Thiết bị hộp số tự động của ô tô và nguyên lý hoạt động. Các loại hộp số tự động

2024 Tác giả: Erin Ralphs | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-02-19 19:59

Gần đây, hộp số tự động ngày càng được ưa chuộng. Và có những lý do cho điều đó. Một hộp như vậy dễ vận hành hơn và không cần phải liên tục "chơi" với ly hợp khi tắc đường. Ở các thành phố lớn, một trạm kiểm soát như vậy không phải là hiếm. Nhưng thiết bị hộp số tự động có sự khác biệt đáng kể so với cơ học cổ điển. Nhiều người đi xe máy rất ngại đi những chiếc xe có xế hộp như vậy. Tuy nhiên, nỗi sợ hãi của họ là không chính đáng. Với hoạt động thích hợp, một hộp số tự động sẽ tồn tại không kém gì cơ khí. Nhưng để hiểu rõ hơn thì bạn nên tìm hiểu chi tiết về thiết bị hộp số tự động của ô tô. Chúng ta sẽ nói về vấn đề này trong bài viết hôm nay.

Giống

Có một số loại hộp này. Vì vậy, họ phân biệt:

• Hộp số tự động thuỷ cơ.
• Robotic (DSG).
• Biến thể.

Mỗi tính năng của chúng là gì? Hãy xem xét bên dưới.

Cổ điểnHộp số tự động

Hộp số thuỷ cơ là loại hộp số tự động phổ biến nhất. Thiết bị của một hộp như vậy giả định sự hiện diện của bộ biến mô, hộp số sàn và hệ thống điều khiển. Nhưng thiết kế này được thực hành trên các phương tiện dẫn động cầu sau. Nếu đây là xe dẫn động cầu trước, thì bộ vi sai cũng được bao gồm trong hộp số tự động và hộp số chính.

Bộ biến mô (thường được gọi là "bánh rán") là bộ phận chính trong bộ truyền động này. Nó làm nhiệm vụ thay đổi và truyền mô-men xoắn từ bánh đà của động cơ đến hộp số sàn. Bánh rán cũng dùng để làm giảm các dao động và rung động xảy ra trong quá trình truyền lực quay từ động cơ đốt trong.

Bộ chuyển đổi mô-men xoắn bao gồm một số bánh xe. Đây là:

• Tuabin.
• Lò phản ứng.
• Bánh bơm.

Thiết kế cũng bao gồm hai ly hợp - chặn và bánh răng tự do. Tất cả các chi tiết này được bao bọc trong một hộp hình xuyến riêng biệt, trông giống như một chiếc bánh rán (do đó có tên cụ thể).

Bánh bơm được nối với trục khuỷu của động cơ. Tuabin tương tác với hộp số tay. Giữa hai phần tử này là bánh xe phản ứng. Nó, không giống như tất cả những cái khác, là bất động. Mỗi bánh xe của máy biến áp thủy lực hộp số tự động có các cánh để chất lỏng ATP hoạt động đi qua.

Bộ ly hợp khóa hộp số tự động được thiết kế để chặn GTF (bánh rán) ở các chế độ vận hành cụ thể của động cơ đốt trong. Ly hợp miễn phí(còn được gọi là chạy quá tốc) quay bánh xe của lò phản ứng theo hướng ngược lại.

GTF làm việc

Được thực hiện theo chu trình khép kín. Vì vậy, chất lỏng ATP bắt đầu chảy từ máy bơm đến tuabin, và sau đó đến bánh xe phản ứng do hình dạng đặc biệt của các cánh quạt, tốc độ dòng dầu bắt đầu tăng đều. Chất lỏng ATP làm cho bánh bơm quay nhanh hơn. Điều này làm tăng lực mô-men xoắn. Nhân tiện, thông số tối đa của nó đạt được ở tốc độ tối thiểu. Điều này là cần thiết để xe bắt đầu chuyển động trơn tru ngay cả khi có tải. Khi xe bắt đầu tăng tốc, ly hợp sẽ hoạt động và bộ biến mô sẽ khóa lại. Trong tình huống này, một truyền mômen xoắn trực tiếp được thực hiện. Điều đáng chú ý là khóa ly hợp được kích hoạt trong hộp số tự động ở tất cả các bánh răng, kể cả số lùi.

Ôtô hiện đại sử dụng ly hợp trượt. Chế độ này ngăn không cho cơ chế bị khóa hoàn toàn, điều này có tác động tích cực đến việc tiêu thụ nhiên liệu và mang lại một chuyến đi êm ái.

Bánh răng hành tinh

Cụm này hoạt động như hộp số tay. Hộp số có thể được thiết kế cho bốn, sáu, bảy hoặc tám tốc độ. Trong một số trường hợp hiếm hoi, hộp số tự động chín cấp được sử dụng (ví dụ: trên xe Land Rover).

Chúng tôi tiếp tục nghiên cứu thiết bị hộp số tự động. Bánh răng hành tinh bao gồm một số bánh răng nối tiếp nhau. Chúng tạo thành một bộ bánh răng hành tinh. Mỗi tốc độ bao gồm một sốmặt hàng:

• Hộp số.
• Vệ tinh.
• Bánh răng mặt trời.
• Hãng.

Thay đổi mô-men xoắn được thực hiện như thế nào? Nghiên cứu thiết bị của bộ biến mô hộp số tự động, cần lưu ý rằng hoạt động này được thực hiện bằng cách sử dụng một số phần tử của bộ bánh răng hành tinh. Đây là tàu sân bay, cũng như hai bánh răng (mặt trời và vương miện). Chặn cái sau cho phép bạn tăng tỷ số truyền. Ngược lại, bánh răng mặt trời làm giảm tỷ lệ này. Và sóng mang thay đổi hướng quay của các phần tử.

Khóa được thực hiện bằng ly hợp. Đây là loại phanh giữ các bộ phận nhất định của hộp số bằng cách kết nối chúng với vỏ hộp số. Tùy thuộc vào thương hiệu xe hơi (“Mazda” là này hay “Ford”), hộp số tự động sẽ giả định sự hiện diện của phanh một băng tần hoặc nhiều đĩa. Nó đóng bằng xi lanh thủy lực. Cái sau được điều khiển từ mô-đun phân phối. Một ly hợp chạy quá mức được sử dụng để ngăn không cho hộp tải quay theo hướng ngược lại.

Hệ thống điện tử

Việc trang bị và vận hành hộp số tự động của một chiếc ô tô hiện đại là không thể thiếu hệ thống điều khiển điện tử. Bao gồm:

• Bộ điều khiển.
• Cảm biến đầu vào.
• Bộ chọn hộp số tự động (chúng tôi sẽ xem xét thiết bị của nó sau).
• Mô-đun phân phối.

Lưu ý rằng danh sách các yếu tố đầu vào khá rộng. Vì vậy, điều này bao gồm các cảm biến:

• Vị trí bàn đạp ga.
• Nhiệt độ của ATP lỏng.
• Tốc độ trục đầu vào và đầu ra.
• Vị trí bộ chọn bánh răng tự động.

Bộ điều khiển hộp số tự động liên tục xử lý các tín hiệu đến từ các phần tử này và tạo ra các xung điều khiển cho các cơ cấu chấp hành. Bộ phận này giao tiếp với ECU động cơ.

Mô-đun phân phối kích hoạt ly hợp ma sát và điều khiển dòng chảy của chất lỏng ATP trong bộ truyền động. Mô-đun này bao gồm các cuộn điều khiển và van điện từ được kích hoạt bằng cơ học. Các bộ phận này được bao bọc trong một vỏ nhôm riêng biệt và được kết nối với nhau bằng các kênh.

Một yếu tố quan trọng trong hộp số tự động Honda là các van duy nhất. Chúng còn được gọi là van điện từ. Chúng cần thiết để điều chỉnh áp suất của dầu truyền động. Và các ống cuốn thực hiện chế độ hoạt động của hộp. Các yếu tố được kích hoạt từ cần số tự động.

Vì dầu ATP là chất lỏng hoạt động chính, nên một máy bơm kiểu bánh răng được cung cấp trong thiết bị của bất kỳ hộp số tự động nào. Nó hoạt động từ trung tâm biến mô và là cơ sở của hệ thống thủy lực hộp số. Để làm mát dầu trong thiết bị hộp số tự động Mercedes, một bộ trao đổi nhiệt đặc biệt được cung cấp. Đây là một bộ tản nhiệt nhỏ được đặt ở phía trước của xe. Trên một số kiểu xe, nó được đi kèm với bộ làm mát động cơ chính.

Bộ chọn hộp số tự động

Chính bộ phận này điều khiển trực tiếp hộp số tự động. Có một số chế độ hộp số tự động:

• Đậu xe.
• Đảo ngược.
• Trung tính.
• Lái (tiến lên).

Trên một số xe Nissan, thiết bị hộp số tự độnggiả định sự hiện diện của một chế độ thể thao. Để bật tính năng này, bạn cần di chuyển bộ chọn hộp số đến vị trí S. Chế độ khác ở chỗ chuyển số được thực hiện ở tốc độ động cơ cao hơn. Điều này dẫn đến nhiều mô-men xoắn và tốc độ xe hơn. Nếu chúng ta xem xét Qashqai Nissan, thiết bị hộp số tự động cũng giả định sự hiện diện của chế độ sang số bằng tay. Hộp như vậy được gọi là "Tiptronic".

Truyền robot DSG

Đây là sự phát triển của mối quan tâm Volkswagen-Audi. Trạm kiểm soát này xuất hiện vào giữa những năm 2000 và được lắp đặt trên hầu hết các xe Skoda và Audi, cũng như trên Volkswagens (bao gồm cả Tuareg).

Một tính năng chính của DSG tự động là sang số nhanh chóng mà không bị gián đoạn dòng điện. Điều này cho phép bạn tăng hiệu suất và hiệu quả của đường truyền. Xe có DSG có động lực tăng tốc tốt. Đồng thời, chúng có mức tiêu thụ nhiên liệu thấp hơn so với các bộ chuyển đổi mô-men xoắn cổ điển.

Thiết kế và hoạt động của loại hộp số tự động này khác biệt đáng kể so với loại hộp số trước. Vì vậy, không có "bánh rán" thông thường. Việc truyền mômen xoắn được thực hiện thông qua việc sử dụng hai ly hợp. Ngoài ra, trên loại hộp số tự động này có thể lắp thêm thiết bị chống trộm.

DSG truyền

Nó bao gồm:

• Bánh đà khối lượng kép.
• Hai hàng bánh răng.
• Truyền động cuối cùng và bộ vi sai.
• Hệ thống điều khiển điện tử.
• Đôily hợp.

Tất cả đều được đựng trong hộp kim loại. Nếu chúng ta nói về ly hợp kép, nó đảm bảo rằng công suất được truyền đồng thời đến hàng bánh răng thứ hai và thứ nhất. Nếu đây là DSG sáu tốc độ, hộp có một đĩa truyền động (nó được kết nối với bánh đà khối lượng kép thông qua một trung tâm đầu vào) và ly hợp ma sát. Sau này được liên kết với các đoàn tàu bánh răng thông qua trung tâm chính.

Nhân tiện, loại ly hợp có thể khác trên hộp DSG. Nếu đó là số sáu tốc độ, thiết kế sử dụng ly hợp ướt. Dầu không chỉ giúp bôi trơn mà còn làm mát đĩa ma sát. Điều này làm tăng đáng kể tài nguyên của các tập hợp.

Nếu chúng ta nói về hộp số bảy tốc độ, một sơ đồ khô khan được áp dụng ở đây. Điều này làm giảm đáng kể lượng dầu sử dụng. Nếu trong trường hợp đầu tiên, hoạt động của DSG yêu cầu ít nhất sáu lít rưỡi, thì trong trường hợp thứ hai - không quá hai. Máy bơm chất bôi trơn chạy bằng điện. Theo các chuyên gia, thiết kế này kém tin cậy hơn và không có nguồn lực cao.

Đối với bánh răng, đầu tiên chịu trách nhiệm cho hoạt động của tốc độ lùi và số lẻ. Thứ hai được sử dụng để điều khiển bánh răng chẵn. Mỗi hàng là trục thứ cấp và trục sơ cấp với một bộ bánh răng cụ thể. Phần tử chính hoàn chỉnh và đồng trục, và các bánh răng được kết nối chặt chẽ với trục. Đồng thời, các bánh răng thứ cấp quay tự do. Ngoài ra trong thiết kế còn có bộ đồng bộ hóa. Chúng tạo điều kiện thuận lợi cho việc đưa một tốc độ cụ thể vào trạm kiểm soát. Đếnô tô có thể tiến lùi, một trục trung gian được cung cấp trong hộp DSG; nó được trang bị một số lùi.

Việc chuyển số được điều khiển bằng điện tử. Nó bao gồm các cảm biến khác nhau, một bộ phận điều khiển và một bộ phận điện-thủy lực với khối lượng các cơ cấu truyền động. Mô-đun điều khiển được đặt trong cacte của hộp số tự động rô bốt. Trong quá trình hoạt động của hộp số, các cảm biến sẽ phân tích tốc độ của các trục ở đầu ra và đầu vào, áp suất dầu, vị trí của phuộc sang số, cũng như nhiệt độ của dầu nhớt. Dựa trên các tín hiệu này, ECU thực hiện một hoặc một thuật toán điều khiển khác.

Nhờ khối, mạch thủy lực của hộp số được điều khiển. Hệ thống này bao gồm:

• Nhà phân phối ống cuốn. Chúng được kích hoạt từ cần số.
• Van điện từ. Các yếu tố này được sử dụng để chuyển đổi tốc độ.
• Van điều khiển áp suất. Nhờ chúng, ly hợp ma sát hoạt động.

Hai thành phần cuối cùng đề cập đến bộ điều khiển cơ cấu chấp hành của hộp số rô bốt.

Ngoài ra, thiết kế của hộp này cung cấp một bộ ghép kênh. Nó cho phép bạn điều khiển xi lanh thủy lực bằng van điện từ. Đáng chú ý, số lượng chiếc trước gấp đôi số chiếc sau. Do đó, ở vị trí ban đầu của phần tử, một số xi lanh thủy lực được kích hoạt và ở vị trí làm việc, những xi lanh khác.

Thuật toán truyền rô-bốt bao gồm chuyển đổi tuần tự của một số bánh răng. Vì vậy, khi ô tô bắt đầu chuyển động vào ngày thứ nhất, ngày thứ haiđã tương tác với đĩa thứ hai. Sau một loạt các vòng quay nhất định, một chuyển đổi tức thì xảy ra. Rốt cuộc, hệ thống không cần phải chọn một hoặc một trục khác - các bánh răng đã bắt đầu hoạt động.

Hộp số này được sử dụng ở đâu? Về cơ bản, DSG được sử dụng trên ô tô hạng B, C và D. Theo nhiều khía cạnh, mọi thứ phụ thuộc vào đặc tính kỹ thuật của chính động cơ. Vì vậy, hộp số sáu có thể chịu được mô-men xoắn 350 Nm. Và DSG bảy băng tần chỉ là 250. Do đó, hộp như vậy không được lắp trên những chiếc xe mạnh mẽ.

Biến thể

Đây là một loại hộp số tự động tương đối mới, mặc dù những bản sao đầu tiên đã bắt đầu được sử dụng từ năm thứ 59. Vì vậy, chiếc xe đầu tiên có hộp số biến thiên là Daf. Hơn nữa, kế hoạch này bắt đầu được thực hiện bởi các nhà sản xuất như Ford và Fiat. Tuy nhiên, chiếc hộp này chỉ được sử dụng rộng rãi cách đây 10 năm. Bây giờ hộp số này được sử dụng trên ô tô:

• Mercedes.
• Subaru.
• Toyota.
• Nissan.
• Audi.
• Ford.
• Honda.

Đặc điểm chính là nó không có bánh răng. Bộ biến tần là một hộp số biến thiên liên tục giúp thay đổi tỷ số truyền mượt mà khi xe tăng tốc. Ưu điểm chính của hộp số như vậy là sự phối hợp tối ưu giữa tải trọng trên ô tô với tốc độ trục khuỷu. Điều này dẫn đến hiệu quả sử dụng nhiên liệu và năng suất cao. Sự êm ái của chuyến đi cũng được cải thiện đáng kể, vì hiện tượng giật trong quá trình tăng tốc động được loại trừ ở đây.

Xe bốc lên tốc độ nhanh, không giật cục, êm ái nhất có thể. Nhưng do những hạn chế nhất định về mô-men xoắn và công suất, hộp số tự động biến thiên chỉ được sử dụng trên ô tô và một số mẫu crossover. Ngoài ra, chi phí của chiếc xe trên biến thể tăng lên đáng kể, vì hộp số này là công nghệ khá cao.

Thiết bị và loại

Chỉ có hai kiểu truyền này. Đây là một biến thể hình xuyến và đai chữ V. Sau này được sử dụng rộng rãi nhất. Nhưng bất kể loại nào, chúng đều có chung một thiết bị (hộp số tự động Toyota cũng không ngoại lệ). Vì vậy, thiết kế bao gồm:

• hộp số CVT.
• Cơ chế truyền mô-men xoắn.
• Hệ thống điều khiển.
• Cơ chế ngắt hộp số và chuyển số lùi.

Để hộp nhận và truyền mô-men xoắn, các cơ cấu ly hợp sau được kích hoạt:

• Ly tâm tự động. Được sử dụng trên Transmatic CVT.
• Nhiềuđĩa ướt. Đây là những biến thể Đa sắc.
• Điện tử (Hộp "Hyper" được sử dụng trên một số xe hơi Nhật Bản).
• Bộ chuyển đổi mô-men xoắn. Ví dụ bao gồm hộp số Extroid, Multidrive và Multimatic.

Loại kết nối cuối cùng là phổ biến và tháo vát nhất. Lưu ý rằng bản thân bộ truyền động của hộp số biến thiên có thể là dây đai hoặc xích.

Loại đầu tiên bao gồm một hoặc hai bộ truyền động đai. cũng trongThiết bị hộp số tự động Toyota bao gồm hai ròng rọc. Loại thứ hai tạo thành một số loại đĩa hình nón có thể di chuyển ra xa nhau và di chuyển ra xa nhau. Do đó, đường kính của ròng rọc bị thay đổi. Để đưa các hình nón lại gần nhau hơn, các lò xo đặc biệt được cung cấp trong thiết bị hộp số tự động Mazda (đôi khi sử dụng lực ly tâm). Đĩa nón có góc nghiêng 20 độ. Điều này cho phép dây đai truyền động di chuyển với lực cản tối thiểu.

Một chuỗi kim loại được sử dụng trên Multitronic CVT. Nó bao gồm một số tấm được kết nối với nhau bằng các trục. Thiết kế này có tính linh hoạt tốt. Bán kính uốn cong lên đến 25 mm. Không giống như bộ biến đổi dây đai, bộ biến đổi xích cung cấp khả năng truyền mô-men xoắn với điểm tiếp xúc của các tấm với đĩa. Điện áp cao xảy ra ở những khu vực này. Nhờ sơ đồ này, sự mất mát nhỏ nhất trong quá trình truyền mô-men xoắn và hiệu quả tốt nhất được đảm bảo. Đĩa côn được làm bằng thép chịu lực có độ bền cao.

Do đặc điểm thiết kế và cách sắp xếp, thân van hộp số tự động không thể cung cấp chuyển động ngược lại. Do đó, các cơ cấu phụ được sử dụng trong bộ biến tần để tham gia vào số lùi. Đây là một bánh răng hành tinh. Nó có thiết bị và nguyên lý hoạt động giống như trong hộp số tự động biến mô cổ điển.

Ngoài ra trong thiết kế của một trạm kiểm soát như vậy có một hệ thống kiểm soát điện tử. Nó cung cấp sự điều chỉnh đồng bộ của đường kính puli biến thiên tùy thuộc vào tốc độ động cơ hiện tại. Hệ thống nàycung cấp và bao gồm truyền ngược. Bộ biến đổi được điều khiển thông qua bộ chọn nằm trong cabin. Các chế độ điều khiển giống như trong hộp số tự động thông thường. Việc thiết bị và sửa chữa các hộp này cũng tương tự nhau. Tuy nhiên, chúng tôi lưu ý rằng nhiều dịch vụ ngại đưa những chiếc xe này vào làm việc, vì đơn giản là họ không có kinh nghiệm thích hợp. Một chiếc hộp như vậy xuất hiện ở Nga khá gần đây, và có rất nhiều huyền thoại về tính đúng đắn của việc bảo trì và sửa chữa xung quanh nó. Các chuyên gia nói rằng đối với một hộp số như vậy, chỉ cần thay dầu đúng hạn và không làm cơ chế quá nóng là đủ.

Kết

Vì vậy, chúng tôi đã tìm hiểu các loại hộp số tự động, cách thức hoạt động và cách thức hoạt động của hộp số tự động. Những gì để chọn cho một người đam mê xe bình thường? Kinh nghiệm vận hành cho thấy lựa chọn tốt nhất là mua một chiếc xe có hộp số tự động chuyển đổi mô-men xoắn cổ điển. Một chiếc hộp như vậy đã quen thuộc với nhiều người - nó có thể được sửa chữa và bảo dưỡng trong bất kỳ dịch vụ nào. Ngoài ra, máy móc hiện đại loại này được phân biệt bởi một tài nguyên tốt là 300-400 nghìn km. Đối với robot DSG và biến thể vô cấp, những chiếc hộp như vậy có giá trị không quá 150 nghìn trên các con đường của chúng tôi. Sau đó, các vấn đề và các khoản đầu tư nghiêm túc bắt đầu. Do đó, bạn nên hạn chế mua chúng.