Principio de funcionamiento de la transmisión automática. AKPP (transmisión automática). El principio de funcionamiento de una transmisión automática: video.

23 de octubre de 2016

caja automatica La transmisión de un automóvil está diseñada para transferir la potencia del motor a las ruedas. Selecciona exactamente la marcha que mejor se adapta a la velocidad actual. La transmisión automática elimina la necesidad de que el conductor cambie de marcha manualmente. La computadora del automóvil usa sensores para determinar en qué punto es necesario cambiar la velocidad y envía una señal a en formato electrónico para encender o apagar la transmisión.

Los elementos principales de una transmisión automática.

El mecanismo de la transmisión automática de un automóvil es un sistema de palancas y engranajes que transfiere potencia a las ruedas motrices, lo que permite que el motor funcione de manera más eficiente.

La caja está ensamblada en una carcasa de aluminio, llamada cárter. Contiene los componentes principales de una transmisión automática:

1. Un convertidor de par que actúa como un embrague, pero no requiere que el conductor lo controle directamente.
2. Un conjunto de engranajes planetarios que cambia la relación de transmisión al cambiar.
3. Embragues traseros, delanteros, banda de freno, cambio de marchas directo.
4. Dispositivo de control.

¿Cómo funciona un convertidor de par?

El convertidor de par consta de los siguientes elementos principales:

• bomba o rueda de bomba;
• rueda de turbina;
• placas de bloqueo;
• estator;
• embrague de sobrerrevolucionado.

Para comprender cómo funciona una transmisión automática, debe comprender su estructura en su conjunto. Entonces, la bomba está conectada mecánicamente al motor. La rueda de la turbina está conectada al eje de la caja de cambios mediante ranuras. Cuando el impulsor gira mientras el motor está funcionando, se crea un flujo de aceite que hace girar la rueda de la turbina del convertidor de par.

En este caso, el convertidor de par actúa como un acoplamiento hidráulico convencional, transfiriendo el par del motor al eje de la transmisión automática únicamente a través del líquido. Con un aumento en la velocidad del motor, no hay un aumento significativo en el par.

Para convertir el par, el circuito de transmisión automática incluye un estator. El principio de funcionamiento es que redirige el flujo de aceite hacia el impulsor de la bomba, lo que hace que gire más rápido y aumente el par. Cuanto menor sea la velocidad de rotación de la rueda de la turbina en relación con la bomba, más energía residual es transferida por el estator a través del aceite devuelto a la bomba. En consecuencia, el par aumenta.

Fundamentos de funcionamiento de la turbina y bomba de transmisión automática.

La turbina siempre gira más lento que la bomba. La relación máxima de las velocidades de rotación de la bomba y la turbina se alcanza cuando el vehículo está parado, disminuyendo al aumentar la velocidad vehículo(TS). El estator está conectado al convertidor de par a través de un embrague de rueda libre que puede girar en una sola dirección.

Las palas de la turbina y del estator tienen una forma especial para redirigir el flujo de aceite hacia la parte posterior de las palas del estator. En este caso, el estator se atasca y, permaneciendo inmóvil, transfiere la mayor parte de la energía del aceite a la entrada de la bomba.

Debido a este modo de funcionamiento del convertidor de par, se garantiza la máxima transmisión de par. Aumenta casi tres veces al arrancar el coche desde un lugar.

Cuando el vehículo acelera, la turbina patina cada vez menos con respecto a la bomba hasta el momento en que la rueda del estator es recogida por el flujo de aceite, comenzando a girar en el sentido de la rueda libre del embrague de sobrerrevolucionado. Al mismo tiempo, el dispositivo comienza a funcionar como un acoplamiento hidráulico convencional, no aumenta el par. En este modo, la eficiencia del convertidor de par no supera el 85%. Este modo de operación va acompañado de la liberación de exceso de calor y un aumento en el consumo de combustible.

Propósito de la placa de bloqueo

Esta deficiencia es eliminada por dispositivo especial- placa de bloqueo. A pesar de la conexión mecánica con la turbina, está diseñada estructuralmente de tal manera que puede moverse hacia la derecha y hacia la izquierda. Este dispositivo se activa cuando el vehículo alcanza alta velocidad. A la orden, el dispositivo de control cambia el flujo de aceite para que presione la placa de bloqueo contra la carcasa del convertidor de par a la derecha.

En este caso, la turbina y la bomba están conectadas mecánicamente entre sí. Para aumentar el agarre, se aplica una capa de fricción especial en el interior de la carcasa del convertidor de par. Por lo tanto, el motor está conectado al eje de salida de la transmisión automática. Naturalmente, dicho bloqueo se apaga inmediatamente incluso con un ligero frenado del automóvil.

Solo uno de los métodos para bloquear el convertidor de par se ha descrito anteriormente. Sin embargo, cualquier otro método persigue el mismo objetivo: evitar que la turbina se deslice en relación con la rueda de la bomba. El modo de acción comúnmente descrito en varias fuentes se llama Lock-Up.

Será más fácil entender el funcionamiento de un convertidor de par para tontos si, en lugar de una turbina y una bomba, imaginamos dos ventiladores simples, uno de los cuales es alimentado por la red y el otro gira debido al flujo de aire creado por el primer hincha. Solo que en lugar de aire, el aceite actúa aquí, y las aspas del primer ventilador (bomba en el caso de la transmisión automática) se ponen en movimiento no por electricidad, sino por conexión mecánica con el eje del motor del automóvil.

engranajes planetarios

El convertidor de par puede aumentar el par, pero solo hasta cierto límite. Dispositivo de transmisión automática para un aumento más significativo del par, por ejemplo, al subir colinas, así como para conducir en reversa incluye engranajes planetarios. El engranaje planetario también garantiza cambios suaves durante la conducción sin pérdida de potencia del motor. Gracias a ella, el cambio se produce sin los sobresaltos que se producen durante el funcionamiento de una transmisión convencional.

El conjunto de engranajes planetarios incluye los siguientes elementos:

• equipo solar;
• satélites;
• epiciclo;
• transportador.

El engranaje planetario se llama así porque las ruedas de fricción, que giran simultáneamente alrededor de sus ejes y se mueven junto con estos ejes, recuerdan mucho a los planetas del sistema solar. Depende de su posición mutua que este momento la transmisión está activada.

¿Cómo se cambia de marcha en una transmisión automática?

Cambio de marcha o cambio de engranaje planetario relación de transmisión se realiza bloqueando y desbloqueando los elementos del conjunto de engranajes planetarios por medio de bandas de freno y embragues de fricción. En el sistema hidráulico de una transmisión automática de un automóvil, el cambio de marcha se realiza directamente mediante una válvula. Una caja de tres velocidades tiene dos válvulas de este tipo, una de las cuales cambia de primera a segunda y la otra de segunda a tercera. Una caja de cuatro velocidades ya tiene tres válvulas.

Otros tipos de transmisión automática.

Además de la transmisión hidráulica considerada, hoy en día están muy extendidos otros tipos de transmisiones automáticas:

1. Transmisión automática CVT. En este tipo de transmisión, no hay relación fija para los engranajes. Por lo tanto, dicha transmisión automática se llama continua. El principio de funcionamiento es que, a diferencia de otras "máquinas", utiliza la potencia del motor de manera más eficiente. Como resultado, los automóviles equipados con este tipo de transmisión son más económicos y cómodos.
2. Punto de control robótico. Tal caja puede llamarse condicionalmente automática, ya que de hecho es la "mecánica" habitual, donde la función del pedal del embrague se asigna a la unidad electronica. Coches con los que las cajas de cambios también son bastante económicas, pero menos cómodas, ya que el cambio de marchas en modo automático suele ir acompañado de tirones.

Por lo tanto, además de la transmisión automática hidráulica más común, existen varios tipos más de transmisiones automáticas que difieren en su diseño. Se diferencian en precio, economía, comodidad de conducción. Lo general es que el conductor se libera de la necesidad de seleccionar y cambiar de marcha de forma independiente.

Por extraño que parezca, pero en la transmisión automática actual ( transmisión automática) está ganando popularidad entre los automovilistas y futuros propietarios de automóviles. (Su obediente servidor se refiere a los oponentes de este tipo de cajas). Pero más sobre eso a continuación.

Así que transmisión automática...

El propósito principal de la transmisión automática es el mismo que el de la mecánica: la recepción, transformación, transmisión y cambio en la dirección del par. Las máquinas automáticas difieren en el número de engranajes, en el método de conmutación y en el tipo de actuadores utilizados.

Es mejor considerar el funcionamiento de una transmisión automática utilizando un ejemplo específico, a saber, una caja de cambios clásica de tres velocidades con actuadores hidráulicos (accionamientos) y un convertidor de par. Cabe señalar que también existen transmisiones automáticas preselectivas.

La transmisión automática incluye:

1. Convertidor de par- un mecanismo que proporciona transformación, transmisión de par utilizando un fluido de trabajo. Fluido de trabajo para transmisión automática generalmente listo aceite de la transmisión para transmisiones automáticas. Pero muchos automovilistas usan fluidos para accionamientos hidráulicos de equipos pesados ​​​​(husillo), aunque esto es incorrecto. El husillo no está diseñado para operar a altas velocidades de engranaje.
2. reductor planetario- un conjunto compuesto por un “engranaje solar”, satélites y un portasatélites y una corona. El planetario es la unidad principal de la transmisión automática.
3. Sistema de control hidráulico- un conjunto de mecanismos diseñados para controlar la caja de cambios planetaria.

Para explicar más completamente el principio de funcionamiento de una transmisión automática, comencemos con un convertidor de par.

Convertidor de par

El convertidor de par sirve al mismo tiempo embrague y liquido para transmitir par al engranaje planetario.

Imagine dos impulsores con álabes ubicados uno frente al otro a una distancia mínima y encerrados en una carcasa. En nuestro caso, un impulsor se llama rueda de bomba, que está rígidamente conectada al volante, el segundo impulsor se llama rueda de turbina y conectado por medio de un eje al mecanismo planetario. Entre los impulsores se encuentra el fluido de trabajo.

El principio de funcionamiento del convertidor de par.

Durante la rotación del volante, la rueda de la bomba también gira, sus palas recogen el fluido de trabajo y lo dirigen a las palas de la rueda de la turbina, bajo la acción de la fuerza centrífuga. En consecuencia, las paletas de la rueda de la turbina comienzan a moverse, pero el fluido de trabajo, después de hacer el trabajo, sale volando de la superficie de las paletas y se envía de regreso a la rueda de la bomba, lo que la ralentiza. ¡Pero no estaba allí! Para cambiar la dirección de un vuelo trabajando fluidamente entre las ruedas hay un reactor, que también tiene álabes y están ubicados en cierto ángulo. Resulta lo siguiente: el líquido de la rueda de la turbina, que regresa a través de las palas del reactor, golpea después de las palas de la rueda de la bomba, lo que aumenta el par, porque ahora actúan dos fuerzas: el motor y el líquido. Cabe señalar que al comienzo del movimiento de la rueda de la bomba, el reactor está estacionario. Esto continúa hasta que la velocidad de la bomba es igual a la velocidad de la rueda de la turbina y el reactor estacionario solo interferirá con sus palas, para ralentizar el movimiento inverso del fluido de trabajo. Para excluir este proceso, el reactor contiene rueda libre, que permite que el reactor gire a la velocidad de los impulsores, este momento se llama punto de anclaje.

Resulta que cuando se alcanza la velocidad nominal del motor, la fuerza del motor se transmite al mecanismo planetario a través de... líquido. En otras palabras Convertidor de par La transmisión automática se convierte en un embrague hidráulico. Entonces, ¿el par ya se ha transferido más, al mecanismo planetario?

¡No! Para transferir potencia desde el motor, es necesario que la transmisión del embrague desde el eje de entrada esté acoplada. Pero todo está en orden...

reductor planetario

La caja de cambios planetaria consta de:

1. elementos planetarios
2. embrague y frenos
3. frenos de banda

elemento planetario Es una unidad de un engranaje solar, alrededor del cual hay satélites, que a su vez están unidos al portador planetario. Alrededor de los satélites hay una corona dentada. Girando, el elemento planetario transmite par al engranaje impulsado.

El embrague es un conjunto de discos y placas que se alternan entre sí. De alguna manera, el embrague de transmisión automática es un embrague de motocicleta. Las placas de embrague giran simultáneamente con el eje de transmisión, pero los discos están conectados al elemento del engranaje planetario. Para una caja de cambios de tres etapas, hay dos engranajes planetarios: primero-segundo engranaje y segundo-tercero. El embrague es accionado por compresión entre los discos y platos, este trabajo lo realiza el pistón. Pero el pistón no puede moverse por sí mismo, es impulsado por presión hidráulica.

freno de banda realizado en forma de placa envolvente de uno de los elementos del conjunto de engranajes planetarios y es accionado por un actuador hidráulico.

Para comprender el funcionamiento de toda la caja, analicemos el funcionamiento de un conjunto de engranajes planetarios. Imagine que el engranaje solar (en el centro) se ha ralentizado, lo que significa que el engranaje anular y los satélites del portador planetario siguen funcionando. En este caso, la velocidad de rotación del portasatélites será menor que la velocidad de la corona. Si se permite que el engranaje solar gire con los planetas y se frena el portador, la corona cambiará la dirección de rotación (reversa). Si las velocidades de rotación de la corona, el portador y el sol son iguales, el engranaje planetario girará como un todo, es decir, sin convertir el par (transmisión directa). Después de todas las transformaciones, el par se transmite al engranaje impulsado y luego al vástago de la caja. Cabe señalar que estamos considerando el principio de funcionamiento de una transmisión automática en la que los pasos están ubicados en el mismo eje, dicha caja de cambios está diseñada para automóviles con tracción trasera y motor delantero. Para los coches de tracción delantera, las dimensiones de la caja deben reducirse, por lo tanto, ya que se introducen varios ejes motrices.

Así, frenando y soltando uno o más elementos de giro, se puede conseguir cambios de velocidad de rotación y cambios de dirección. Todo este proceso está controlado. sistema hidráulico gestión.

Sistema de control hidráulico

Sistema de control hidráulico consta de una bomba de aceite, un regulador centrífugo, un sistema de válvulas, actuadores y canales de aceite. Todo el proceso de control depende de la velocidad de rotación del motor y la carga sobre las ruedas. Al mudarse de un lugar bomba de aceite crea tal presión a la que se proporciona el algoritmo para fijar los elementos del engranaje planetario de modo que el par de salida sea mínimo, este es el primer engranaje (como se mencionó anteriormente, el engranaje solar se frena en dos etapas). Además, con un aumento en la velocidad, la presión aumenta y la segunda etapa entra en funcionamiento a velocidad reducida, la primera etapa opera en modo de transmisión directa. Aumentamos aún más la velocidad del motor: todo comienza a funcionar en el modo de transmisión directa.

Tan pronto como aumente la carga sobre las ruedas, el regulador centrífugo comenzará a reducir la presión de la bomba de aceite y todo el proceso de conmutación se repetirá exactamente al revés.

Al engranar marchas bajas en la palanca de cambios, se selecciona una combinación de válvulas de bomba de aceite en la que no es posible la inclusión de marchas más altas.

Ventajas y desventajas de la transmisión automática.

La ventaja principal transmisión automática, por supuesto, la comodidad de conducción sirve: ¡a las damas les encanta! Y, sin duda, con una ametralladora, el motor no funciona en el modo de carga aumentada.

Desventajas (y son obvias): baja eficiencia, falta total de "impulso" al arrancar, alto precio y, lo que es más importante, ¡un automóvil con una pistola no se puede arrancar desde el "empujador"!

Resumiendo, digamos que la elección de una caja es cuestión de gustos y… ¡estilo de conducción!

Equipar los automóviles con una transmisión automática hizo posible reducir la cantidad de carga colocada sobre el conductor mientras conduce. Hablemos del dispositivo transmisión automática transmisión automática.

Beneficios de usar

El uso de transmisión automática elimina la necesidad de un uso constante de la palanca de cambios. El cambio de velocidad se realiza automáticamente, en función de la carga del motor, la velocidad del coche y los deseos del conductor. Comparado con caja manual Engranajes, la transmisión automática tiene las siguientes ventajas:

• aumenta la comodidad de conducir un automóvil debido a la liberación del conductor;
• realiza el cambio de forma automática y suave, coordinando la carga del motor, la velocidad, el grado de presión del pedal del acelerador;
• protege el motor y tren de aterrizaje coche de sobrecargas;
• Permite el cambio manual y automático de velocidades.

Las cajas automáticas se pueden dividir en dos tipos. La diferencia radica en los sistemas de control y seguimiento del uso de la transmisión. Para el primer tipo, es característico que las funciones de dirección y control sean realizadas por un dispositivo hidraulico, y en el segundo tipo, por un dispositivo electrónico. Los componentes de las transmisiones automáticas de ambos tipos son casi iguales.

Existen algunas diferencias en la distribución y el diseño de la transmisión automática de los vehículos de tracción delantera y trasera. Una transmisión automática para vehículos con tracción delantera es más compacta y tiene un compartimiento de engranajes principal (diferencial) dentro de su cuerpo.

El principio de funcionamiento de todas las máquinas es el mismo. Para garantizar el movimiento y el desempeño de sus funciones, una transmisión automática debe estar equipada con los siguientes componentes: un mecanismo de selección del modo de conducción, un convertidor de par, una unidad de control y monitoreo.

¿De qué está hecha la transmisión automática?

• Convertidor de par (1)- corresponde al embrague en una caja manual, pero no requiere control directo del conductor.
• Engranaje planetario (2)- corresponde al bloque de engranajes en una transmisión manual y sirve para cambiar la relación de transmisión en una transmisión automática al cambiar de marcha.
• Banda de freno, embrague delantero, embrague trasero (3)– componentes por medio de los cuales se realiza el cambio de marchas.
• Dispositivo de control (4). Este conjunto consta de un cárter de aceite (bandeja de transmisión), una bomba de engranajes y una caja de válvulas.

Convertidor de par sirve para transmitir el par del motor a los elementos de la transmisión automática. Está instalado en una carcasa intermedia, entre el motor y la caja de cambios, y realiza las funciones de un embrague convencional. Durante el funcionamiento, este conjunto, lleno de líquido de transmisión, soporta grandes cargas y gira a gran velocidad.

No solo transmite par, absorbe y suaviza las vibraciones del motor, sino que también impulsa la bomba de aceite ubicada en la caja de cambios. La bomba de aceite llena el convertidor de torque con fluido de transmisión y crea presión operacional en el sistema de gestión y control.

Por lo tanto, la opinión es incorrecta de que un automóvil con una caja "automática" puede arrancarse a la fuerza sin usar un motor de arranque, sino dispersándolo. La bomba de transmisión automática recibe energía solo del motor, y si no funciona, entonces no se crea presión en el sistema de control y monitoreo, sin importar en qué posición se encuentre la palanca selectora del modo de conducción. Por lo tanto, la rotación forzada brazo de control no obliga a la caja de cambios a funcionar y al motor a girar.

engranaje planetario- a diferencia de una transmisión mecánica, que utiliza ejes paralelos y engranajes entrelazados, las transmisiones automáticas utilizan mayoritariamente engranajes planetarios.

Varios mecanismos planetarios están ubicados en la carcasa de la caja de cambios y proporcionan las relaciones de transmisión necesarias. Y la transmisión de par desde el motor a través de mecanismos planetarios a las ruedas se produce con la ayuda de discos de fricción, diferenciales y otros dispositivos. Todos estos dispositivos están controlados por fluido de transmisión a través del sistema de mando y control.

banda de freno- un dispositivo utilizado para bloquear los elementos del conjunto de engranajes planetarios.

La caja de válvulas es un sistema de canales con válvulas y émbolos ubicados que realizan las funciones de control y gestión. Este dispositivo convierte la velocidad del vehículo, la carga del motor y la presión del pedal del acelerador en señales hidráulicas. Con base en estas señales, conexión en serie y salir del estado de trabajo de los bloques de fricción, las relaciones de transmisión en la caja de cambios cambian automáticamente.

Apareció en la década de 1940. Como sabe, la presencia de una transmisión automática facilita enormemente la operación del vehículo, también se reduce la carga del conductor, aumenta la seguridad, etc.

Tenga en cuenta que la transmisión automática "clásica" debe entenderse como una caja de cambios hidromecánica (automática hidromecánica). A continuación, consideraremos el dispositivo de caja: automático, caracteristicas de diseño, así como las ventajas y desventajas de este tipo de caja de cambios.

Leer en este artículo

Coche de transmisión automática: ventajas y desventajas.

Comencemos con los aspectos positivos. La instalación de una transmisión automática permite que el conductor no use la palanca de cambios mientras conduce, y tampoco se usa el pie para presionar constantemente el embrague al cambiar a una marcha más alta o más baja.

En otras palabras, el cambio de velocidad se produce automáticamente, es decir, la propia caja tiene en cuenta la carga, la velocidad del vehículo, la posición del pedal del acelerador, el deseo del propio conductor de acelerar bruscamente o moverse suavemente, etc.

Como resultado, la comodidad de conducir un automóvil con transmisión automática aumenta significativamente, los cambios de marcha son automáticos, suaves y suaves, el motor, la transmisión y los elementos del chasis están protegidos de cargas pesadas. Además, muchas transmisiones automáticas brindan la posibilidad de cambios de marcha no solo automáticos, sino también manuales.

En cuanto a los contras, también están disponibles. En primer lugar, estructuralmente, la transmisión automática es una unidad compleja y costosa, caracterizada por una capacidad de mantenimiento y recursos reducidos en comparación con. Un coche con este tipo de caja de cambios consume más combustible, un cambio automático cede menos a las ruedas, ya que se reduce algo la eficiencia de la caja de cambios automática.

Además, la presencia de una transmisión automática en el automóvil impone ciertas restricciones al conductor. Por ejemplo, la transmisión automática necesita calentarse antes del viaje, es recomendable evitar arranques bruscos constantes y frenadas demasiado intensas.

En un automóvil con caja de cambios automática, es imposible resbalar, no está permitido remolcar un automóvil con caja de cambios automática a alta velocidad durante largas distancias sin colgar las ruedas motrices, etc. También agregamos que tal caja es más difícil y más costosa de mantener.

Caja automática: dispositivo

Entonces, incluso teniendo en cuenta ciertas deficiencias, hidroautomático caja mecánica por varias razones, ha sido durante mucho tiempo la solución más común para cambiar el par entre otros tipos de transmisiones automáticas.

En primer lugar, incluso teniendo en cuenta el hecho de que el recurso y el rendimiento de tales cajas de cambios son inferiores a los de la "mecánica", la caja de cambios hidromecánica es bastante confiable y duradera. Ahora echemos un vistazo al dispositivo de transmisión automática.

La transmisión automática consta de los siguientes elementos básicos:

• Convertidor de par. El dispositivo realiza la función de un embrague por analogía con una transmisión manual, sin embargo, no se requiere la participación del conductor para cambiar a una u otra marcha;
• Conjunto de engranajes planetarios, que es similar al bloque de engranajes en la "mecánica" manual y le permite cambiar la relación de transmisión al cambiar de marcha;
  La banda de freno y los embragues (embrague delantero, trasero) le permiten cambiar de marcha sin problemas y de manera oportuna;
• Control de transmisión automática. Este conjunto incluye un sumidero de aceite (bandeja de caja), una bomba de engranajes y una caja de válvulas;

La caja de cambios automática se controla mediante un selector. Como regla general, las transmisiones automáticas tienen los siguientes modos principales:

• modo P - estacionamiento;
• modo R - marcha atrás;
• Modo N - marcha neutral;
• Modo D: conducción hacia adelante con cambio de marchas automático;

También pueden estar disponibles otros modos. Por ejemplo, el modo L2 significa que solo se engrana la primera y la segunda marcha al avanzar, el modo L1 indica que solo se engrana la primera, el modo S debe entenderse como deportivo, puede haber varios modos "invierno", etc.

Además, se puede implementar una imitación del control manual de la transmisión automática, es decir, el conductor puede cambiar hacia arriba o hacia abajo de forma independiente (manualmente). También agregamos que la transmisión automática también suele tener un modo kick-down (kick-down), que permite que el automóvil acelere bruscamente si es necesario.

El modo "kick-down" se activa cuando el conductor presiona el acelerador con fuerza, después de lo cual la caja cambia rápidamente a marchas más bajas, lo que permite que el motor gire a altas revoluciones.

Como puede ver, la caja de cambios automática consta en realidad de un convertidor de par, una caja de cambios mecánica y un sistema de control, que juntos forman una caja de cambios hidromecánica. Miremos su dispositivo.

El principio de funcionamiento y diseño del convertidor de par.

Se necesita un convertidor de par para transmitir y cambiar el par del motor a la caja. El convertidor de par también reduce la vibración. El dispositivo convertidor de par asume la presencia de una rueda de bomba, turbina y reactor.

El convertidor de par también tiene un embrague de bloqueo y una rueda libre. El convertidor de par (GDT, a menudo conocido coloquialmente como "rosquilla") es parte de la transmisión automática, pero tiene una carcasa separada hecha de material duradero llena de fluido de trabajo.

La rueda de la bomba GDT está conectada al cigüeñal del motor. La rueda de la turbina está conectada a la propia caja de cambios. Entre las ruedas de la turbina y la bomba también hay una rueda del reactor, que es fija. Cada una de las ruedas del convertidor de par tiene palas que difieren en su forma. Entre los álabes hay canales por los que pasa el fluido de la transmisión (transmission oil, ATF, del inglés Automatic Transmissions Fluid).

El embrague de bloqueo es necesario para bloquear el convertidor de par en algunos modos de funcionamiento. El embrague de sobrerrevolucionado o rueda libre es responsable de garantizar que la rueda del reactor rígidamente fijada pueda girar en la dirección opuesta.

Ahora veamos cómo funciona un convertidor de par. Su funcionamiento se basa en un ciclo cerrado y radica en que el fluido de transmisión se alimenta desde la rueda de la bomba hasta la rueda de la turbina. El flujo de fluido luego ingresa a la rueda del reactor.

Los álabes del reactor están diseñados para mejorar el caudal del ATP líquido. Luego, el flujo acelerado se redirige a la rueda de la bomba, lo que hace que gire a mayor velocidad. El resultado es un aumento en la cantidad de torque. Vale la pena agregar que el par máximo se logra cuando el convertidor de par gira a la velocidad más baja.

Cuando el cigüeñal del motor gira, las velocidades angulares de la bomba y las ruedas de la turbina se igualan y el flujo del fluido de la transmisión cambia de dirección. Luego se acciona la rueda libre, después de lo cual la rueda del reactor comienza a girar. En este caso, el convertidor de par entra en modo de acoplamiento fluido, es decir, solo se transmite par.

Un aumento adicional en la velocidad conduce al bloqueo del convertidor de par (el embrague de bloqueo está cerrado), como resultado de lo cual hay una transmisión directa de par del motor a la caja. En este caso, el bloqueo del motor de turbina de gas se produce en diferentes marchas.

Cabe señalar que en las transmisiones automáticas modernas, se implementa un modo de operación con deslizamiento del embrague del convertidor de par. Este modo elimina el bloqueo completo del convertidor de par.

Este modo de funcionamiento puede implementarse si las condiciones son las adecuadas, es decir, cuando la carga y la velocidad son adecuadas para su activación. La tarea principal de deslizar el embrague se convierte en una aceleración más intensa del automóvil, menor consumo de combustible, cambios de marcha más suaves y suaves.

En qué consiste la transmisión automática: cómo está dispuesta y funciona la parte mecánica de la caja

La transmisión automática en sí (transmisión automática), como una mecánica, cambia el par en pasos cuando el automóvil avanza y también le permite retroceder cuando está encendido. marcha atrás.

En este caso, las transmisiones automáticas suelen utilizar una caja de cambios planetaria. Esta solución es compacta, le permite realizar un trabajo eficiente. Por ejemplo, una transmisión manual a menudo tiene dos engranajes planetarios que están conectados en serie y funcionan juntos.

La combinación de cajas de cambios permite obtener el número requerido de pasos (velocidades) en la caja. Las transmisiones automáticas simples tienen cuatro velocidades (automática de cuatro velocidades), mientras que las soluciones modernas pueden tener seis, siete, ocho o incluso nueve pasos.

La caja de engranajes planetarios incluye varios engranajes planetarios secuenciales. Tales transmisiones forman un conjunto de engranajes planetarios. Cada uno de los engranajes planetarios incluye:

• equipo solar;
• satélites;
• corona dentada;
• transportador;

La capacidad de cambiar el par y transmitir la rotación está disponible cuando los elementos del engranaje planetario están bloqueados. Se pueden bloquear uno o dos elementos (sol o corona, portaequipajes).

Si la corona está bloqueada, la relación de transmisión aumenta. Si el engranaje solar está estacionario, la relación de transmisión se reducirá. Un portador bloqueado significa que se está produciendo un cambio en la dirección de rotación.

Los embragues de fricción (embragues de fricción), así como el freno, son responsables del bloqueo en sí. El embrague bloquea las partes del conjunto de engranajes planetarios entre sí, mientras que el freno sujeta los elementos necesarios de la caja de cambios debido a la conexión con la carcasa de la caja de cambios. Dependiendo del diseño de una transmisión automática en particular, se puede usar un freno de banda o multidisco.

Los embragues y frenos están cerrados por cilindros hidráulicos. El control de dichos cilindros hidráulicos se implementa desde un módulo especial (módulo de distribución).

Incluso en el diseño general de la transmisión automática, puede existir un embrague de sobrerrevolucionado, cuya función es sujetar el portabicicletas, lo que permite evitar su rotación en sentido contrario. Resulta que las marchas en la transmisión automática se cambian gracias a los embragues y frenos.

Control de transmisión automática y el principio de funcionamiento de una transmisión automática.

En cuanto a los principios de funcionamiento de la transmisión automática, la caja funciona de acuerdo con un algoritmo dado para activar y desactivar los embragues y frenos. El sistema de control para dicho encendido y apagado en las cajas de cambios modernas es electrónico, es decir, tiene un selector (palanca), sensores y una caja de cambios.

La unidad de control de la transmisión automática está integrada y estrechamente vinculada a la unidad de control del motor. Por analogía con la ECU del motor, la unidad de control de la transmisión automática también interactúa con varios sensores que le transmiten señales sobre la velocidad de la caja de cambios, la temperatura del líquido de la transmisión, la posición del pedal del acelerador, los modos de configuración del selector, etc.

La ECU de la transmisión procesa las señales recibidas y luego envía comandos a los actuadores en el módulo de distribución. Como resultado, la caja determina qué marcha encender en ciertas condiciones (hacia arriba o hacia abajo).

Al mismo tiempo, no existe un algoritmo claramente definido, es decir, el punto de transición a diferentes marchas es "flotante" y lo determina la propia ECU de la caja. Esta característica permite que el sistema funcione de manera más flexible.

El cuerpo de la válvula (también conocido como bloque hidráulico, placa hidráulica, módulo de distribución) en realidad controla la transmisión ATF, responsable del funcionamiento de los embragues y frenos en la transmisión automática. Este módulo tiene válvulas de solenoide (solenoides) y distribuidores especiales, que están interconectados por canales estrechos.

Se necesitan solenoides para el cambio de marchas, ya que regulan la presión del fluido de trabajo en la caja. El funcionamiento de estas válvulas es controlado y regulado por la unidad de control de la transmisión automática. Los distribuidores son responsables de la elección de los modos de funcionamiento y se activan mediante una palanca (selector).

La bomba de la caja de cambios es responsable de la circulación del fluido hidráulico en la transmisión automática. Las bombas son de engranajes y paletas, son accionadas por el cubo del convertidor de par. Es importante entender que la bomba junto con el plato hidráulico (hydroblock) son las partes más importantes en el diseño de la parte hidráulica de la transmisión automática.

Dado que la caja tiende a calentarse durante el funcionamiento, la transmisión automática suele tener su propio sistema de refrigeración. En este caso, dependiendo del diseño, puede haber un enfriador de aceite separado de la transmisión automática, o un enfriador o intercambiador de calor, que se incluye.

Cual es el resultado

Dada la información anterior, queda claro que una transmisión automática es un complejo completo de mecanismos mecánicos, hidráulicos y dispositivos electrónicos. En este caso, el control se lleva a cabo tanto por hidráulica como por una unidad electrónica.

También hay que tener en cuenta que el diseño transmisiones automáticas puede diferir para los vehículos con tracción delantera y trasera, aunque la mayoría de los componentes son los mismos.

Si hablamos de la parte mecánica de la transmisión automática, se utiliza un engranaje planetario en su dispositivo, lo que distingue a este tipo de caja de cambios de la "mecánica" habitual (los ejes paralelos y los engranajes fijados a ellos, que están acoplados entre sí, son instalado en una caja de cambios mecánica).

En cuanto al convertidor de par, este dispositivo puede considerarse un elemento separado de la transmisión automática, ya que el motor de turbina de gas se coloca entre el motor y la caja de cambios, realizando las funciones de un embrague por analogía con una transmisión manual.

Además, la bomba de aceite del interior de la caja de cambios automática se acciona desde el convertidor de par. La bomba especificada crea la presión de trabajo del fluido de transmisión que, a su vez, le permite implementar el control de la caja.

Finalmente, notamos que no debe intentar arrancar un automóvil con una caja de cambios automática sin un motor de arranque (desde la aceleración), como se practica a menudo en los automóviles con una caja de cambios manual. El hecho es que la bomba de transmisión automática es impulsada por el motor.

Resulta que mientras el motor de combustión interna no esté funcionando, no habrá presión del fluido de transmisión en funcionamiento en la caja. Esto significa que sin presión no será posible implementar el control de transmisión automática, e independientemente de la posición del selector para seleccionar el modo de funcionamiento. Además, un intento de arrancar un automóvil con un "empujador" automático puede provocar daños graves en la caja de cambios.

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Hoy en día, una gran cantidad de automovilistas usan transmisión automática (transmisión automática) y cada año hay más y más de ellos. La transmisión automática no solo reduce la carga del conductor cuando conduce un automóvil en comparación con una transmisión manual () durante un viaje, sino que también ayuda al conductor a reducir el consumo de combustible al cambiar de marcha a velocidades óptimas del motor según el modo de conducción seleccionado.

La transmisión automática se inventó en Estados Unidos, desde donde se generalizó. Actualmente, en los EE. UU. y muchos países europeos, la popularidad de las transmisiones manuales no es muy alta, son utilizadas por aproximadamente el 5% de los conductores. Sin embargo, la demanda de automóviles con transmisión automática en Rusia crece constantemente y hoy en día están equipados con transmisión automática.

Todas las transmisiones automáticas se pueden dividir en varios tipos principales:

1. variadores;
2. Transmisiones automáticas hidráulicas;

Transmisión automática hidráulica

El cambio automático, basado en el funcionamiento de un convertidor de par, ha sido seriamente modificado a petición de los europeos y de momento ha recibido varios modos de funcionamiento (invierno, deportivo, económico) correspondientes a cada uno.

El número de engranajes también aumenta en las máquinas tragamonedas clásicas. En los años 90 solo había automáticas de 4 velocidades, pero ahora pueden ser de 8 velocidades.

Componentes de la caja automática:

• Convertidor de par;
• Transmisión manual;
• bomba de fluido de trabajo;
• sistema de refrigeración y control;
• banda de freno;
• conjunto de engranajes planetarios (caja de cambios planetaria)

Las unidades principales de la transmisión automática son: un convertidor de par y una caja de cambios planetaria mecánica.

El convertidor de par cambia y transmite el par del motor a la transmisión manual. Situado entre el motor y la caja de cambios. El convertidor de par contiene dos máquinas de paletas: turbina centrípeta, bomba centrífuga. Entre otras cosas, el convertidor de par contiene una rueda de reacción, una rueda libre (embrague de sobrerrevolucionado) y un embrague de bloqueo. El impulsor proporciona conexión a cigüeñal motor y la rueda de la turbina - con transmisión manual. Una rueda de reactor fija está fijada entre estas dos ruedas. Todas las ruedas del convertidor de par tienen paletas de cierta forma con canales que permiten el paso del fluido de trabajo, porque el trabajo del convertidor de par se basa en la circulación continua del fluido de trabajo, que transfiere energía del motor a la transmisión. El flujo de fluido de la rueda de la bomba se transfiere a la rueda de la turbina y luego a la rueda del reactor. Debido al hecho de que las palas del reactor tienen una estructura peculiar, el flujo de fluido aumenta, aumentando la velocidad de la rueda de la bomba. El flujo de fluido cambia su dirección después de la alineación de las velocidades angulares de las ruedas de la bomba y la turbina. El embrague de rueda libre se activa y la rueda del reactor comienza a girar. El convertidor de torque comienza a transmitir solo torque.

El embrague de bloqueo está diseñado para bloquear el convertidor de par, y la rueda libre (embrague de rueda libre) proporciona rotación en la dirección opuesta a la rueda del reactor.

El diseño de una transmisión manual es mucho más simple, lo que le permite cambiar gradualmente el par y moverse en reversa. A menudo consta de dos cajas de cambios planetarias conectadas en serie, las cajas de cambios automáticas modernas se pueden realizar como de seis u ocho velocidades. La ventaja de la caja de cambios automática es que las cajas de cambios planetarias que se utilizan en ellas son más compactas y tienen un funcionamiento coaxial.

Sistema de control electrónico

El sistema de control electrónico procesa las señales de varios sensores y, una vez procesadas, envía señales de control al módulo de distribución.

engranaje planetario

La principal ventaja del engranaje planetario es su compacidad, el uso de un eje central. El engranaje planetario le permite cambiar de velocidad sin tirones, golpes y pérdida de potencia. La transmisión cambia de marcha automáticamente, para esto el conductor solo necesita manipular el pedal del acelerador, presionándolo o soltándolo.

Los elementos constitutivos del conjunto de engranajes planetarios:

• equipo solar;
• satélite;
• corona dentada;
• condujo

La rotación se transmite bajo la condición de que uno o dos elementos del engranaje planetario estén bloqueados. Los embragues y frenos de fricción bloquean estos elementos. Para sujetar ciertos elementos, se utiliza un freno, y para bloquear los elementos entre sí, se activa el embrague, asegurando la transmisión de par. Cilindros hidráulicos, controlados por un módulo de distribución, accionan los frenos y embragues.

Transmisión automática CVT

Una CVT es una transmisión automática continuamente variable en la que los engranajes no tienen una relación de transmisión fija.

Si comparamos el variador con otras transmisiones automáticas, entonces su ventaja radica en el uso eficiente de la potencia del motor, porque la velocidad cigüeñal coordinado de manera óptima con la carga de su automóvil, gracias a esto, se garantiza una economía de combustible bastante alta. Además, al conducir un automóvil con transmisión automática CVT, se logra un alto nivel de comodidad, debido al cambio continuo de par, y también debido a la ausencia de tirones.

dispositivo CVT

La disposición general de una transmisión automática CVT:

• poleas deslizantes;
• diferencial;
• correa trapezoidal;
• Convertidor de par;
• marcha atrás planetaria;
• bomba hidráulica;
• caja de control electrico

Las poleas deslizantes parecen dos "mejillas" en forma de cuña ubicadas en el mismo eje. El cilindro hidráulico, que comprime los discos en función de la velocidad, los acciona.

El convertidor de par tiene las mismas funciones que en transmisión automática clásica, es decir. transmite y cambia el par.

El dispositivo que distribuye el par a las ruedas motrices se llama diferencial.

El engranaje planetario de reversa hace que el eje de salida gire en la dirección opuesta.

Para presurizar el fluido de trabajo, el convertidor de par arranca la bomba hidráulica.

La unidad de control se utiliza para controlar los actuadores del variador, depende de las señales suministradas por los sensores (ubicación del cigüeñal, control de consumo de combustible, ABS, ESP, etc.).

Por el momento, el variador no se puede combinar con potentes motores, y por lo tanto el variador no puede convertirse en un competidor de la máquina clásica.

Mecánica robótica: una caja de cambios manual en la que no hay pedal de embrague y sus funciones son realizadas por una unidad electrónica.

La caja de cambios robótica combina la comodidad de una transmisión automática, confiabilidad y economía de combustible transmisión manual. En la mayoría de los casos, el "robot" es más barato que la transmisión automática clásica. Actualmente, todos los principales fabricantes de automóviles están tratando de equipar los automóviles con cajas de cambios robóticas. Sin embargo, vale la pena señalar que los llamados "robots" fallan más rápido que otras transmisiones automáticas.

Dispositivo robótico de transmisión automática

Dispositivo general caja robótica engranajes:

• embrague;
• Transmisión manual;
• embrague y transmisión por engranajes;
• sistema de control

Se utiliza embrague de fricción, disco separado o paquete de discos de fricción. La progresión radica en la presencia de un doble embrague que garantiza la transferencia de par sin interrumpir el flujo de potencia. Una transmisión automática robótica puede tener un embrague eléctrico y transmisión por engranajes, o uno hidráulico. Veamos las ventajas y desventajas, así como también cómo funciona cada uno. motor electrico y transmisión mecánica en el accionamiento electrico se encuentran los organos ejecutivos. Este accionamiento se caracteriza por velocidades de cambio de marcha bajas, alrededor de 0,3 a 0,5 segundos, su ventaja radica en el bajo consumo de energía. Cambio de marchas en accionamiento hidráulico realizado por cilindros hidráulicos controlados por válvulas de solenoide, usando más energía y teniendo una velocidad de cambio más rápida (0.05 - 0.06 segundos en algunos carros deportivos). La principal desventaja de una caja de cambios robótica es el tiempo bastante largo que lleva cambiar una marcha, lo que provoca sacudidas y caídas en la dinámica del automóvil, y también reduce la comodidad de conducción. Este problema se resolvió con la introducción de una transmisión automática con dos embragues (caja de cambios preselectiva), las marchas se pueden cambiar sin pérdida de potencia. Con un embrague doble, puede seleccionar la siguiente marcha cuando está engranada y engranarla en el momento adecuado sin interrumpir el funcionamiento de la caja.

Hay dos modos de funcionamiento: automático y semiautomático. En modo automático, la centralita electrónica implementa un algoritmo específico de control de la caja mediante mecanismos ejecutivos. El funcionamiento en modo semiautomático permite el cambio secuencial de marchas más bajas a más altas (y viceversa), la palanca selectora y/o las paletas de cambio ayudan en el cambio de marchas.

Vídeo - transmisión automática

¡Conclusión!

En la actualidad, hay muchos en el mundo. varias cajas transmisiones con sus propios pros y contras. Algunos son de bajo consumo de combustible, otros son cambios rápidos de marcha, y así sucesivamente. Por lo tanto, cada conductor podrá elegir por sí mismo y su estilo de conducción una caja de cambios que cumpla con todos sus criterios.

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