התקן ועיקרון הפעולה של תיבת ההילוכים האוטומטית של מכונית

2024 מְחַבֵּר: Erin Ralphs | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-02-19 16:07

היום, מכוניות מצוידות בסוגים שונים של תיבות הילוכים. ואם קודם לכן הרוב היה מכונאי, עכשיו יותר ויותר נהגים מעדיפים אוטומטית. זה לא מפתיע, כי שידור כזה נוח יותר לשימוש, במיוחד כשמדובר בטיולים בעיר. עד לאחרונה, קופסאות כאלה אופיינו ביעילות נמוכה. ממירי מומנט ישנים העבירו הילוכים לאט ואיתם הוציאה המכונית הרבה יותר דלק. אבל כיום העיצוב, המכשיר ועיקרון הפעולה של תיבת ההילוכים האוטומטית שונים במקצת. קופסאות אלו הן דרכים לעבור במהירות ובאמצעותן המכונית צורכת פחות דלק. אבל דבר ראשון.

Types

כרגע יש כמה סוגים של תיבות הילוכים אוטומטיות. מדובר באוטומט קלאסי עם ממיר מומנט, וריאטור ורובוט DSG. האחרון פותח במיוחד על ידי קונצרן "פולקסווגן-אודי". המכשיר ועיקרון הפעולה של תיבות הילוכים אוטומטיות מסוגים אלה שונים באופן משמעותי. אבל מה שמאחד אותם הוא החלפת המהירויות במצב אוטומטי. בואו נסתכל מקרוב על התכונות של כל אחת מהשידורים האלה.

מקלע רגיל

זו תיבת הילוכים הידרו-מכאנית. למרות העובדה שהעיצוב הופיע לפני יותר מחצי מאה, הוא עדיין רלוונטי מאוד. כמובן שהמכשיר שלו שופר משמעותית עד היום. עכשיו לקופסאות האלה יש שישה הילוכים. אם אנחנו מדברים על מכוניות משנות ה-80 וה-90, הייתה להן תיבת הילוכים אוטומטית עם ארבעה הילוכים.

תיבת הילוכים זו כוללת:

• שידור ידני.
• ממיר מומנט או סופגניה.
• מערכת בקרה.

אם מכונית הנעה קדמית מצוידת בתיבת הילוכים כזו, אז גם ההילוך הראשי והדיפרנציאל כלולים. אחד החלקים הבסיסיים ביותר בתיבת הילוכים אוטומטית הוא ממיר המומנט. זה מורכב מכמה חלקים. מדובר בגלגלי שאיבה, טורבינה וכור. בזכותם מתבצעת העברה חלקה של מומנט ממנוע הבעירה הפנימית לתיבת הילוכים ידנית.

התקן תיבת הילוכים אוטומטי נוסף כולל מצמד (גלגל חופשי וחסימה). אלמנטים אלו, יחד עם גלגלי הטורבינה, סגורים במארז מתכת עגול, בצורת סופגנייה. בתוך ממיר המומנט ישנו נוזל ATP עובד. גלגל המשאבה מחובר לגל הארכובה. ומהצד של המחסום נמצאת הטורבינה. בין שני האלמנטים הללו ממוקם גם גלגל כור.

איך זה עובד?

מהו עקרון הפעולה של סוג זה של תיבת הילוכים אוטומטית? פועלת מכונת לולאה סגורה קלאסית. כפי שאמרנו קודם, יש ATP בפניםנוזל. זה סוג של שמן ציוד. אבל, בניגוד לתיבת הילוכים מכנית, היא לא רק מבצעת פונקציית סיכה, אלא גם מעבירה מומנט. מהו עקרון הפעולה של צימוד נוזל תיבת הילוכים אוטומטי? בלחץ, נוזל זה נכנס לגלגל הטורבינה (מגלגל המשאבה), ואז נכנס לגלגל הכור. מכיוון שיש לו להבים בעלי צורה מיוחדת, קצב זרימת הנוזל מתחיל לעלות בהדרגה במהלך סיבוב האלמנט. לפיכך, שמן ה-ATP מניע את גלגל הטורבינה.

מומנט שיא בתיבת ההילוכים נוצר כאשר המכונית מתניעה. ככל שמהירות המכונה עולה, מצמד הנעילה מופעל. זה האחרון משמש לחסום קשה את ה"סופגנייה" של תיבת ההילוכים האוטומטית במצבי פעולה מסוימים של מנוע הבעירה הפנימית. זה קורה בדרך כלל כאשר מהירות הסיבוב של הצירים זהה. אז, המומנט מועבר ישירות לקופסה, ללא "לחך" ולשנות את יחס ההילוכים. אגב, מצמד נעלי בית משמש בתיבות הילוכים אוטומטיות מודרניות. הוא מסוגל לבטל את החסימה המלאה של ממיר המומנט במצבים מסוימים. זה תורם להאצה חלקה ולצריכת דלק.

תיבת הילוכים ידנית בתיבת הילוכים אוטומטית

ככזה, אין מכונאים המוכרים לכל הנהגים בתיבת ההילוכים הזו. תפקידה של תיבת ההילוכים המכנית מתבצע על ידי תיבת הילוכים פלנטרית. ניתן לעצב אותו למספר שונה של שלבים - מארבעה עד שמונה. אבל עדיין, האפשרויות הנפוצות ביותר הן תיבת הילוכים אוטומטית עם שישה הילוכים. במקרים נדירים ניתן למצוא אוטומט עם תשעה הילוכים (למשל בריינג' רובר אווג).

איך פועלת תיבת הילוכים אוטומטית? הצומת הזה בשידור הוא קבוצה של כמה מהירויות עוקבות. כולם מאוחדים בערכת ציוד פלנטרית. תיבת ההילוכים הפלנטרית כוללת את הרכיבים הבאים:

• ציוד שמש וצלצול.
• ספק.
• לוויינים.

אם תתעמקו בהתקן ובעקרון הפעולה של ממיר המומנט של תיבת הילוכים האוטומטית, תשימו לב ששינוי המומנט מתבצע בדיוק בעזרת המנשא, כמו גם הטבעת וגלגלי השמש.. כאשר המנגנון השני חסום, יחס ההילוכים גדל. החסימה עצמה מתבצעת על ידי פעולת מצמדי חיכוך. הם מחזיקים את חלקי תיבת ההילוכים הפלנטרית על ידי חיבורם לגוף התיבה. בהתאם למותג המכונית, העיצוב משתמש בבלם חיכוך רב-דיסק או רצועה. שני סוגי המערכות נשלטים על ידי צילינדרים הידראוליים. האות למצמדים מגיע ממודול ההפצה. וכדי למנוע מהמנשא להסתובב בכיוון ההפוך, למכשיר ההילוכים האוטומטית יש מצמד דריסה.

מערכת בקרה

עכשיו אי אפשר לדמיין תיבת הילוכים אוטומטית, שהעיקרון שלה לא יהיה תלוי באלקטרוניקה. אז, מערכת זו כוללת חיישנים שונים, מודול הפצה ויחידת בקרה. במהלך פעולת תיבת ההילוכים האוטומטית, המערכת קוראת מידע מאלמנטים שונים. זהו חיישן טמפרטורת נוזל ATP, מהירות פיר ביציאה ובכניסה, כמו גם מיקום המאיץ. כל האותות הללו מעובדים בזמן אמת. ואז יחידת הבקרה מייצרת בקרהדחפים הנכנסים למפעילים. נציין גם שעיקרון הפעולה של גוף שסתום ההילוכים האוטומטי מבוסס לא רק על קריאת נתונים מחיישנים, אלא גם על תיאום האותות הזמינים ביחידת בקרת המנוע האלקטרונית.

מודול ההפצה אחראי על בקרת זרימת נוזל העבודה ועל פעולת מצמדי החיכוך, המורכבת מ:

• שסתומי סולנואיד (הם מונעים מכנית).
• שסתומי סליל.
• בית אלומיניום המכיל את החלקים שלעיל.

בהתחשב בעקרון הפעולה של תיבת ההילוכים האוטומטית של טויוטה, חשוב לשים לב לדבר כזה כמו סולנואידים. חלקים אלה נקראים גם שסתומי סולנואיד. בשביל מה סולנואידים? הודות לאלמנטים אלה, הלחץ של נוזל ה-ATP בקופסה מווסת. מאיפה מגיע לחץ השמן? משימה זו מבוצעת על ידי משאבת הילוכים אוטומטית מיוחדת. עקרון העבודה שלו פשוט. אלמנט זה פועל ממרכז ה"סופגנייה". אני מסתובב בתדירות מסוימת, הוא לוכד כמות מסוימת של שמן עם האימפלרים ושואב אותו. וכדי שנוזל העבודה לא יתחמם יתר על המידה ועקרון הפעולה של תיבת ההילוכים האוטומטית של המכונית אינו מופר, יש רדיאטור בעיצוב של כמה תיבות. ניתן למקם אותו בנפרד מלפנים (מוסתר מתחת לפגוש) או לחבר אותו לרדיאטור הקירור הראשי. התוכנית האחרונה מתורגלת לעתים קרובות על מכוניות מרצדס.

Selector

עקרון הפעולה של בורר ההילוכים האוטומטי הוא פשוט ביותר. מנגנון זה מחובר מבחינה מבנית לסליל, המבצע מצב מסויםעבודת תיבת הילוכים אוטומטית. יש כמה מהם:

• חניה.
• Reverse.
• ניוטרל.
• Drive.

אבל זה לא הכל. אם ניקח בחשבון את עקרון הפעולה של תיבת ההונדה האוטומטית, תבחין שיש מצב ספורט בבורר. כדי להפעיל אותו, פשוט הזיז את הידית למצב המתאים. בהתחשב בעקרון הפעולה של תיבת ההילוכים האוטומטית של ניסאן, כדאי לומר שבחלק מהדגמים קיימת אפשרות להעברת הילוכים ידנית.

DSG רובוט

סוג זה של תיבת הילוכים אוטומטית הופיע לאחרונה יחסית. הדגמים הראשונים החלו לשמש רק באמצע שנות ה-2000. בתחילה, קופסאות כאלה הותקנו על מכוניות סקודה. אבל ניתן למצוא אותם גם במכוניות פולקסווגן ואודי.

בין המאפיינים, ראוי לציין עיקרון שונה לחלוטין של פעולת תיבת הילוכים אוטומטית. ממיר המומנט ככזה נעדר כאן באופן עקרוני. במקום זאת, הוא משתמש במצמד כפול וגלגל תנופה כפול מסה. עיצוב זה מאפשר לך לצמצם משמעותית את מרווח הזמן בין החלפת ההילוכים.

מבחינת המכשיר, התיבה הזו כוללת:

• תיבת הילוכים ידנית עם שתי שורות של הילוכים.
• מערכת בקרה אלקטרונית.
• דיפרנציאל.
• הילוך סופי.
• קלאץ' כפול.

כל האלמנטים שלעיל סגורים במארז מתכת אחד. מדוע העיצוב משתמש במצמד כפול ושתי שורות הילוכים? אם ניקח בחשבון את עקרון הפעולה של תיבת הילוכים אוטומטית של מכונית עם DSG, אתה צריךשימו לב שבזמן שהילוך אחד פועל, השני כבר מתכונן להכללה הבאה. זה קורה בעת האצה ובעת האטה. מצמדי חיכוך קיימים גם בתיבת הילוכים כזו. הם מקושרים דרך הרכזת הראשית לרכבות ההילוכים בתמסורת.

יש כמה סוגים של קופסאות DSG:

• שישה מהירויות.
• שבעה מהירויות.

עקרון הפעולה של הסוג הראשון של תיבת הילוכים אוטומטית מבוסס על פעולת מצמד "רטוב". אז, בתיבה יש שמן מיוחד המספק לא רק שימון, אלא גם קירור של המצמדים. נוזל בלחץ מסתובב במערכת ומעביר מומנט.

באשר לסוג השני של DSG, כבר הוחל כאן מצמד יבש. עקרון הפעולה דומה לתיבת הילוכים ידנית - הדיסק נלחץ אל גלגל התנופה ובאמצעות חיכוך משדר מומנט. לדברי מומחים, ערכת עיצוב כזו פחות אמינה. משאב הדיסק הוא כ-50 אלף קילומטרים, ועלות ההחלפה מגיעה ל-700 דולר, כולל חומרים מתכלים.

טווחי ההילוכים כוללים מהירויות רוורס, זוגיות ואי-זוגיות. כל שורה היא סט של פירים (המורכבים מראשי ומשניים), כמו גם סט מסוים של גלגלי שיניים. כדי לבצע את התנועה חזרה, העיצוב משתמש בציר ביניים עם הילוך אחורי.

כמו במכונה קלאסית, יש אלקטרוניקה ששולטת בשינוי המהירות. זה כולל את יחידת הבקרה, חיישנים ומפעילים. אז, ראשית, החיישנים קוראים נתונים על מהירות הצירים ואת המיקום של מזלג ההילוכים, ולאחר מכן היחידה מנתחת מידע זה ומחילה אלגוריתם בקרה ספציפי.

DSG מעגל הידראולי מורכב מ:

• שסתומי סליל הפועלים מהבורר.
• שסתומי סולנואיד (אותם סולנואידים). הם משמשים להחלפת הילוכים במצב אוטומטי.
• שסתומי בקרת לחץ, התורמים לפעולה חלקה של מצמד החיכוך.

איך DSG עובד?

עקרון הפעולה של המערכת ההידראולית של תיבת ההילוכים האוטומטית של הרובוט הוא להחליף מספר הילוכים ברצף. כאשר המכונית מתחילה לנוע ממקום, המערכת כוללת את המהירות הראשונה. במקרה זה, השני כבר מאורס. ברגע שהמכונית עלתה למהירות גבוהה יותר (כ-20 קילומטרים לשעה), האלקטרוניקה מעבירה את המהירות למוגברת. ההילוך השלישי כבר משולב. זה ממשיך עד הגבוה ביותר. אם המכונית מאטה, האלקטרוניקה משתלבת בהילוך הנמוך ממילא. ההחלפה היא מיידית, שכן העיצוב כולל שתי שורות של הילוכים.

Application

ראוי לציין שלא בכל מכונית משתמשים בתיבת הילוכים כזו. כפי שאמרנו קודם, העיקר הוא מכוניות של קונצרן VAG. אבל רכבים מסחריים (למשל פולקסווגן קראפטר) אינם מצוידים בהם. והכל בגלל שהתיבה מיועדת לסף מסוים של מומנט. זה לא יעלה על 350 ננומטר.

זה חל על תיבת הילוכים עם שישה הילוכים. DSGבשבע מהירויות ואינם עומדים ביותר מ-250 ננומטר בכלל. לכן, אתה יכול לפגוש תיבה כזו לכל היותר על הטוארג ומכוניות חלשות יותר כמו פאסאט או אוקטביה.

Variator

תיבת ההילוכים הזו פועלת גם במצב אוטומטי. זה הופיע לפני חצי מאה, אבל רק 10-15 השנים האחרונות היו בשימוש פעיל. מה זה וריאטור? זוהי תיבת הילוכים אוטומטית רציפה שמשנה בצורה חלקה את יחס ההילוכים באמצעות הנעת רצועה או שרשרת. יחסי העברה משתנים ככל שהרכב תופס מהירות. נכון לעכשיו, קופסה כזו נמצאת בשימוש נרחב על ידי יצרניות הרכב הבאות:

• ניסאן.
• מרסדס.
• הונדה.
• Audi.
• סובארו.
• Toyota.
• Ford.

מהם היתרונות של התיבה הזו? הודות לשינוי חלק ביחס ההילוכים, המכונית תופסת מהירות במהירות וללא טלטולים. הנהג והנוסעים אינם חשים זעזועים בזמן האצה, לא משנה כמה חזק דוושת ההאצה נלחצת. עם זאת, יש כאן מלכודות. לתיבה כזו יש גם מגבלות מומנט, כמו DSG. לכן, הוא משמש בעיקר במכוניות נוסעים.

זנים של וריאטורים

יש כמה סוגים של נתוני שידור:

• Toroid.
• וריאטור רצועת V.

במקביל, לשני סוגי הקופסאות יש כמעט אותו מכשיר ועקרון פעולה. העיצוב של הווריאטור כולל:

• מערכתבקרות.
• גלגלת המספקת העברת מומנט.
• הנעת שרשרת או רצועה.
• מנגנון שחרור התיבה (משמש לשילוב הילוך אחורי).

כדי שתיבת ההילוכים תקלוט מומנט, מעורב בעיצוב מצמד. זה יכול להיות מכמה סוגים:

• צנטריפוגלי אוטומטי.
• Electronic.
• multidisc.

יש גם וריאטורים כאלה שבהם ממיר מומנט משמש כמצמד (כמו במכונות אוטומטיות קלאסיות). בדרך כלל, תוכנית כזו מתורגלת על קופסאות הונדה מולטימטיות. מומחים מאמינים שסוג זה של מצמד הוא האמין ביותר ובעל התושייה.

Drive

כפי שכבר אמרנו, ניתן להשתמש בהנעה שונה בווריאטור - שרשרת, רצועת דיבו. האחרון פופולרי יותר. החגורה עוברת על שתי גלגלות, היוצרות דיסקים חרוטיים. גלגלות אלו מסוגלות לנוע ולהתרחק בהתאם לצורך. כדי לקרב את הדיסקים זה לזה, מסופקים קפיצים מיוחדים בעיצוב. לגלגלות עצמן יש זווית נטייה קלה. ערכו הוא בערך 20 מעלות. זה נעשה כדי שהחגורה תנוע בהתנגדות מינימלית במהלך פעולת התיבה.

עכשיו לגבי כונן השרשרת. השרשרת על תיבת הילוכים משתנה אוטומטית היא מספר לוחות מתכת המחוברים באמצעות סרנים. לדברי מומחים, כונן ועיצוב כאלה גמישים יותר. השרשרת מסוגלת להתכופף בזווית של עד 25 מעלות ללא אובדן משאבים. אבל בניגוד להנעת רצועה, לכונן הזה ישעקרון פעולה שונה. תיבת ההילוכים האוטומטית מעבירה מומנט באמצעות מגע נקודתי עם הגלגלות. באזורים מסוימים נוצר מתח גבוה (כוח חיכוך). זה משיג יעילות גבוהה. וכדי שהגלגלות לא יישחקו מלחץ כזה, הן עשויות מפלדת נושאת בעלת חוזק גבוה.

הילוך אחורי ב-CVT

מכיוון שכונן הווריאטור יכול להסתובב רק בכיוון אחד, המהנדסים נאלצו לפתח תיבת הילוכים פלנטרית נפרדת כדי ליישם את ההילוך האחורי. הוא מעוצב ועובד בדומה לתיבת הילוכים במכונה קלאסית.

מערכת בקרה

בדומה לתיבות הילוכים אוטומטיות קודמות, ה-CVT משתמש במערכת בקרה אלקטרונית. עם זאת, עקרון הפעולה שלו שונה במקצת. אז, המערכת מספקת התאמה של קוטר הדיסקים הווריאטורים.

ככל שהמהירות משתנה, קוטר גלגלת אחת גדל והשנייה יורדת. המצבים נשלטים דרך הבורר הודות לחיישן ההילוכים האוטומטית. עקרון הפעולה של וריאטור עם הנעת שרשרת ורצועה הוא שינוי קוטר הגלגלות.

אודות בעיות

בשל העיצוב המורכב והשכיחות הנמוכה, שירותים רבים מסרבים לעבוד עם שידורים כאלה. לכן, CVTs לא השתרשו היטב בארצנו. כפי שהוכיח הניסיון התפעולי, המשאב של תיבה זו, אפילו עם תחזוקה נאותה, הוא לא יותר מ-150 אלף קילומטרים. לאור זאת, סביר לקנות מכוניות כאלה רק במצב חדש, שהן באחריות. זה מסוכן לקחת מכונית על וריאטור מהידיים שלך - אתה יכול לעלותתיקונים יקרים, שלא כל שירות יבצע.

סיכום

אז, גילינו את ההתקן ואת עקרון הפעולה של תיבת הילוכים אוטומטית הידרו-מכאנית, רובוטית וווריאטור. כפי שאתה יכול לראות, כל התיבות האלה מסודרות בצורה שונה ויש להן אלגוריתם פעולה משלהן. איזה שידור עדיף לבחור? מומחים אומרים שהבחירה ההגיונית ביותר תהיה מכונת מזל קלאסית. כפי שהוכיח ניסיון התפעול, בעלי מכוניות עם DSG ו-CVT פנו פעמים רבות לשירותים והקופסאות הללו יקרות לתחזוקה. מכונת המזל הקלאסית קיימת בשוק כבר הרבה מאוד זמן, והעיצוב שלה עובר כל הזמן עידון ומשתפר. לכן, תיבות כאלה נבדלות על ידי משאב גבוה, לא יומרני בפעולה וניתן לתקן אותם בכל שירות. התרגול הראה שהמשאב של תיבת הילוכים אוטומטית במכונית הוא בין 300 ל-400 אלף קילומטרים. זוהי תקופה רצינית, בהתחשב בכך שחלק מהמנועים המודרניים פועלים רק 250. אבל כדי שגיר כזה יחזיק מעמד זמן רב, כדאי להחליף את נוזל ה-ATP שבו באופן קבוע, כלומר כל 60 אלף קילומטרים.