Краткий курс по автоматическим трансмиссиям

Автоматическая трансмиссия состоит из механических, гидравлических и электрических систем, управляемых компьютером в совершенной гармонии. Поэтому вся сложная работа автоматической трансмиссии происходит незаметно, правда, до тех пор, пока что-нибудь не сломается. В этой статье мы поможем понять концепцию внутреннего устройства этого замечательного изобретения.

Что такое трансмиссия?

Трансмиссия - это устройство, подсоединенное к двигателю и передающее его энергию колесам. Автомобильный двигатель должен работать при оптимальных оборотах, и задача трансмиссии состоит в том, чтобы передать его энергию колесам при условии, что двигатель не выходит из оптимального рабочего режима. Это достигается использованием разных шестеренчатых комбинаций. На первых передачах вал двигателя вращается гораздо быстрее, чем колеса, на более высоких передачах двигатель, можно сказать, "отдыхает", в то время как автомобиль может двигаться со скоростью свыше 150 км/ч. В добавление к передачам, приводящим к движению вперед, имеется нейтральное положение, когда связь двигателя с колесами прерывается, а также реверс, когда колеса вращаются в обратном направлении, что позволяет двигаться задним ходом. Кроме того имеется режим парковки. В этом случае блокируется вал, что приводит к фиксации колес.

Существует два основных типа автоматической трасмиссии для передне- и заднеприводных автомобилей.

В заднеприводных автомобилях трансмиссия обычно монтируется за двигателем и расположена под "горбом", расположенном вдоль пола по центру салона. Карданный вал соединяет выход трансмиссии с осью ведущих колес. Передача мощности в такой системе достаточно проста и прямолинейна - от двигателя через сцепление, затем через трансмиссию и карданный вал до дифференциала, передающего движение на два задних колеса.

В переднеприводных автомобилях трансмиссия обычно объединена с ведущим приводом. Двигатель в переднеприводных автомобилях расположен поперек, а трансмиссия находится под ним со смещением в сторону задней части автомобиля. Передние полуоси соединены напрямую с трансмиссией. В этой схеме передача мощности от двигателя происходит через сцепление и цепную передачу на трансмиссию, которая расположена вдоль двигателя и распределяет вращение на два передних колеса.

Компоненты трансмиссии

Современная автоматическая трансмиссия состоит из многих компонентов. Для их описания мы постараемся использовать по возможности простые и общие объяснения, но в силу того, что некоторые компоненты достаточно сложны, вам может понадобиться сделать определенное усилие, чтобы представить их работу.

Планетарная передача

Автоматическая трансмиссия состоит из многих шестерен в различных комбинациях. В ручной коробке передач шестерни передвигаются вдоль валов, когда вы переводите рычаг из одного положения в другое. При этом вовлекаются в работу различные шестерни, обеспечивая необходимое передаточное отношение. В автоматической трансмиссии шестерни никогда механически не двигаются и всегда находятся в зацеплении с одними и теми же шестернями. Функционирование обеспечивается посредством планетарных шестеренчатых наборов.

Планетарный набор состоит из солнечной шестерни, эпицикла и двух или более сателлитов, находящихся в постоянном зацеплении. Все шестерни соединены друг с другом общим водилом, которое позволяет сателлитам вращаться на своих осях.

Простейший пример передачи вращения посредством планетарной передачи следующий. Соедините эпицикл с валом двигателя, а водило с приводом. Заблокируйте солнечную шестерню, чтобы она не могла вращаться. В этом случае, если мы будем вращать эпицикл, сателлиты будут "путешествовать" вокруг неподвижной солнечной шестерни, что приведет к вращению водила и передаче этого вращения на привод колес. Однако, из-за передаточного отношения водило будет вращаться медленнее, чем эпицикл (похоже на движение автомобиля на первой передаче).

Если разблокировать солнечную шестерню и заблокировать два любых других элемента, это приведет к тому, что все три элемента как одно целое будут вращаться с одной скоростью. При этом скорости вращения входного и выходного валов трансмиссии будут одинаковы. Если же заблокировать сателлиты и приложить вращение к эпициклу, солнечная шестерня начнет вращаться в обратном направлении, что дает возможность двигаться задним ходом.

Рисунок справа иллюстрирует, как выглядит реальная конструкция описанной выше смстемы. Входной вал соединен с эпициклом. Выходной вал соединен с водилом и многодисковой муфтой. Солнечная шестерня соединена с барабаном, который в свою очередь соединен с муфтой. Снаружи барабана имеется лента, которая при необходимости может затягиваться вокруг барабана, препятствуя его вращению, а также вращению соединенной с барабаном солнечной шестерни.

Муфта используется для блокировки водила с солнечной шестерней, что приводит к их вращению с одинаковой скоростью. Если одновременно ослабить ленту и расцепить муфту, система будет находиться в нейтральном положении (отсутствие движения автомобиля). Вращение входного вала будет вызывать вращение сателлитов против вращения солнечной шестерни, но, так как ничто не входит в зацепление с солнечной шестерней, она будет свободно вращаться без какого-либо воздействия на выходной вал. Чтобы перевести устройство на первую передачу, необходимо затянуть ленту вокруг солнечной шестерни. Для перехода на следующую передачу, лента отпускается, а муфта входит в зацепление. При этом входной и выходной валы начинают вращаться с одинаковой скоростью.

Для получения большего количества передач в современных автоматических трансмиссиях используются различные комбинации двух или более планетарных передач.

Некоторые современные автоматические трансмиссии имеют четыре, пять, шесть и даже семь передач, переключение которых происходит очень плавно при разгоне автомобиля до максимальной скорости. В современных автомобилях всем этим управляет компьютер.