترمز و کلاچ) دارای دو پدال است ("گاز" و ترمز، پدال آزاد کردن کلاچ وجود ندارد). در عین حال ، پدال "گاز" مانند یک ماشین با گیربکس دستی برای افزایش یا کاهش سرعت موتور نیست، بلکه برای تغییر سرعت ماشین است. برخلاف گیربکس دستی، گیربکس اتوماتیک مجهز به اهرم تعویض دنده نیست، بلکه دارای انتخابگر حالت کار است.
با توجه به دستگاه، گیربکس های اتوماتیک به دو دسته تقسیم می شوند معمولیگیربکس های دستی دو و سه شفت، تکمیل شده توسط مبدل گشتاور (به جای کلاچ خشک) و سیستم تعویض اتوماتیک (با کنترل الکترونیکی، الکترومکانیکی یا الکتروپنوماتیکی) و در سیاره ای، که در آن گیربکس سیاره ای با مبدل گشتاور جفت شده است. معمولی ترین آنها گیربکس های اتوماتیک سیاره ای با مبدل گشتاور هستند.

دستگاه

یک گیربکس اتوماتیک سیاره ای شامل مبدل گشتاور، گیربکس سیاره ای (گیربکس های سیاره ای)، درام ها، اصطکاک و کلاچ های بیش از حد، شفت های اتصال است. درام های گیربکس اتوماتیک مجهز به ترمزهای تسمه ای هستند تا آنها را متوقف کرده و دنده مورد نظر گیربکس سیاره ای را درگیر کند.
مبدل گشتاور در انتقال خودکارعملکردهای کلاچ را انجام می دهد و بین میل لنگ موتور و گیربکس نصب می شود. مبدل گشتاور متشکل از توربین های محرک و محرک و یک استاتور ثابت نسبت به موتور است (گاهی اوقات استاتور در حال چرخش است، در این صورت مجهز به ترمز نواری است - استفاده از استاتور متحرک انعطاف پذیری را به مبدل گشتاور در موتور کم می بخشد. سرعت و عملکرد آن را بهبود می بخشد). توربین محرک همانند درایو کلاچ با همان فرکانس می چرخد میل لنگموتور توربین رانده شده به دلیل نیروهای هیدرودینامیکی ناشی از ویسکوزیته مایعی که حفره داخلی مبدل گشتاور را پر می کند، می چرخد. هدف اصلی مبدل گشتاور انتقال چرخش میل لنگ به چرخ دنده های گیربکس سیاره ای با لغزش است که تضمین می کند سوئیچینگ صافدنده ها را گرفته و شروع به حرکت ماشین کنید. در دورهای بالا موتور، توربین محرک مسدود می شود و مبدل گشتاور خاموش می شود و گشتاور را از میل لنگ به چرخ دنده های اتوماتیک انتقال می دهد (به ترتیب تلفات).
گیربکس سیاره ای یا گیربکس سیاره ای - مجموعه ای از یک چرخ دنده بزرگ حلقه ای (epicycle)، یک چرخ دنده کوچک خورشیدی و چرخ دنده های ماهواره ای که آنها را به هم متصل می کند، روی حامل نصب شده است. که در حالت های مختلفدر حین کار گیربکس، دنده های مختلف می چرخند و یکی از بلوک ها (اپی سیکل، دنده خورشیدی یا حامل سیاره) بدون حرکت ثابت می شود.

طرح انتقال اتوماتیک: 1 - چرخ توربین؛
2 - چرخ پمپ؛
3 - چرخ راکتور;
4 - شفت راکتور;
5 - شفت ورودیگیربکس سیاره ای;
6 - پمپ روغن اصلی;
7 - دنده کلاچ II و III:
8 - ترمز دنده I و II;
9 - دنده کلاچ III و دنده عقب.
10 - کلاچ چرخ آزادانتقال می دهم
11 - ترمز معکوس؛
12 - اولین شفت میانی؛
13 - شفت میانی دوم؛
14 - یک درام با لبه چرخ دنده؛
15- رگلاتور گریز از مرکز;
16 - شفت ثانویه;
17 - مکانیزم تعویض دنده؛
18 - دریچه گاز.
19 - بادامک

کلاچ های اصطکاکی برای تعویض دنده ها با درگیر کردن (یا برعکس، جدا کردن) دنده های جعبه دنده سیاره ای انتقال اتوماتیک طراحی شده اند. کوپلینگ از یک هاب (هاب) و یک درام تشکیل شده است. در سطح بیرونی هاب و درام داخلی دندانه های مستطیلی شکل (روی هاب) و خطوط یکسان (داخل درام) وجود دارد که از نظر شکل با یکدیگر مطابقت دارند، اما درگیر نیستند. بین توپی و درام مجموعه ای (بسته) از دیسک های اصطکاک حلقوی قرار دارد. نیمی از دیسک ها از فلز ساخته شده و مجهز به برآمدگی های موجود در شکاف های سطح داخلی درام هستند. نیمه دوم دیسک ها از پلاستیک ساخته شده و دارای برش هایی است که دندانه های هاب به داخل آن وارد می شود. بنابراین، اتصال مکانیکی هاب و درام از طریق اصطکاک دیسک های فلزی و پلاستیکی بسته کلاچ اصطکاکی انجام می شود.
ارتباط و جدا شدن هاب و درام کلاچ اصطکاکی پس از فشرده شدن بسته دیسک توسط پیستون حلقوی نصب شده در داخل هاب اتفاق می افتد. پیستون به صورت هیدرولیکی هدایت می شود. سیال تحت فشار از طریق شیارهای حلقوی در درام، شفت و میل لنگ گیربکس اتوماتیک به سیلندر محرک وارد می شود.
کلاچ بیش از حد برای کاهش بارهای شوک روی کلاچ های اصطکاکی در هنگام تعویض دنده و خاموش کردن موتور هنگام حرکت خودرو (در برخی حالت ها) استفاده می شود. کار AKP). کلاچ اوررانینگ به گونه ای طراحی شده است که هنگام چرخش در یک جهت آزادانه لیز بخورد و در هنگام چرخش در جهت مخالف (انتقال گشتاور به قطعات گیربکس اتوماتیک) گیر کند. این شامل دو حلقه - بیرونی و داخلی - و مجموعه ای از غلتک است که بین آنها قرار گرفته است که توسط یک جداکننده از هم جدا شده اند. پس از افزایش سرعت موتور و تغییر دنده گیربکس اتوماتیک، یکی از بلوک های دنده سیاره ای تمایل به چرخش در جهت مخالف دارد - کلاچ بیش از حد این بلوک را مسدود می کند و از چرخش معکوس جلوگیری می کند.

اصل عملکرد گیربکس اتوماتیک

عملکرد یک گیربکس چهار سرعته اتوماتیک مجهز به دو دنده سیاره ای را در نظر بگیرید.
اولین دنده. دنده خورشیدی اولین مجموعه دنده سیاره ای به موتور متصل نیست، ردیف اول در انتقال گشتاور دخالتی ندارد. دنده خورشیدی ردیف دوم به میل لنگ موتور متصل می شود (بیایید اضافه کنیم - از طریق مبدل گشتاور). حامل با ماهواره های مجموعه دنده سیاره ای دوم به شفت خروجی گیربکس متصل است. اپی سیکل (بزرگترین چرخ دنده حلقه) ردیف دوم در سرعت های پایین موتور از طریق کلاچ بیش از حد حرکت می کند، گشتاور به مکانیسم های انتقال منتقل نمی شود. به محض افزایش سرعت موتور، کلاچ بیش از حد چرخ دنده حلقه را مسدود می کند - انتقال گشتاور از طریق ماهواره ها و حامل آغاز می شود. ماشین کنار می‌رود و حرکت می‌کند.
دنده دوم. دنده خورشیدی ردیف اول قفل و ثابت است. حامل با ماهواره های ردیف اول با چرخه ردیف دوم از طریق یک چرخ آزاد درگیر می شود. اپی سیکل ردیف اول با حامل ردیف دوم که به شفت خروجی گیربکس متصل است درگیر می شود. گشتاور موتور از طریق دنده خورشیدی ردیف دوم منتقل می شود. هر دو مجموعه دنده سیاره ای جعبه دنده در این حالت کار می کنند.
دنده سوم. دنده های ردیف اول در انتقال گشتاور شرکت نمی کنند. چرخ دنده خورشیدی ردیف دوم و اپی سیکل ردیف دوم به شفت ورودی متصل می شوند، گشتاور توسط حامل سیاره به شفت خروجی منتقل می شود. هیچ تبدیل گشتاور وجود ندارد - گیربکس اتوماتیک در حالت انتقال مستقیم کار می کند.
در دنده های 1 و 2 و 3 راننده نمی تواند با موتور ترمز کند. برای اطمینان از امکان ترمز موتور، کلاچ اوررانینگ توسط یک کلاچ اصطکاکی مسدود می شود. سپس، هنگامی که پدال "گاز" آزاد می شود، دنده های جعبه مکانیسم های انتقال را از موتور جدا نمی کنند.
دنده چهارم. این حالت اوردرایو زمانی است که نسبت انتقال بیشتر از یک باشد. دنده خورشیدی ردیف اول متوقف شده است. گشتاور با ماهواره های اولین مجموعه دنده سیاره ای به حامل منتقل می شود. اپی سیکل ردیف اول با حامل ردیف دوم درگیر می شود که به نوبه خود، گشتاور را به مکانیسم های انتقال منتقل می کند. دنده خورشیدی و اپی سیکل ردیف دوم در انتقال گشتاور دخالتی ندارند.
معکوس. دنده خورشیدی ردیف اول به میل لنگ موتور متصل است. حامل ردیف دوم توسط یک کلاچ اصطکاکی مسدود شده است. اپی سیکل ردیف اول با حامل ردیف دوم درگیر می شود که به نوبه خود به شفت خروجی متصل می شود. شفت خروجی در جهت مخالف می چرخد.

سیستم های کنترل انتقال اتوماتیک

سیستم کنترل حالت های عملکرد گیربکس اتوماتیک به شکل درایوهای هیدرولیک ساخته شده است که فشار روغن را از پمپ هیدرولیک به پیستون های محرک ها منتقل می کند. کلاچ های اصطکاکیو نوارهای ترمز درام. جریان روغن در خطوط روغن توسط قرقره ها توزیع می شود که یا به صورت دستی با موقعیت انتخابگر گیربکس اتوماتیک یا به طور خودکار کنترل می شوند. مسدود کردن کنترل خودکارگیربکس اتوماتیک می تواند هیدرولیک یا الکترونیکی باشد.
گیربکس اتوماتیک "کلاسیک" توسط یک مکانیسم هیدرولیک کنترل می شود که شامل رگولاتور گریز از مرکزفشار سیال روی شفت خروجی موتور و سنسور فشار نصب شده است درایو هیدرولیکپدال های گاز قرقره ها تحت فشار هر دو مدار هیدرولیک حرکت می کنند که به گیربکس اتوماتیک اجازه می دهد دنده ها را مطابق با دور موتور و موقعیت پدال گاز تغییر دهد.
در سیستم کنترل خودکار الکترونیکی، به جای درایو هیدرولیک قرقره ها، از یک الکترومکانیکی استفاده می شود - قرقره ها توسط شیر برقی حرکت می کنند. دستورات حرکت قرقره ها توسط واحد کنترل الکترونیکی، در اتومبیل های مدرن - توسط کامپیوتر مرکزی روی برد ماشین داده می شود. یک کامپیوتر معمولاً هم سیستم جرقه زنی و هم تزریق سوخت را کنترل می کند. واحد کنترل الکترونیکی دستورات حرکت قرقره ها را از سنسور سرعت محور خروجی موتور و موقعیت پدال "گاز" دریافت می کند. همچنین می توانید در حالت دستی با حرکت دادن سلکتور به موقعیت دلخواه دنده ها را تغییر دهید.
اکثر گیربکس های اتوماتیک مدرن کنترل دستی جعبه را حتی پس از خرابی کامل سیستم کنترل الکترونیکی فراهم می کنند. در این صورت، در هر صورت، می توانید به صورت دستی گیربکس مستقیم (سومین مطابق طرح چهار مرحله ای که در بالا توضیح داده شد) را روشن کنید و اگر برق قسمت مکانیکیسیستم های کنترل - همه انتقال ها با انتقال دستی انتخابگر.

منتخب AKP

در دهه 50 قرن گذشته، انتخابگر "PRNDL" به استاندارد عمومی پذیرفته شده برای سیستم کنترل گیربکس اتوماتیک تبدیل شد - با فهرست کردن ترتیب روشن شدن حالت های گیربکس اتوماتیک. این دنباله بود که از نظر طراحی گیربکس اتوماتیک به عنوان ایمن ترین و منطقی ترین شناخته شد.
حالت های عملکرد گیربکس اتوماتیک - موقعیت های انتخابگر سوئیچ.

P - حالت پارکینگ. موتور از جعبه دنده جدا شده است. گیربکس اتوماتیک توسط یک مکانیزم داخلی مسدود شده و به گیربکس متصل می شود که باعث می شود تمام مکانیزم های گیربکس مسدود شوند. در عین حال، حزب عدالت و توسعه به هیچ وجه با آن ارتباط ندارد ترمز دستیو نیازی به استفاده از آن در پارکینگ ها را برطرف نمی کند.
R - حالت معکوس. در تمام گیربکس های اتوماتیک مدرن، انتخابگر در این موقعیت با مکانیزم قفلی تکمیل می شود که از درگیر شدن تصادفی دنده عقب در هنگام حرکت خودرو به جلو جلوگیری می کند.
N - حالت خنثی AKP در هنگام توقف، ساحل، بکسل فعال می شود.
د - حالت اصلیکار گیربکس اتوماتیک ("Drive"). تمام مراحل گیربکس اتوماتیک درگیر هستند (معمولاً یک اوردرایو که در غیر این صورت می توان با یک موقعیت اضافی اهرم انتخابگر با علامت "2" یا "D2" روشن شود).
L - حالت دنده کم، که برای رانندگی در خارج از جاده و در شیب های تند استفاده می شود.
این روش برای تعویض انتخابگر گیربکس اتوماتیک در سال 1964 توسط قانون در ایالات متحده تصویب شد. انحراف از این استاندارد از نظر ایمنی خودرو غیر قابل قبول تلقی می شود.

بخش از پیش انتخابی شش سرعته گیربکس اتوماتیک فولکس واگنگیربکس دنده دایرکت.

انتقال خودکار(همچنین انتقال خودکار, انتقال خودکار) - نوعی گیربکس خودرو که بسته به عوامل بسیاری، انتخاب خودکار (بدون مشارکت مستقیم راننده) نسبت دنده را مطابق با شرایط رانندگی فعلی فراهم می کند.

در دهه های اخیر، همراه با گیربکس های اتوماتیک هیدرومکانیکی کلاسیک، گزینه های مختلفی برای گیربکس های دستی خودکار ("رباتیک") نیز ارائه شده است. کنترل الکترونیکیو محرک های الکترومکانیکی یا الکتروپنوماتیکی.

داستان

سه خط توسعه مستقل در ابتدا منجر به ظهور انتقال هیدرومکانیکی کلاسیک شد که متعاقباً در طراحی آن ترکیب شدند.

قدیمی ترین آنها را می توان در برخی از طرح های اولیه خودرو، از جمله فورد T - انتقال مکانیکی سیاره ای استفاده کرد. اگرچه هنوز برای درگیر شدن به موقع و روان دنده مربوطه به مهارت خاصی از راننده نیاز دارد (مثلاً در سیاره ای دو مرحله ای گیربکس های فورداین کار با کمک دو پدال پا انجام شد، یکی دنده های پایین تر و بالاتر را تغییر داد، دومی معکوس را روشن کرد)، آنها قبلاً کار او را به طور قابل توجهی ساده می کنند، به ویژه در مقایسه با گیربکس های نوع سنتی که در آن ها استفاده می شود. سال بدون همگام ساز

از نظر زمانی ، جهت دوم توسعه که متعاقباً منجر به ظهور یک گیربکس اتوماتیک شد را می توان کار بر روی ایجاد گیربکس های نیمه اتوماتیک نامید که در آن بخشی از تعویض دنده اتوماتیک بود. به عنوان مثال، در اواسط دهه 1930، شرکت های آمریکایی Reo و جنرال موتورزتقریباً به طور همزمان گیربکس های نیمه اتوماتیک با طراحی خاص خود را معرفی کردند. جالب ترین گیربکس طراحی شده توسط GM بود: مانند گیربکس های تمام اتوماتیک بعدی، از یک دنده سیاره ای استفاده می کرد که بسته به سرعت ماشین به صورت هیدرولیکی کنترل می شد. با این حال، این طرح های اولیه به اندازه کافی قابل اعتماد نبودند و مهمتر از همه، آنها همچنان از کلاچ برای جدا کردن موقت موتور و گیربکس هنگام تعویض دنده استفاده می کردند.

خط سوم توسعه، معرفی یک عنصر هیدرولیک به انتقال بود. شرکت کرایسلر رهبر واضح اینجا بود. اولین پیشرفت ها به دهه 1930 برمی گردد ، اما چنین انتقالی در سال های گذشته قبل از جنگ و پس از جنگ توزیع انبوه روی اتومبیل های این شرکت دریافت کرد. علاوه بر معرفی یک کلاچ هیدرولیک (بعداً با مبدل گشتاور جایگزین شد)، تفاوت آن در این بود که به موازات یک گیربکس دستی معمولی دو مرحله ای، یک اوردرایو خودکار درگیر (اوردرایو با نسبت دنده کمتر از یک) کار می کرد. در آن بنابراین، اگرچه از نقطه نظر فنی یک گیربکس دستی با عنصر هیدرولیکو overdrive، سازنده آن را نیمه اتوماتیک اعلام کرد.

او نام‌های M4 (در مدل‌های قبل از جنگ، نام‌گذاری‌های تجاری - Vacamatic یا Simplimatic) و M6 (از سال 1946، نام‌های تجاری - Presto-Matic، Fluidmatic، Tip-Toe Shift، Gyro-Matic و Gyro-Torque) را یدک می‌کشید. ترکیبی از سه واحد - کلاچ هیدرولیک، گیربکس دستی سنتی با دو مرحله رو به جلو، و به طور خودکار (در خلاء M4، در M6 درایو الکتریکی) از روشن شدن اوردرایو.

هر بلوک این انتقال هدف خاص خود را داشت:

• کلاچ هیدرولیک باعث می‌شود تا ماشین نرم‌تر استارت بزند، به شما این امکان را می‌دهد که "کلاچ را پرتاب کنید" و بدون باز کردن دنده یا کلاچ متوقف شوید. بعداً با یک مبدل گشتاور جایگزین شد که گشتاور را افزایش داد و دینامیک ماشین را به طور قابل توجهی در مقایسه با کلاچ مایع (که دینامیک شتاب را کمی بدتر کرد) بهبود بخشید.
• یک گیربکس دستی برای انتخاب محدوده عملیاتی گیربکس به عنوان یک کل استفاده می شود. سه محدوده عملیاتی وجود داشت - پایین (پایین)، بالا (بالا) و معکوس (معکوس). در هر محدوده دو دنده وجود داشت.
• هنگامی که خودرو از سرعت معینی فراتر می رفت، اوردرایو به طور خودکار فعال می شد، بنابراین دنده ها را در محدوده فعلی تغییر می داد.

تغییر محدوده های عملیاتی توسط یک اهرم معمولی واقع در ستون فرمان انجام شد. نسخه‌های بعدی دنده از گیربکس‌های اتوماتیک تقلید می‌کردند و مانند یک گیربکس اتوماتیک دارای یک ربع نشانگر برد بالای اهرم بودند - اگرچه خود فرآیند انتخاب دنده تغییر نکرد. یک پدال کلاچ وجود داشت اما فقط برای انتخاب محدوده استفاده می‌شد و قرمز رنگ شده بود.

به صورت عادی در جریان باشید شرایط جادهدر محدوده "بالا"، یعنی در دنده دوم گیربکس دو سرعته دستی و دنده سوم گیربکس به طور کلی توصیه می شد، زیرا گشتاور بالای 6 و 8 سیلندر چند لیتری موتورهای کرایسلر این اجازه را می دادند. در هنگام صعود و هنگام رانندگی در گل و لای، لازم بود حرکت را از محدوده "Low" شروع کنید، یعنی از دنده اول. پس از تجاوز از سرعت معین (بسته به مدل خاصگیربکس) به دلیل روشن شدن خودکار اوردرایو سوئیچ به دنده دوم وجود داشت (گیربکس دستی خود در دنده اول باقی ماند). در صورت لزوم، راننده به محدوده بالایی تغییر می کند، در حالی که در بیشتر موارد دنده چهارم بلافاصله روشن می شد (از آنجایی که اوردرایو از قبل برای دریافت دنده دوم روشن بود) - نسبت دنده کل 1: 1 بود. تمام چهار دنده موجود را با رانندگی عملیتقریبا غیرممکن بود، اگرچه انتقال به طور رسمی چهار سرعته در نظر گرفته شد. محدوده دنده عقب نیز شامل دو دنده بود و طبق معمول پس از توقف کامل خودرو درگیر شد.

بنابراین، برای راننده، رانندگی با خودرویی با چنین گیربکس بسیار شبیه به رانندگی با یک گیربکس اتوماتیک دو سرعته بود، با این تفاوت که تعویض بین محدوده ها با فشار دادن کلاچ اتفاق می افتاد.

این گیربکس از کارخانه نصب شده بود یا به عنوان یک آپشن در خودروهای تمام بخش های شرکت کرایسلر در دهه 1940 و اوایل دهه 1950 در دسترس بود. پس از معرفی گیربکس اتوماتیک دو سرعته PowerFlite واقعی، بعداً گیربکس های سه سرعته TorqueFlite و نیمه اتوماتیک خانواده Fluid-Drive متوقف شدند، زیرا در فروش گیربکس های تمام اتوماتیک تداخل داشتند. آخرین سال نصب آنها 1954 بود، امسال آنها در ارزان ترین مارک شرکت - پلیموث در دسترس بودند. در واقع، چنین گیربکس به یک پیوند انتقالی از گیربکس های دستی به گیربکس های اتوماتیک هیدرودینامیک تبدیل شد و برای "دویدن در داخل" خدمت کرد. راه حل های فنیبعداً روی آنها استفاده شد.

همچنین در اوایل دهه 1940، یک جعبه دنده سه سرعته به نام Slushomatic وجود داشت که در آن دنده اول معمولی بود و دنده دوم در یک محدوده با یک سوم به طور خودکار درگیر می شد.

با این حال، اولین گیربکس تمام اتوماتیک جهان توسط یک شرکت آمریکایی دیگر - جنرال موتورز ایجاد شد. در مدل سال 1940، این به عنوان یک آپشن در اتومبیل های اولدزموبیل، سپس کادیلاک و بعداً پونتیاک در دسترس قرار گرفت. او نام تجاری Hydra-Matic را داشت و ترکیبی از یک جفت مایع و یک جعبه دنده سیاره ای سه سرعته با خودکار بود. کنترل هیدرولیک. در کل، چهار گام رو به جلو در انتقال به عنوان یک کل وجود داشت (به علاوه معکوس). سیستم کنترل گیربکس عواملی مانند سرعت و موقعیت خودرو را در نظر می گرفت. سوپاپ دریچه گاز. گیربکس Hydra-Matic نه تنها در وسایل نقلیه از تمام بخش های جنرال موتورز، بلکه در خودروهایی از برندهایی مانند بنتلی، هادسون، کایزر، نش و رولز رویس و همچنین برخی از مدل ها استفاده شده است. تجهیزات نظامی. از سال 1950 تا 1954، خودروهای لینکلن به گیربکس Hydra-Matic نیز مجهز بودند. متعاقباً ، سازنده آلمانی مرسدس بنز بر اساس آن یک گیربکس چهار سرعته را توسعه داد که از نظر عملکرد بسیار شبیه است ، اگرچه تفاوت های طراحی قابل توجهی دارد.

در سال 1956، جنرال موتورز یک گیربکس اتوماتیک Jetaway را معرفی کرد که از دو کلاچ مایع به جای کلاچ Hydra-Matic استفاده می کرد. این باعث شد تعویض دنده بسیار نرم تر شود، اما منجر به کاهش زیادی در راندمان شد. علاوه بر این، یک حالت پارکینگ روی آن ظاهر شد (موقعیت انتخابگر "P") که در آن انتقال توسط یک درپوش مخصوص مسدود شد. در Hydra-Matic، قفل شامل حالت معکوس "R" بود.

از سال 1948 مدل سالدر اتومبیل های بیوک (مارک متعلق به جنرال موتورز)، یک گیربکس اتوماتیک دو سرعته Dynaflow در دسترس قرار گرفت که با استفاده از مبدل گشتاور به جای کوپلینگ مایع متمایز می شود. متعاقباً، گیربکس های مشابه در اتومبیل های پاکارد (1949) و شورلت (1950) ظاهر شدند. همانطور که توسط سازندگان آنها تصور می شود، وجود مبدل گشتاور که توانایی افزایش گشتاور را دارد، کمبود دنده سوم را جبران می کند.

قبلاً در اوایل دهه 1950 ، گیربکس های سه سرعته اتوماتیک با مبدل گشتاور توسعه یافته توسط Borg-Warner ظاهر شدند. آنها و مشتقات آنها در وسایل نقلیه از American Motors، Ford، Studebaker و سایرین، هم در ایالات متحده و هم در خارج از کشور، مانند International Harvester، Studebaker، Volvo و Jaguar استفاده شده اند. در اتحاد جماهیر شوروی، بسیاری از ایده های گنجانده شده در طراحی آن در طراحی گیربکس های اتوماتیک استفاده شد. کارخانه خودروسازی گورکیبر روی خودروهای ولگا و چایکا نصب شده است.

در سال 1953 کرایسلر گیربکس اتوماتیک دو سرعته PowerFlite خود را نیز معرفی کرد. از سال 1956، تورک فلایت سه مرحله ای علاوه بر آن در دسترس قرار گرفت. در میان تمام پیشرفت‌های اولیه گیربکس‌های اتوماتیک، مدل‌های کرایسلر اغلب موفق‌ترین و کامل‌ترین آنها نامیده می‌شوند.

در اواسط دهه 1960، طرح سوئیچینگ گیربکس اتوماتیک مدرن، P-R-N-D-L، سرانجام تصویب شد و (در ایالات متحده آمریکا) به طور قانونی ثابت شد. تعویض‌کننده‌های دکمه‌ای و گیربکس‌های قدیمی‌تر بدون قفل پارک از بین رفته‌اند.

در اواسط دهه 1960، نمونه های اولیه گیربکس های دو و چهار سرعته اتوماتیک در ایالات متحده تقریباً به طور کلی از بین رفتند و جای خود را به گیربکس های سه سرعته با مبدل گشتاور دادند. مایعات برای گیربکس های اتوماتیک نیز بهبود یافته است - به عنوان مثال، از اواخر دهه 1960، غبار کمیاب نهنگ از ترکیب آن حذف شد و با مواد مصنوعی جایگزین شد.

در دهه 1980، افزایش تقاضا برای اقتصاد خودروها منجر به ظهور (به طور دقیق تر، بازگشت) گیربکس های چهار سرعته شد که در آن دنده چهارم دارای ضریب دنده کمتر از یک بود ("اوردرایو"). علاوه بر این، مسدود کردن سرعت بالامبدل های گشتاور، که با کاهش تلفاتی که در عنصر هیدرولیک آن ایجاد می شود، کارایی انتقال را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.

در اواخر دهه 1980 تا 1990، کامپیوتری شدن سیستم های کنترل موتور انجام شد. سیستم های مشابه یا مشابه آنها برای کنترل گیربکس های اتوماتیک شروع به استفاده کردند. در حالی که سیستم های کنترل قبلی فقط از شیرهای هیدرولیک و مکانیکی استفاده می کردند، اکنون شیر برقی های کنترل شده توسط کامپیوتر جریان سیال را کنترل می کنند. این امر هم باعث می‌شود تا تعویض دنده‌ها راحت‌تر و راحت‌تر شود و هم با افزایش کارایی گیربکس، کارایی بهبود یابد. علاوه بر این، در برخی از خودروها حالت های انتقال "ورزشی" یا امکان کنترل دستی گیربکس ("Tiptronic" و سیستم های مشابه) وجود دارد. اولین گیربکس های پنج سرعته اتوماتیک ظاهر می شوند. کمال تدارکاتبه بسیاری از گیربکس های اتوماتیک اجازه می دهد تا روند تعویض روغن را حذف کنند، زیرا منبع روغن ریخته شده در میل لنگ آن در کارخانه با منبع خود گیربکس قابل مقایسه است.

در سال 2002، یک گیربکس شش سرعته اتوماتیک توسعه یافته توسط ZF (ZF 6HP26) در سری هفتم BMW ظاهر شد. در سال 2003 مرسدس بنزاولین گیربکس هفت سرعته 7G-Tronic را ایجاد می کند. در سال 2007 سال تویوتالکسوس LS460 را با گیربکس هشت سرعته اتوماتیک معرفی کرد.

طرح

گیربکس های اتوماتیک سنتی شامل مبدل گشتاور، چرخ دنده های سیاره ای، اصطکاک و کلاچ های بیش از حد، شفت های اتصال و درام هستند. همچنین، گاهی اوقات از یک نوار ترمز استفاده می شود که با درگیر شدن یک دنده خاص، سرعت یکی از درام ها را نسبت به جعبه گیربکس اتوماتیک کند می کند. استثناء گیربکس اتوماتیک هوندا است که در آن گیربکس سیاره ای با شفت هایی با چرخ دنده (مانند گیربکس دستی) جایگزین می شود.

مبدل گشتاور از نظر ساختاری به همان روشی که کلاچ روی یک گیربکس با گیربکس دستی نصب می شود - بین موتور و خود گیربکس اتوماتیک. محفظه مبدل گشتاور با توربین محرک مانند سبد کلاچ به چرخ فلایویل موتور متصل است. نقش اصلی مبدل گشتاور انتقال گشتاور همراه با لغزش هنگام راه اندازی است. بر دورهای بالاموتور (و معمولاً در 3-4 دنده)، مبدل گشتاور معمولاً توسط یک کلاچ اصطکاکی داخل آن مسدود می شود که لغزش را غیرممکن می کند و انرژی (و مصرف سوخت) صرف شده برای اصطکاک روغن چسبناک در توربین ها را حذف می کند.

مبدل گشتاور شامل سه توربین است - ورودی (یکپارچه با محفظه)، خروجی و استاتور. استاتور معمولاً به صورت بی صدا به جعبه گیربکس اتوماتیک ترمز می شود، اما در برخی از نسخه ها، ترمز استاتور توسط یک کلاچ اصطکاکی روشن می شود تا استفاده از مبدل گشتاور در کل محدوده سرعت به حداکثر برسد.

انواع مختلف "گیربکس های رباتیک" خودکار نیز وجود دارد. در حال حاضر دو نسل از جعبه های رباتیک وجود دارد. نسل اول یک سازش بین یک گیربکس دستی و اتوماتیک است که در آن واحدهای سنتی برای گیربکس های دستی (نه کنترل) وجود دارد - یک کلاچ و یک جعبه دنده با درایو مکانیکی، اما آنها توسط الکترونیک کنترل می شوند. آنها نرمی مناسب تعویض دنده را به دلیل وقفه شدید گشتاور و اتوماسیون ناقص کامل ارائه نمی دهند. قابلیت اطمینان آنها نیز هنوز خیلی بالا نیست. اینها جعبه های ساخته شده توسط Aisin Seiki هستند: تویوتا چند حالته و مگنتی مارلی: Opel Easytronic، Fiat Dualogic، Citroën Sensodrive، و همچنین Ricardo، نصب شده بر روی ماشین های اسپرت- لامبورگینی، فراری، مازراتی و غیره

بر این لحظهجعبه های رباتیک با یک کلاچ (برای ماشین های جمع و جور) تقریباً به طور جهانی متوقف می شوند. آنها هنوز روی برخی هستند مدل های اوپلو فیات و احتمالاً با تغییر مدل‌های مدل‌ها، سیاره‌ای پرسرعت 6 سرعته جایگزین خواهد شد. نوع آیسین Seiki AWTF-80SC. این جعبه قبلاً در خودروهای آلفارومئو، سیتروئن، فیات، فورد، لانچیا، لندرور/رنج روور، لینکلن، مزدا، اوپل/واکسهال، پژو، رنو، ساب و ولوو استفاده می‌شود. این جعبه برای وسایل نقلیه دیفرانسیل جلوبا گشتاور تا 400 نیوتن بر متر (6500 دور در دقیقه) که آن را برای موتورهای توربوشارژ و دیزلی مناسب می کند.

نسل دوم گیربکس های رباتیک گیربکس پیش انتخابی نامیده می شود. معروف ترین نماینده این نوع فولکس واگن DSG (توسعه یافته توسط بورگ وارنر) است، همچنین در آئودی S-tronic و همچنین Getrag Porsche PDK، Mitsubishi SST، DCG، PSG، Ford Dualshift قرار دارد. از ویژگی های این گیربکس این است که دو محور مجزا برای دنده های زوج و فرد وجود دارد که هر کدام توسط کلاچ مخصوص به خود کنترل می شوند. این به شما امکان می دهد تا دنده ها را از قبل تعویض کنید انتقال بعدی، و سپس تقریباً فوراً کلاچ را جابجا کنید ، در حالی که شکستن گشتاور رخ نمی دهد. این نوعگیربکس اتوماتیک در حال حاضر از نظر اقتصادی و سرعت تعویض دنده پیشرفته ترین است.

تیپترونیک

TipTronic یک حالت گیربکس اتوماتیک نیمه اتوماتیک است که توسط پورشه ساخته شده است. در روسیه، کلمه "تیپترونیک" اغلب برای نامگذاری تمام طرح های مشابه سایر سازندگان استفاده می شود، اگرچه این علامت تجاری پورشه است (سایر سازندگان طرح های مشابه را متفاوت می نامند).

در این حالت، انتخاب دنده توسط راننده به صورت دستی با فشار دادن اهرم انتخابگر در جهت های "+" و "-" انجام می شود - تغییر به پخش های بعدیبالا و پایین. در طراحی متعارف، زمانی که دور موتور به دور آرام کاهش می یابد، تنها تعویض دنده به صورت خودکار انجام می شود. علاوه بر این، گیربکس های تعدادی از سازندگان، با رسیدن به حداکثر دور موتور، به طور خودکار دنده ها را افزایش می دهند. از نظر مکانیکی گیربکس همانند گیربکس اتوماتیک معمولی است، فقط اهرم انتخاب و اتوماسیون کنترل تغییر کرده است. نشانه گیربکس های اتوماتیک مشابه TipTronic یک بریدگی H شکل برای حرکت اهرم انتخاب و همچنین علامت های + و - است.

موقعیت های انتخابگر گیربکس اتوماتیک

انواع انتخابگرها

انتخابگر نحوه عملکرد گیربکس اتوماتیک را تعیین می کند. محل اهرم انتخاب ممکن است متفاوت باشد.

ماشین آمریکایی با گیربکس اتوماتیک پدال شیفتر.

در اتومبیل های ساخت آمریکا تا دهه 1990، در بیشتر موارد، انتخابگر روی ستون فرمان قرار داشت که امکان نشستن سه نفر را روی یک مبل جلوی محکم می داد. برای تغییر حالت های عملیات انتقال، لازم بود آن را به سمت خود بکشید و به موقعیت مورد نظر منتقل کنید، که با فلش روی یک نشانگر ویژه - یک ربع نشان داده شده است. در ابتدا، ربع روی بدنه ستون فرمان قرار می گرفت، سپس در اکثر مدل ها به پانل ابزار منتقل شد.

انتخابگرهای قرار گرفته بر روی پانل ابزار در کنار ستون فرمان و پانل ابزار را نیز می توان به یک نوع نزدیک نسبت داد، مانند برخی از مدل های کرایسلر دهه 1950 یا نسل قبلی هوندا CR-V.

یک انتخابگر گیربکس اتوماتیک مدرن معمولی

در اتومبیل های اروپایی، چیدمان کف به طور سنتی رایج ترین بوده است.

بر ماشین های ژاپنیهر دو گزینه بسته به بازار هدف - در مورد خودروهای بازارهای داخلی ژاپن و آمریکا برآورده شد و در زمان ما، انتخابگرهای پدال گیربکس اتوماتیک یافت می شوند، در حالی که انتخابگرهای طبقه تقریباً به طور انحصاری برای سایر بازارها استفاده می شوند.

در حال حاضر معمولاً از انتخابگر کف استفاده می شود.

در مینی ون ها و خودروهای تجاری با طرح واگن و نیم کلاه، و همچنین برخی از SUV ها و کراس اوورها با موقعیت رانندگی بالا، انتخابگر روی پانل ابزار در مرکز (یا بالای کنسول) بسیار رایج است.

پلیموث اواسط دهه 1950 با انتخابگر گیربکس اتوماتیک دکمه ای (سمت چپ پانل ابزار).

سیستم هایی برای انتخاب حالت های عملکرد گیربکس اتوماتیک بدون اهرم وجود دارد که در آن از دکمه ها برای تعویض استفاده می شود - به عنوان مثال، در اتومبیل های کرایسلر اواخر دهه 1950 و اوایل دهه 1960، Edsel، داخلی "Seagull" GAZ-13، بسیاری از اتوبوس های مدرن(از نمونه های شناخته شده در روسیه می توان از مدل های شهری LiAZ ، MAZ با گیربکس اتوماتیک آلیسون نام برد که دارای انتخابگر دکمه ای است).

اگر سیستم دارای اهرم انتخابگر باشد، با انتقال آن به یکی از موقعیت های ممکن، حالت مورد نظر انتخاب می شود.

برای جلوگیری از تغییر حالت تصادفی، مکانیسم های حفاظتی خاصی استفاده می شود. بنابراین، در خودروهای دارای انتخابگر ستون فرمان، برای تغییر محدوده انتقال، باید اهرم را به سمت خود بکشید، تنها پس از آن می توان آن را به موقعیت مورد نظر منتقل کرد. در مورد اهرم کف، معمولاً از یک دکمه قفل استفاده می شود که در کناری زیر انگشت شست راننده (بیشتر مدل ها)، در بالا (به عنوان مثال، در هیوندای سوناتا V) یا جلو (مثال - میتسوبیشی لنسر X، کرایسلر سبرینگ، ولگا سیبر، فورد فوکوس II) روی اهرم. یا برای حرکت دادن آن، باید اهرم را کمی غرق کنید. در موارد دیگر، شیار اهرم پله‌دار است (بسیاری از مدل‌های مرسدس بنز، پلت فرم هیوندای النترا i30 یا شورلت لاستی، در دومی شیار پله‌دار است و برای جابجایی بین حالت‌های رانندگی (بعد از D و P-R) باید اهرم غرق شود. همچنین بسیاری از مدل های مدرن دارای دستگاهی هستند که در صورت فشار ندادن پدال ترمز از جابجایی اهرم انتخاب گیربکس اتوماتیک جلوگیری می کند که این امر باعث افزایش ایمنی در حمل و نقل گیربکس می شود.

حالت های عملیاتی اساسی

در مورد حالت های عملکرد، تقریباً هر گیربکس اتوماتیک حالت های زیر را دارد که از اواخر دهه 1950 استاندارد شده است:

• "R" (انگلیسی) پارک) - قفل پارکینگ (چرخ های محرک قفل هستند، قفل در داخل خود گیربکس اتوماتیک قرار دارد و با ترمز دستی معمولی متصل نیست).
• "R" (انگلیسی) "معکوس"; بر مدل های داخلی- "Зх") - دنده معکوس (روشن کردن تا زمانی که ماشین کاملاً متوقف نشود غیرقابل قبول است ، در گیربکس های مدرن اغلب انسداد وجود دارد).
• "N" (انگلیسی) "خنثی"; در خانگی - "N") - حالت خنثی (برای توقف کوتاه و هنگام بکسل کردن در فاصله کوتاه روشن می شود).
• "D" (انگلیسی) راندن; در موارد داخلی - "D") - حرکت رو به جلو (به عنوان یک قاعده، همه مراحل درگیر هستند، یا همه، به جز درایو).
• "L" (انگلیسی) "کم"; در داخلی - "PP" (کاهش اجباری)، یا "Tx") - دنده پایین، "دویدن آرام" (برای رانندگی در شرایط سخت جاده).

از اواخر دهه 1950، این رژیم ها به این ترتیب تنظیم شده اند. در سال 1964، در ایالات متحده، توسط انجمن مهندسین خودرو آمریکا (SAE) برای استفاده اجباری ثبت شد.

قبلا سعی کردم از گزینه های دیگر استفاده کنم، اما معلوم شد که ناخوشایند، حتی ناامن است. به عنوان مثال، مصرف کنندگانی که در آن سال ها به گیربکس های مکانیکی با اهرم دست و پا زدن عادت داشتند، که در آن لازم بود اهرم را به سمت خود بکشید و آن را پایین بیاورید تا دنده یک را بگیرید، به طور تصادفی دنده عقب را روشن کرده و سوار شدند.

تاریخچه ایجاد گیربکس اتوماتیک

ایده ایجاد گیربکس با گیربکس اتوماتیک در ابتدای قرن گذشته مطرح شد. برخی از خودروها دارای گیربکس هایی بسیار شبیه به گیربکس های مورد استفاده در خودروهای مدرن بودند.
در اروپا، مرسدس در سال 1914 دسته کوچکی از خودروهای با گیربکس تولید کرد که می توان آن را اتوماتیک نامید.

در اواخر دهه 1930 قرن بیستم، شرکت هایی مانند کرایسلر، فورد و جی ام سی به تولید انبوه خودروهای با گیربکس اتوماتیک نزدیک شدند و اولین آنها GMC بود که در سال 1940 نصب گیربکس اتوماتیک را آغاز کرد.
Hydramatic برای وسایل نقلیه Oldsmobile و Cadillac. این انتقال شامل یک جعبه دنده سه سرعته با سیستم کنترل تعویض دنده هیدرولیک بود.

توسعه بیشتر گیربکس های اتوماتیک، تا آغاز دهه 80 قرن بیستم، مسیر بهبود فناوری تولید و بهبود کیفیت و قابلیت اطمینان بخش مکانیکی گیربکس اتوماتیک را دنبال کرد. هیچ راه حل اساسی جدید در اینجا استفاده نشده است.

در همان زمان سیستم هیدرولیککنترل گیربکس اتوماتیک به طور مداوم مدرن می شود. آنها به دنبال آن بودند که آن را به کمال کامل برسانند تا حداکثر راحتی سفر با ماشین را تضمین کنند. به عنوان مثال مرسدس بنز است که برای گیربکس های اتوماتیک 722.3، 722.4، 722.5 یک مدار واحد کنترل هیدرولیک اصلی و منحصر به فرد در پیچیدگی ایجاد کرده است.

از دهه 1980، خودروسازان شروع به استفاده از سیستم کنترل گیربکس اتوماتیک الکترونیکی کردند. این اولین بار در سال 1983 توسط تویوتا انجام شد. سپس در سال 1987، فورد همچنین شروع به استفاده از یک واحد الکترونیکی در گیربکس های A4LD برای کنترل کلاچ قفل اوردرایو و مبدل گشتاور کرد. در سال 1984، کرایسلر گیربکس های فوق مدرن A604 و A606 (41TE و 42LE) را برای خودروهای دیفرانسیل جلو با سیستم کنترل کاملا الکترونیکی و بسیار پیشرفته برای آن زمان معرفی کرد. تا سال 1991، GMC گیربکس های 4L60-E و 4T60-E را با سیستم کنترل کاملاً الکترونیکی توسعه داد.

تا به امروز، دو روند در توسعه گیربکس با گیربکس اتوماتیک قابل تشخیص است.
یکی از آنها با افزایش مداوم تعداد دنده ها مشخص می شود. در اوایل دهه 80 قرن بیستم، دنده چهارم (اوردرایو) در گیربکس های اتوماتیک ظاهر شد که به دلیل نیاز به بهبود قابل توجه سوخت و عملکرد اقتصادی خودروها ایجاد شد. در همان زمان از قفل مبدل گشتاور برای رسیدن به همان هدف استفاده شد. سپس در اوایل دهه 90 همان قرن به منظور بهبود ویژگی های پویااتومبیل ها ، گیربکس های اتوماتیک پنج سرعته توسعه یافتند (یک تغییر دنده دیگر ظاهر شد). در اوایل سال 2001، شرکت آلمانی BMW شروع به نصب گیربکس شش سرعته اتوماتیک از شرکت ZF-6HP26 بر روی خودروهای خود کرد. در اینجا، بر خلاف گیربکس پنج سرعته اتوماتیک، یک اوردرایو دوم ظاهر شد. و در نهایت، در سال های اخیر، شرکت هایی مانند هوندا، آئودی، نیسان و غیره شروع به استفاده فعال از گیربکس هایی با ضریب دنده متغیر پیوسته (CVT) کرده اند.

مطابق با روند دوم در توسعه گیربکس با گیربکس اتوماتیک، بهبودی وجود دارد بلوک الکترونیکیمدیریت و نرم افزار. در ابتدا اینها سیستم های ساده ای بودند که وظیفه آنها تعیین لحظه های تعویض دنده و اطمینان از کیفیت مورد نیاز این تعویض ها بود. سپس برنامه هایی وجود داشت که سبک رانندگی راننده را تجزیه و تحلیل می کرد و به طور مستقل در مورد انتخاب یک الگوریتم تعویض دنده (اسپرت یا اقتصادی) تصمیم می گرفت. بعداً یک عملکرد کنترل دستی اضافه شد که به راننده امکان می داد به طور مستقل لحظات تعویض دنده را تعیین کند، همانطور که در مورد انتقال دستی. علاوه بر این، به موازات گسترش قابلیت های کنترل گیربکس اتوماتیک، برنامه خود تشخیصی نیز بهبود یافت.

ایده ایجاد یک گیربکس اتوماتیک تقریباً همزمان با ظهور یک ماشین مجهز به ظاهر شد. در عین حال خودروسازان، مخترعان و علاقه مندان از کشورهای مختلفشروع به کار روی واحد کرد.

در نتیجه، در همان ابتدای قرن بیستم، نمونه های اولیه ظاهر شدند که دارای گیربکس مشابه یک ماشین اتوماتیک مدرن بودند. در این مقاله در مورد چگونگی ایجاد اولین گیربکس اتوماتیک و زمان ظهور آن صحبت خواهیم کرد، با تاریخچه گیربکس اتوماتیک آشنا می شویم و همچنین به این سوال پاسخ می دهیم که چه کسی گیربکس اتوماتیک را اختراع کرده است.

در این مقاله بخوانید

چه کسی گیربکس اتوماتیک را اختراع کرد و اولین گیربکس اتوماتیک چه زمانی ظاهر شد

همانطور که می دانید گیربکس بعد از آن دومین واحد مهم است. در همان زمان، ظاهر یک گیربکس اتوماتیک یک پیشرفت واقعی بود، زیرا به لطف چنین جعبه دنده ای، نه تنها راحتی، بلکه ایمنی هنگام رانندگی نیز به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.

چنین گیربکس سیستمی متشکل از مبدل گشتاور () و جعبه سیاره ای است. اصول و مبانی چرخ دنده سیاره ای در قرون وسطی شناخته شده بود و هرمان فتینگر آلمانی مبدل گشتاور را در آغاز قرن بیستم ایجاد کرد.

اولین کسی که جعبه و موتور توربین گاز را ترکیب کرد مخترع آمریکاییآزاتور صرافیان معروف به اسکار بانکر. این او بود که گیربکس اتوماتیک را در سال 1935 ثبت اختراع کرد ، اگرچه برای گرفتن حق ثبت اختراع بیش از 7 سال از حق خود در مبارزه با خودروسازان بزرگ دفاع کرد.

صرافیان در سال 1895 به دنیا آمد. خانواده او در نتیجه نسل کشی بدنام ارامنه در ایالات متحده به پایان رسید امپراطوری عثمانی. اساتور صرافیان پس از اقامت در شیکاگو نام خود را تغییر داد و اسکار بانکدار شد.

یک مخترع با استعداد انواع مختلفی را ایجاد کرد دستگاه های مفید، که در میان آنها چندین راه حل وجود دارد که امروزه ضروری هستند (مثلاً گریس تفنگ) اما دستاورد اصلی آن اختراع اولین گیربکس هیدرومکانیکی اتوماتیک است. به نوبه خود، جنرال موتورز (GM)، که قبلا نصب شده است جعبه نیمه اتوماتیکدنده ها در مدل های خود، اولین کسانی هستند که به گیربکس اتوماتیک تغییر می کنند.

تاریخچه ایجاد گیربکس اتوماتیک

بنابراین ، مهمترین عنصری که به لطف آن ظهور یک گیربکس اتوماتیک تمام عیار امکان پذیر شد ، مبدل گشتاور است.

در ابتدا موتورهای توربین گاز در کشتی سازی ظاهر شدند. دلیل - به جای سرعت کم موتور بخاردر اواخر قرن 19، قدرتمندتر توربین های بخار. چنین توربین هایی مستقیماً به پروانه متصل می شدند که به ناچار منجر به تعدادی مشکلات فنی می شد.

راه حل اختراع G. Fettinger بود که یک ماشین هیدرولیک را پیشنهاد کرد که در آن پروانه های انتقال هیدرودینامیکی، پمپ، توربین و راکتور در یک محفظه ترکیب شدند.

چنین مبدل گشتاور در سال 1902 ثبت اختراع شد و داشت تعداد زیادی ازمزایایی نسبت به سایر مکانیسم ها و دستگاه هایی که می توانند گشتاور موتور را تبدیل کنند.

GDT Fettinger اتلاف انرژی مفید را به حداقل رساند. کارایی دستگاهمعلوم شد بالاست در عمل، ترانسفورماتور هیدرودینامیکی مشخص شده، به طور متوسط، بازدهی در حدود 90٪ و حتی بیشتر را در کشتی ها ارائه می دهد.

بیایید به گیربکس خودروها برگردیم. در همان آغاز قرن بیستم (1904)، مخترعان، برادران Startevent از بوستون، ایالات متحده، نسخه اولیه گیربکس اتوماتیک را معرفی کردند.

این گیربکس دو سرعته در واقع یک گیربکس دستی بهبود یافته بود، که در آن جابجایی ها می توانست اتوماتیک باشد. به عبارت دیگر، یک نمونه اولیه بود جعبه - ربات. با این حال، در آن سال ها، به دلایل متعدد تولید انبوهغیرممکن بود، پروژه رها شد.

گیربکس اتوماتیک بعدی در فورد شروع به نصب کرد. مدل افسانه ایمدل-T مجهز به گیربکس سیاره ای بود که دو سرعت برای حرکت به جلو و همچنین یک دنده عقب دریافت می کرد. کنترل گیربکس با استفاده از پدال اجرا شد.

بعد جعبه ای از Reo در مدل های جنرال موتورز آمد. چنین گیربکس را می توان اولین گیربکس دستی در نظر گرفت، زیرا یک جعبه دنده دستی با کلاچ خودکار بود. کمی بعد، یک سیستم چرخ دنده سیاره ای شروع به استفاده کرد و لحظه ظهور ماشین های اتوماتیک هیدرومکانیکی تمام عیار را بیشتر کرد.

مکانیسم سیاره ای (دنده سیاره ای) برای گیربکس های اتوماتیک مناسب ترین است. به منظور کنترل نسبت دنده و همچنین جهت چرخش شفت خروجی، قسمت های جداگانه دنده سیاره ای ترمز می شوند. در این صورت می توان از تلاش های نسبتاً کم و مداوم برای حل مشکل استفاده کرد.

به عبارت دیگر، ما در مورد محرک های گیربکس اتوماتیک (، باند ترمز) صحبت می کنیم. همچنین در آن سال ها اجرای مدیریت موثر این سازوکارها کار سختی نبود. نیاز دیگر به مساوی کردن سرعت عناصر منفردهیچ گیربکس اتوماتیکی وجود نداشت، زیرا تمام دنده های دنده سیاره ای در مش ثابت هستند.

اگر چنین طرحی را با تلاش برای خودکارسازی کار یک جعبه مکانیکی مقایسه کنیم، در آن زمان کار بسیار دشواری بود. مشکل اصلی این بود که در آن سال ها مکانیزم های سروو کارآمد، سریع و قابل اعتماد (درایوهای سرو) وجود نداشت.

این مکانیسم ها برای حرکت دادن دنده ها یا کلاچ ها برای درگیری ضروری هستند. سرووها همچنین باید قدرت و سفر زیادی را ارائه دهند، به خصوص در مقایسه با فشرده کردن بسته کلاچ یا سفت کردن ترمز باند گیربکس اتوماتیک.

یک راه حل کیفی فقط نزدیک به اواسط قرن بیستم یافت شد و مکانیک رباتیک تنها در 10-15 سال گذشته به تولید انبوه رسید (به عنوان مثال، یا).

توسعه بیشتر گیربکس اتوماتیک: تکامل گیربکس اتوماتیک هیدرومکانیکی

قبل از اینکه به سراغ گیربکس اتوماتیک برویم، لازم است به گیربکس ویلسون اشاره کنیم. راننده با استفاده از سوئیچ ستون فرمان، دنده را انتخاب کرد و با فشار دادن یک پدال جداگانه، گنجاندن آن انجام شد.

چنین انتقالی نمونه اولیه گیربکس پیش انتخابی بود ، زیرا راننده از قبل دنده را انتخاب می کرد ، در حالی که گنجاندن آن فقط پس از فشار دادن پدال انجام می شد ، که در جای پدال کلاچ گیربکس دستی ایستاده بود.

این تصمیم روند رانندگی وسیله نقلیه را تسهیل کرد، تعویض دنده به حداقل زمان در مقایسه با گیربکس های دستی نیاز داشت که در آن سال ها وجود نداشت. در عین حال، نقش مهم جعبه ویلسون در این واقعیت نهفته است که این اولین گیربکس با سوئیچ حالت است که شبیه همتایان مدرن است ().

بیایید به گیربکس اتوماتیک برگردیم. بنابراین، گیربکس هیدرومکانیکی تمام اتوماتیک Hydra-Matic توسط جنرال موتورز در سال 1940 معرفی شد. این گیربکس بر روی مدل های کادیلاک، پونتیاک و ... نصب شد.

چنین انتقالی یک مبدل گشتاور (کوپلینگ مایع) و یک گیربکس سیاره ای با کنترل هیدرولیک اتوماتیک بود. کنترل با در نظر گرفتن سرعت ماشین و همچنین موقعیت دریچه گاز اجرا شد.

جعبه Hydra-Matic هم روی مدل های جنرال موتورز و هم بر روی بنتلی، رولز رویس، لینکلن و ... نصب شد. در اوایل دهه 50، متخصصان مرسدس بنز این جعبه را به عنوان پایه در نظر گرفتند و آنالوگ خود را توسعه دادند، که بر اساس یک اصل مشابه کار می کرد، اما از نظر طراحی دارای تعدادی تفاوت بود.

نزدیک به اواسط دهه 60 هیدرولیک اتوماتیک جعبه های مکانیکیبرنامه ها به اوج محبوبیت خود رسیده اند. همچنین ظاهر روان کننده های مصنوعیدر بازار سوخت و روان کننده ها این امکان را فراهم کرد که هزینه تولید و نگهداری آنها کاهش یابد و قابلیت اطمینان واحد افزایش یابد. قبلاً در آن سالها ، گیربکس های اتوماتیک تفاوت چندانی با نسخه های مدرن نداشتند.

در دهه 1980، روندی به سمت افزایش مداوم در تعداد انتقال وجود داشت. در جعبه های اتوماتیک، دنده چهارم برای اولین بار ظاهر شد، یعنی افزایش یافت. در همان زمان، از عملکرد قفل مبدل گشتاور نیز استفاده شد.

همچنین، خودکارهای چهار سرعته شروع به کنترل با استفاده از آن کردند، که امکان خلاص شدن از شر بسیاری از کنترل های مکانیکی، جایگزینی آنها را فراهم کرد.

به عنوان مثال، تویوتا اولین کسی بود که در سال 1983 سیستم کنترل گیربکس اتوماتیک الکترونیکی را معرفی کرد. سپس در سال 1987، فورد نیز به استفاده از الکترونیک برای کنترل اوردرایو و کلاچ قفل GDT روی آورد.

به هر حال، امروزه گیربکس اتوماتیک به تکامل خود ادامه می دهد. با توجه به سختی استانداردهای زیست محیطیو افزایش قیمت سوخت، تولیدکنندگان در تلاش برای افزایش راندمان انتقال و دستیابی به راندمان سوخت هستند.

برای انجام این کار، تعداد کل دنده ها افزایش می یابد، سرعت سوئیچینگ بسیار زیاد شده است. امروزه می توانید گیربکس های اتوماتیکی را پیدا کنید که دارای 5، 6 یا بیشتر "سرعت" هستند. وظیفه اصلی رقابت موفقیت آمیز با جعبه های رباتیک پیش انتخابی از نوع DSG است.

به موازات آن، بهبود مستمر واحدهای کنترل گیربکس اتوماتیک و همچنین نرم افزار وجود دارد. در ابتدا، اینها سیستم هایی بودند که فقط لحظه تعویض دنده را تعیین می کردند و مسئول کیفیت اجزاء بودند.

بعداً ، برنامه ها شروع به "دوخته شدن" در بلوک هایی کردند که می توانند با سبک رانندگی سازگار شوند و الگوریتم های تعویض دنده را به صورت پویا تغییر دهند (به عنوان مثال ، گیربکس های اتوماتیک تطبیقی ​​با حالت های اقتصادی ، ورزشی).

بعداً امکان کنترل دستی گیربکس اتوماتیک (به عنوان مثال تیپترونیک) ظاهر شد که راننده می تواند به طور مستقل لحظات تعویض دنده را مانند جعبه دستی تعیین کند. علاوه بر این، گیربکس اتوماتیک ویژگی های پیشرفته ای از نظر کنترل دما دریافت کرد مایع انتقالو غیره.

همچنین بخوانید

رانندگی ماشین با گیربکس اتوماتیک: نحوه استفاده از جعبه - اتوماتیک، حالت های گیربکس اتوماتیک، قوانین استفاده از این گیربکس، نکات.

نحوه عملکرد گیربکس اتوماتیک: کلاسیک گیربکس اتوماتیک هیدرومکانیکی، اجزاء، کنترل، قطعات مکانیکی. جوانب مثبت منفی از این نوعایست بازرسی

تعریف

انتقال خودکار(گیربکس اتوماتیک، گیربکس اتوماتیک) - یکی از انواع گیربکس ها، تفاوت اصلی با جعبه دنده دستیاین است که در گیربکس اتوماتیک تعویض دنده به صورت خودکار انجام می شود (یعنی مشارکت مستقیم اپراتور (راننده) لازم نیست). انتخاب نسبت دنده مطابق با شرایط رانندگی فعلی است و همچنین به بسیاری از عوامل دیگر بستگی دارد. همچنین در صورت استفاده از پست های بازرسی سنتی درایو مکانیکی، سپس در یک گیربکس اتوماتیک یک اصل متفاوت حرکت بخش مکانیکی، یعنی یک درایو هیدرومکانیکی یا یک مکانیسم سیاره ای درگیر است. طرح هایی وجود دارد که در آن گیربکس دو یا سه شفت با یک مبدل گشتاور کار می کند. این ترکیب در اتوبوس های LiAZ-677 و در محصولات ZF Friedrichshafen AG استفاده شد.

که در سال های گذشته، گیربکس های مکانیکی خودکار با کنترل الکترونیکی و محرک های الکتروپنوماتیک یا الکترومکانیکی مورد استفاده قرار گرفت.

زمینه

جای تعجب نیست که آنها می گویند تنبلی موتور پیشرفت است، بنابراین میل به راحتی و یک زندگی ساده تر و راحت تر باعث ایجاد بسیاری از چیزها و اختراعات جالب شده است. در صنعت خودروسازی می توان چنین اختراعی را گیربکس اتوماتیک دانست.

اگرچه طراحی گیربکس اتوماتیک بسیار پیچیده است و تنها در پایان قرن بیستم محبوب شد، اما اولین بار در سال 1928 در اتوبوس سوئدی شرکت Lysholm-Smith نصب شد. در تولید انبوه، گیربکس اتوماتیک تنها پس از 20 سال، یعنی در سال 1947 وارد بازار شد ماشین بیوکرئیس راه اساس این انتقال اختراع پروفسور آلمانی Fettinger بود که اولین مبدل گشتاور را در سال 1903 به ثبت رساند.

در عکس ها همون بیوک رودمستر اول است ماشین بورسیداشتن گیربکس اتوماتیک

در گیربکس اتوماتیک، نقش کلاچ توسط مبدل گشتاور انجام می شود که گشتاور را از موتور به جعبه دنده منتقل می کند. مبدل گشتاور خود از یک توربین گریز از مرکز و یک پمپ گریز از مرکز تشکیل شده است که بین آنها یک پره راهنما (راکتور) قرار دارد. همه آنها به همراه مایع کار هیدرولیک در یک محور و در یک محفظه قرار دارند.

به مدرنیته نزدیک تر است

اواسط دهه 1960 مشخص شد تثبیت نهاییو تایید ایالات متحده - طرح مدرنتعویض دنده اتوماتیک - پ-ر-ن-د-ل. جایی که:

"P" (پارکینگ)- شامل حالت خنثی که در آن شفت خروجی جعبه به صورت مکانیکی مسدود می شود تا خودرو حرکت نکند.

"R" (معکوس) - "معکوس"– درگیر شدن دنده عقب (دنده عقب).

"N" (خنثی) - "خنثی"- هیچ ارتباطی بین شفت های خروجی گیربکس و شفت های ورودی وجود ندارد. اما در عین حال، شفت خروجی مسدود نمی شود و ماشین می تواند حرکت کند.

"D" (درایو) - "حالت اصلی" - سوئیچینگ خودکاردر دایره کامل

"L" (کم) - رانندگی فقط با دنده 1.فقط از دنده 1 استفاده شده مبدل گشتاور مسدود شده است.

افزایش تقاضا برای صرفه جویی در مصرف سوخت منجر به بازگشت گیربکس های چهار سرعته در دهه 1980 شد که در آنها دنده چهارم دارای ضریب دنده کمتر از یک بود ("اوردرایو"). مبدل های گشتاور که با سرعت بالا قفل می شوند نیز گسترده شدند که این امکان را به وجود آورد که با کاهش تلفات رخ داده در عنصر هیدرولیک، کارایی انتقال را افزایش داد.

در دوره 1980-1990 کامپیوتری شدن سیستم های کنترل موتور صورت گرفت. سیستم های کنترل مشابهی در گیربکس اتوماتیک استفاده شد. حالا جریان ها را کنترل کنید سیال هیدرولیکتوسط سلونوئیدهای متصل به کامپیوتر کنترل می شود. در نتیجه تعویض دنده نرم تر و راحت تر شده و اقتصاد و راندمان کار دوباره افزایش یافته است. در همان سال ها، امکان کنترل دستی گیربکس ("Tiptronic" یا مشابه) فراهم می شود. اولین گیربکس پنج سرعته را اختراع کرد. نیازی به تعویض روغن در گیربکس نیست، زیرا منبعی که قبلاً در آن پر شده است با منبع گیربکس قابل مقایسه است.

طرح

به طور سنتی، گیربکس های اتوماتیک شامل چرخ دنده های سیاره ای، مبدل های گشتاور، اصطکاک و کلاچ های بیش از حد، درام ها و شفت های اتصال می شوند. گاهی اوقات از نوار ترمز استفاده می شود که با درگیر شدن یکی از دنده ها سرعت یکی از درام ها را نسبت به جعبه دنده اتوماتیک کند می کند.

نقش مبدل گشتاورشامل انتقال گشتاور با لغزش هنگام استارت می شود. در دورهای موتور بالا (3-4 دنده)، مبدل گشتاور توسط یک کلاچ اصطکاکی مسدود می شود که از سر خوردن آن جلوگیری می کند. از نظر ساختاری، به همان روشی که کلاچ روی یک گیربکس با گیربکس دستی نصب می شود - بین گیربکس اتوماتیک و خود موتور. محفظه مبدل گشتاور و توربین محرک مانند سبد کلاچ روی فلایویل موتور نصب شده اند.

مبدل گشتاور خود از سه توربین - استاتور، ورودی (جزء محفظه) و خروجی تشکیل شده است. معمولاً استاتور به صورت بی صدا در جعبه گیربکس اتوماتیک ترمز می شود، با این حال، در برخی از انواع، ترمز استاتور توسط یک کلاچ اصطکاکی فعال می شود تا استفاده از مبدل گشتاور در کل محدوده دور به حداکثر برسد.

کلاچ های اصطکاکی("بسته") اتصال و جدا کردن عناصر گیربکس اتوماتیک - خروجی و شفت های ورودیو عناصر گیربکس های سیاره ای، و با ترمز آنها روی جعبه گیربکس اتوماتیک، دنده ها را تغییر می دهند. کوپلینگ از یک درام و یک توپی تشکیل شده است. درام دارای شیارهای مستطیلی بزرگ در داخل است و توپی دارای دندانه های مستطیلی بزرگ در خارج است. فضای بین درام و توپی با حلقوی پر شده است دیسک های اصطکاکیکه برخی از آن ها پلاستیکی با بریدگی های داخلی است که دندانه های هاب در آن وارد می شود و قسمت دیگر فلزی و دارای برجستگی هایی از خارج است که وارد شیارهای درام می شود.

با فشرده سازی هیدرولیکی بسته دیسک با یک پیستون حلقوی، کلاچ اصطکاکی ارتباط برقرار می کند. روغن از طریق شیارهای شفت، محفظه جعبه دنده اتوماتیک و درام به سیلندر می رسد.

پیش نمایش - برای بزرگنمایی کلیک کنید.

در اولین، سمت چپ، عکس - بخشی از مبدل گشتاور گیربکس هشت سرعته اتوماتیک ماشین لکسوسو در دوم - بخشی از گیربکس اتوماتیک شش سرعته فولکس واگن

چرخ آزاد آزادانه در یک جهت می لغزد و در جهت دیگر با انتقال گشتاور گیر می کند. به طور سنتی از یک حلقه داخلی و خارجی و یک جداکننده با غلتک هایی که بین آنها قرار دارد تشکیل شده است. برای کاهش ضربات در کلاچ های اصطکاکی هنگام تعویض دنده و همچنین غیرفعال کردن ترمز موتور در برخی حالت های گیربکس اتوماتیک عمل می کند.

به عنوان یک دستگاه کنترل گیربکس اتوماتیک، از مجموعه ای از قرقره ها استفاده شد که جریان روغن را به پیستون های کلاچ های اصطکاکی و نوارهای ترمز کنترل می کرد. موقعیت قرقره ها هم به صورت مکانیکی توسط دسته سلکتور و هم به صورت خودکار تنظیم می شود. اتوماسیون می تواند الکترونیکی یا هیدرولیک باشد.

اتوماسیون هیدرولیک از فشار روغن از یک گاورنر گریز از مرکز استفاده می کند که به شفت خروجی گیربکس اتوماتیک متصل است و همچنین از فشار روغن ناشی از پدال گاز که توسط راننده فشار داده می شود. در نتیجه، اتوماسیون اطلاعاتی در مورد سرعت خودرو و موقعیت پدال گاز دریافت می کند، بسته به اینکه قرقره ها سوئیچ شوند.

وسایل الکترونیکی از شیر برقی برای حرکت دادن قرقره ها استفاده می کنند. کابل های شیر برقی خارج از جعبه دنده اتوماتیک قرار دارند و به واحد کنترل منتهی می شوند که گاهی اوقات با واحد کنترل تزریق سوخت و احتراق ترکیب می شود. بسته به موقعیت اهرم انتخاب، پدال گاز و سرعت خودرو، الکترونیک در مورد حرکت سلونوئیدها تصمیم می گیرد.

گاهی اوقات، گیربکس اتوماتیک بدون اتوماسیون الکترونیکی ارائه می شود، اما فقط با دنده سوم جلو، یا با تمام دنده های جلو، اما با تعویض اجباری دسته انتخابگر. در مورد خرابی و تعمیر پست بازرسی به شما توصیه می شود.