Transmisia automată (transmisie automată, transmisie automată) în sensul cel mai larg - o cutie de viteze , al cărei dispozitiv și mecanică îi permit să determine în mod independent cel mai potrivit raport de transmisie disponibil în procesul de mișcare a vehiculului , comutați (comutați) de la un raport de transmisie la altul, oferă o simplă pentru șofer procedura de pornire automată, ajustând cel mai optim turația externă caracteristică a motorului la viteza setată de șofer în condițiile actuale de drum. Transmisia automată este unul dintre cele două (împreună cu o transmisie manuală ) tipuri larg răspândite de cutii de viteze utilizate pe diverse vehicule pe roți, pe șenile și pe șine.
Designul transmisiilor automate moderne poate varia foarte mult, dar datorită faptului că, în retrospectivă istorică, marea majoritate a transmisiilor automate sunt realizate pe baza unor cutii de viteze planetare asamblate cu un convertor de cuplu , transmisia automată implicită (dacă nu se specifică altfel) este înțeleasă. să fie doar un astfel de design. Acest articol este dedicat în primul rând unei astfel de transmisii automate - pentru a o distinge de roboții și CVT -urile care s-au răspândit în anii 2000 , se numește „ transmisie hidromecanică ”, „automată hidraulică”, „automată planetară”, „automată clasică”.
Trei linii de dezvoltare inițial independente au dus la apariția transmisiei automate hidromecanice clasice, care au fost ulterior combinate în designul său.
Cele mai vechi dintre ele pot fi considerate ca fiind cele utilizate pe unele modele de mașini din primul sfert al secolului al XX-lea, inclusiv Ford T , cutii de viteze mecanice planetare. Deși necesită încă o anumită abilitate din partea șoferului pentru cuplarea la timp și fără probleme a treptei corespunzătoare (de exemplu, la o cutie de viteze planetară în două trepte Ford T, acest lucru a fost realizat folosind două pedale de picior, una schimbată în jos și în sus, a doua treaptă de marșarier inclusă), acestea au făcut deja posibilă simplificarea semnificativă a muncii sale, mai ales în comparație cu cutiile de viteze de tip tradițional utilizate în acei ani fără sincronizatori .
Cronologic, a doua direcție de dezvoltare, care a dus ulterior la apariția unei transmisii automate, poate fi numită lucrare la crearea transmisiilor semi-automate, în care o parte a acțiunilor de schimbare a vitezelor a fost automatizată sau a fost folosit un servo pentru a schimba treptele. .
În majoritatea cazurilor, controlul ambreiajului a fost automatizat , ceea ce a fost cel mai simplu din punct de vedere tehnic, dar a avut în același timp un efect tangibil în ceea ce privește simplificarea conducerii. Deci, la unele mașini de dinainte de război, acționarea ambreiajului mecanic de la pedală a fost înlocuită sau completată cu una automată de la o mașină centrifugă - un exemplu este ambreiajul automat centrifugal Traffic Clutch de la compania britanică Talbot , sau Newton , folosit de britanici. Riley. În prezent, modele similare sunt folosite pe scutere . Mai rar, a fost folosită o acționare a ambreiajului cu vid de la un vid din galeria de admisie a motorului - deja în anii postbelici, acest principiu a fost îmbunătățit și a stat la baza funcționării ambreiajului automat Saxomat , popular în Europa de Vest la rândul său. a anilor 1950 si 1960 .
La mijlocul anilor 1930, firmele americane Reo și General Motors au introdus aproape simultan cutii de viteze semiautomate cu design propriu. Cea mai interesantă dintre acestea a fost cutia de viteze proiectată de GM - ca și transmisiile automate care au apărut mai târziu, folosea un mecanism planetar, a cărui funcționare era controlată de hidraulic în funcție de viteza mașinii. A fost predecesorul imediat al cutiilor de viteze complet automatizate ale companiei de mai târziu.
Mecanismul planetar a fost foarte convenabil pentru proiectanții de transmisii automate, în sensul că eforturile relativ mici și, în plus, constante, puteau fi folosite pentru a controla raportul de transmisie și direcția de rotație a arborelui de ieșire, efectuate prin frânarea părților individuale ale angrenajul planetar, folosind ca mecanisme de acționare a ambreiajelor cu frecare și a frânelor cu bandă, al căror control cu ajutorul servomotor în acei ani nu a cauzat dificultăți deosebite, deoarece era deja bine dezvoltat, de exemplu, pe rezervoare, unde frecarea. ambreiajele erau folosite pentru a se întoarce. În plus, nu a fost nevoie să egalăm vitezele elementelor individuale, deoarece toate angrenajele angrenajului planetar sunt într-o plasă constantă. În schimb, automatizarea cutiei de viteze mecanice „clasice”, cu toată logica unei astfel de decizii, a întâmpinat în acei ani o serie de dificultăți semnificative, legate în primul rând tocmai de lipsa servomotor adecvate principiului schimbătorului de viteze utilizat în ea: pentru a deplasa angrenajele sau ambreiajele și pentru a le pune în cuplare între ele, erau necesare actuatoare fiabile și cu acțiune rapidă, care furnizează forțe și curse de lucru suficient de mari - mult mai mari decât cele necesare pentru comprimarea blocului de ambreiaj sau strângerea frânei cu bandă. O soluție satisfăcătoare la problema creării lor a fost abia mai aproape de mijlocul anilor 1950 și potrivită pentru modelele de masă - doar în ultimele decenii, în special, după apariția sincronizatoarelor cu mai multe conuri , cum ar fi cele utilizate în cutiile de viteze DSG. Probleme semnificative până la apariția electronicii moderne de control bazate pe microcalculatoare au fost cauzate și de crearea unei unități de control care asigură schimbarea automată lină a treptelor de viteză a unei transmisii manuale cu separare a motorului și transmisiei, ceea ce a necesitat un algoritm foarte complex de lucru cu urmărire. mulți parametri diferiți; angrenajul planetar permite o logică de schimbare a vitezei mult mai simplă, implementată satisfăcător folosind dispozitive de control analogice care utilizează hidraulice pentru funcționarea lor.
Un loc special printre predecesorii transmisiilor automate îl ocupă cutia de viteze planetară electromecanică Kotal, care a fost instalată pe unele mașini europene scumpe din anii 1930 - precum mărci precum Delage sau Delahaye . Avea trei trepte planetare - două pentru patru trepte înainte și o a treia pentru mișcarea înapoi (în care erau disponibile și patru trepte) și neutru. Controlul a fost efectuat de o acționare electrică cu discuri electromagnetice ca dispozitiv de acționare; la schimbarea vitezelor, motorul era încă deconectat de la transmisie. Selectarea vitezelor a fost efectuată de către șofer manual, folosind o mică pârghie montată pe coloana de direcție sau pe butucul volanului. Această cutie era scumpă, nu era fiabilă - durata sa de viață înainte de revizie, chiar și cu întreținerea regulată, nu depășea câțiva ani - și putea chiar provoca un incendiu din cauza supraîncălzirii, în plus - la acel moment, înainte de apariția microcalculatoarelor, a transmisiei automate. schimbarea prin hidraulic ar putea fi Este implementată mult mai ușor decât cu o acționare electrică, astfel încât această direcție nu a primit o dezvoltare ulterioară.
Cutia de viteze planetară de tip Wilson, dezvoltată inițial de Walter G. Wilson pentru tancul Mark V și instalată ulterior pe vehiculele britanice ale mărcilor Daimler, Lanchester și BSA, frânele cu bandă au fost folosite pentru a frâna elementele mecanismului planetar. Selectarea vitezei a fost efectuată de pârghia coloanei de direcție, iar treapta a fost pornită direct prin apăsarea pedalei. Cutia lui Wilson era preselector, adică șoferul putea selecta în prealabil treapta dorită, care era pornită numai după apăsarea pedalei de schimbare a vitezei, care era de obicei situată în locul pedalei de ambreiaj - fără a fi nevoie să coordoneze cu precizie acțiunile. ale manetei și pedalei, care simplificau conducerea și accelerau schimbările, mai ales în comparație cu transmisiile manuale nesincronizate de atunci. Acest design a fost folosit și pe vehiculele blindate britanice și străine - în special, cutia de viteze preselector planetară de tip Praga-Wilson, produsă sub licență, a fost instalată pe tancurile cehoslovace.
Cutia de viteze preselector a lui Wilson este un exemplu de dispozitiv mecanic programabil: după poziția manetei, șoferul a ales unul dintre algoritmii încorporați în ea , care a fost executat la apăsarea pedalei, inclusiv treapta corespunzătoare.
Cutia de viteze preselector produsă de de Normanville (mai târziu Laycock-de Normanville) a funcționat într-un mod similar, care s-a remarcat prin utilizarea unei acționări hidraulice pentru a controla frânele, ceea ce a făcut posibilă eliminarea pedalei de schimbare a vitezei - treapta a fost comutată. pornește automat în momentul selecției sale. A fost instalat pe unele modele ale mărcii britanice Humber .
Maybach a luat o cale diferită: cutia sa de viteze folosea un sistem de servomotoare de vid cu pistoane controlate de bobine care mișcau ambreiajele cu came responsabile de schimbarea vitezelor. De fapt, era o cutie de viteze mecanică servo-acționată. Cutia de viteze Bendix a lui Hudson a funcționat într-un mod similar , dar a folosit o acționare electromecanică pentru a controla sistemul de vid.
În general, toate transmisiile parțial automatizate de prima generație au fost foarte complexe și costisitoare și, de asemenea, de regulă, fiabilitate și durabilitate scăzute, care cu greu a plătit pentru o oarecare îmbunătățire a confortului de conducere. Distribuția lor a căzut în principal pe epoca transmisiilor manuale nesincronizate, conducând o mașină cu care era o muncă destul de grea, necesitând abilități semnificative din partea șoferului. Cumpărătorii bogați de mașini scumpe cu transmisii semi-automatizate au apreciat capacitatea de a schimba vitezele fără efort și de a „simți” vitezele de viteză, așa cum este necesar cu o cutie de viteze convențională nesincronizată, putându-și permite în același timp să nu acorde atenție deficiențelor lor. După utilizarea pe scară largă a sincronizatoarelor, acestea practic au încetat să fie utilizate, deoarece o cutie de viteze sincronizată convențională a făcut posibilă schimbarea vitezelor cu o comoditate destul de comparabilă, la o complexitate mult mai mică și un cost ridicat, iar în cazul utilizării unei acționări automate a ambreiajului, cum ar fi Sistemul Saxomat , a devenit complet similar cu ei în acest sens. Cu toate acestea, multe dintre soluțiile de proiectare utilizate în ele au fost foarte interesante din punct de vedere pur tehnic și au fost ulterior dezvoltate.
A treia linie de dezvoltare a fost introducerea în transmisie a unui element hidraulic care atenuează șocurile la schimbarea vitezelor, care în acei ani, cu o automatizare de control relativ primitivă, care nu era capabilă să se adapteze flexibil la diverse condiții de conducere, era o condiție necesară pentru crearea unei transmisii automate de succes.
Cutiile de viteze Chrysler Corporation sunt un exemplu aici . Primele evoluții datează din anii 1930 , dar transmisiile hidromecanice au fost utilizate pe scară largă pe mașinile acestei companii abia în ultimii ani înainte și postbelici (adică după apariția primelor transmisii hidromecanice automate). Pe lângă introducerea unui ambreiaj hidraulic (înlocuit ulterior cu un convertor de cuplu ), acesta diferă prin aceea că, în paralel cu o cutie de viteze manuală convențională în două trepte, o supramulțumire cuplată automat (treapta de supramulțumire cu un raport de transmisie mai mic de unu) lucrat în ea. Deci, deși din punct de vedere tehnic era o transmisie manuală cu un element hidraulic și overdrive, a fost promovată ca semi-automată de către producător.
Ea a purtat denumirea M4 (pe modelele dinainte de război, denumiri comerciale - Vacamatic sau Simplimatic ) și M6 (din 1946 , denumiri comerciale - Presto-Matic, Fluidmatic, Tip-Toee Shift, Gyro-Matic și Gyro-Torque ) și a fost inițial o combinație de trei unități - un ambreiaj hidraulic, o cutie de viteze manuală tradițională cu două trepte de viteză înainte și automat (pe M4 cu vid, pe M6 cu o acționare electrică) este activată un overdrive (overdrive).
Fiecare bloc al acestei cutii de viteze avea propriul său scop:
Comutarea intervalelor de funcționare a fost efectuată printr-o pârghie convențională situată pe coloana de direcție. Versiunile ulterioare ale schimbătorului au imitat cadranul indicator al intervalului de deasupra pârghiei, care este caracteristic transmisiilor automate reale - deși procesul de selecție a treptelor în sine nu s-a schimbat. O pedală de ambreiaj era prezentă, dar folosită doar pentru selectarea gamei și a fost vopsită în roșu.
S-a recomandat să porniți în condiții normale de drum în gama High , adică în a doua treaptă a cutiei de viteze manuale cu două trepte și a treia treaptă a transmisiei în ansamblu - cuplul multi-litri de șase și opt. -motoarele Chrysler cu cilindru au permis acest lucru. Pe urcare și când conduceți prin noroi, a fost necesar să începeți deplasarea din gama Low , adică dintr-o treaptă inferioară întâi. După depășirea unei anumite viteze (variată în funcție de modelul specific) și sfârșitul accelerației intensive, care a fost determinată prin eliberarea pedalei de accelerație de către șofer, a existat o trecere automată în treapta a doua datorită includerii overdrive-ului ( transmisia manuală ). el însuși a rămas în treapta întâi). Dacă era necesar, șoferul trecea în gama superioară, în timp ce în cele mai multe cazuri treapta a patra era cuplată imediat (deoarece overdrive-ul era deja activat pentru a primi treapta a doua). Era aproape imposibil să treci prin toate cele patru trepte disponibile la rând la conducerea practică, deși transmisia era considerată oficial cu patru trepte. Pentru a face acest lucru, a fost necesar să începeți să vă mișcați în modul Low, apoi să eliberați pedala de accelerație pentru a comuta la Low-Overdrive și apoi, când treceți la gama High, apăsați pedala de accelerație până la eșec ("kickdown"), care s-a întors. off overdrive, ca urmare a căreia transmisia a ajuns la a treia viteză - High, și nu imediat pe High-Overdrive.
Gama de marșarier a inclus și două trepte și a fost cuplată, ca de obicei, după o oprire completă a mașinii cu ambreiajul apăsat.
Astfel, din punctul de vedere al șoferului, conducerea unui autoturism cu o astfel de cutie de viteze era foarte asemănătoare cu conducerea unui autoturism cu transmisie automată cu două trepte, cu diferența că comutarea între gamele L și H se producea cu ambreiajul apăsat.
Acest tip de cutie de viteze a fost instalat din fabrică sau a fost disponibil ca opțiune pentru mașinile din toate diviziile corporației Chrysler în anii 1940 și începutul anilor 1950. După introducerea adevăratei transmisii automate PowerFlite cu două trepte, iar mai târziu TorqueFlite cu trei trepte, familia de cutii de viteze semiautomate Fluid-Drive a fost întreruptă. Ultima dată au fost instalate în 1954 pe cea mai ieftină marcă a corporației - Plymouth . De fapt, acestea au devenit o verigă de tranziție de la cutiile de viteze manuale la transmisiile automate hidrodinamice și au servit la „rodarea” soluțiilor tehnice care au fost utilizate ulterior la ele.
Cu toate acestea, prima transmisie complet automată din lume a fost creată de o altă companie americană - General Motors . În anul model 1940 , acesta a devenit disponibil ca opțiune pentru mașinile Oldsmobile , apoi Cadillac și mai târziu Pontiac . Ea purta denumirea comercială Hydra-Matic și era o combinație între un cuplaj fluid și o cutie de viteze planetară cu patru trepte cu control hidraulic automat. Sistemul de control a luat în considerare factori precum viteza vehiculului și poziția clapetei de accelerație. Hydra-Matic a fost folosit nu numai pe mașini din toate diviziile GM, ci și pe mașini de la mărci precum Bentley , Hudson , Kaiser , Nash și Rolls-Royce , precum și unele modele de echipamente militare. Din 1950 până în 1954, mașinile Lincoln au fost echipate și cu transmisie automată Hydra-Matic. Ulterior, producătorul german Mercedes-Benz a dezvoltat pe baza sa o transmisie automată cu patru trepte care este foarte asemănătoare ca principiu de funcționare, deși are diferențe semnificative de design.
În 1956, GM a introdus o transmisie automată Jetaway îmbunătățită, care prevedea utilizarea a două cuplaje fluide în locul celui de pe Hydra-Matic. Acest lucru a făcut schimbările de trepte mult mai fluide, dar a dus la o reducere mare a eficienței. În plus, a apărut un mod de parcare (poziția selectorului „P”), în care transmisia a fost blocată de un opritor special. Pe Hydra-Matic, blocarea includea modul invers „R”.
Din anul model 1948 , pe mașinile Buick (o marcă deținută de GM), a devenit disponibilă o transmisie automată Dynaflow cu două trepte, care se distinge prin utilizarea unui convertor de cuplu în locul unui cuplaj fluid. Ulterior, cutii de viteze similare au apărut pe mașinile Packard ( 1949 ) și Chevrolet ( 1950 ). Așa cum a fost conceput de creatorii lor, prezența unui convertor de cuplu, care are capacitatea de a crește cuplul, a compensat lipsa unei a treia trepte de viteză.
Deja la începutul anilor 1950 au apărut transmisiile automate cu trei trepte cu un convertor de cuplu dezvoltat de Borg-Warner (au folosit prima treaptă doar în modul Low, în timpul conducerii normale, pornirea avea loc în a doua treaptă). Ele și derivatele lor au fost utilizate pe vehicule de la American Motors , Ford , Studebaker și altele, atât în SUA, cât și în străinătate, cum ar fi International Harvester , Volvo și Jaguar . Multe dintre ideile încorporate în designul său au fost folosite și în URSS la proiectarea transmisiilor automate hidromecanice ale Uzinei de automobile Gorki, instalate pe mașinile Volga și Chaika , și de compania ZF din Germania de Vest la proiectarea primei transmisii automate 3HP-12.
În 1953, Chrysler a introdus și transmisia sa automată cu două trepte PowerFlite . Din 1956, un TorqueFlite în trei trepte a devenit disponibil în plus față de acesta. Dintre toate evoluțiile timpurii, modelele Chrysler sunt adesea numite cele mai de succes și cele mai perfecte.
Din 1953, firma vest-germană Borgward-Lloyd a montat transmisii automate unora dintre vehiculele sale, în principal modelelor Hansa 1800 și 2400, precum și limuzinei Pullman . Cutiile de viteze cu două trepte au fost produse chiar de companie, iar mai târziu Hansamatics cu patru trepte au fost furnizate de compania britanică Hobbs. Aceste cutii de viteze aveau, în general, același principiu de funcționare ca și cele americane - foloseau un mecanism planetar, a cărui funcționare era controlată de un sistem hidraulic format dintr-o pompă și un bloc de supape. Cu toate acestea, o diferență semnificativă a fost absența unui transformator hidraulic în designul lor, în locul căruia au fost instalate două ambreiaje (A și B) pe volantul motorului, care au participat la schimbarea vitezelor, împreună cu trei frâne asociate cu elemente ale mecanismului planetar. . Cea de-a patra treaptă din această cutie era directă, în timp ce ambele ambreiaje erau cuplate și toate frânele au fost eliberate, iar cuplul a fost transferat direct de la arborele primar la cel secundar, fără pierderi. Mașinile Hansa 1800, Hansa 2400 și Pullman aveau motoare de putere relativ mică (60 și 82 CP), pentru care pierderile în elementul de transmisie hidraulic ar fi foarte sensibile și ar duce la o deteriorare bruscă a calităților dinamice, în plus, Hansamatic cutia de viteze a fost mult mai simplă ca design decât cele similare americane, este mai simplă și mai avansată tehnologic în producție. Cu toate acestea, acest design nu a fost utilizat pe scară largă, deoarece era semnificativ inferior transmisiei automate tradiționale în multe privințe. [unu]
La mijlocul anilor 1960, a fost aprobat în cele din urmă, iar în SUA a fost fixat legal, schema modernă de comutare a intervalului de transmisie automată - PRNDL. Au dispărut comutatoarele cu buton și modelele mai vechi de blocare fără parcare.
Până la sfârșitul anilor 1960, exemplele timpurii de transmisii automate cu două și patru trepte din Statele Unite au căzut aproape universal în uz, făcând loc celor trei trepte cu un convertor de cuplu. Fluidele de operare utilizate au fost, de asemenea, îmbunătățite - de exemplu, de la sfârșitul anilor 1960, grasimea de balenă a fost exclusă din compoziția sa , înlocuită cu materiale sintetice.
În anii 1980, cerințele tot mai mari asupra economiei mașinilor au dus la revenirea transmisiilor automate cu patru trepte, în care treapta a patra avea un raport de transmisie mai mic de unu („overdrive”). În plus, convertoarele de cuplu care se blochează la viteză mare câștigă popularitate, ceea ce fac posibilă creșterea semnificativă a eficienței transmisiei prin reducerea pierderilor care apar în elementul său hidraulic.
La sfârșitul anilor 1980 și 1990 a avut loc computerizarea sistemelor de control al motoarelor. Aceleași sisteme, sau altele similare, au început să fie folosite pentru a controla schimbarea vitezelor. În timp ce sistemele de control anterioare utilizau numai supape hidraulice și mecanice, acum solenoizi controlați de computer controlează fluxurile de fluid. Acest lucru a făcut posibil atât pentru a face schimburile mai lin și mai confortabil, cât și pentru a îmbunătăți eficiența prin creșterea eficienței transmisiei. În plus, pe unele mașini există moduri de transmisie automată „sport” sau capacitatea de a controla manual cutia de viteze („ Tiptronic ” și sisteme similare). Apar primele transmisii automate cu cinci trepte. Îmbunătățirea consumabilelor permite multor transmisii automate să elimine procedura de schimbare a uleiului în timpul funcționării mașinii, deoarece resursa de ulei turnată în carterul său din fabrică a devenit comparabilă cu resursa cutiei de viteze în sine.
În 2002, pe BMW seria a șaptea apare o transmisie automată cu șase trepte dezvoltată de ZF (ZF 6HP26). În 2003, Mercedes-Benz a creat prima transmisie automată cu șapte trepte 7G-Tronic . În 2007, Toyota a introdus Lexus LS460 cu o transmisie cu opt trepte. În 2013, Mercedes - Benz a introdus prima transmisie automată 9G-Tronic cu 9 trepte , montată pe mașina E350 BlueTEC [2] [3] . În același an, Land Rover a anunțat introducerea iminentă a unei transmisii automate cu 9 trepte dezvoltată de ZF pe vehiculele sale , prima care a primit-o în 2014 cu modelul Evoque actualizat.
Convertorul de cuplu al unei transmisii automate este întotdeauna o așa-numită „ transmisie hidraulică complexă ” - adică o transmisie hidraulică capabilă să funcționeze atât ca convertizor de cuplu, cât și ca cuplaj fluid. Denumirea unei astfel de transmisii hidraulice ca convertor de cuplu nu este în întregime corectă, dar în contextul unei transmisii automate este utilizată în general și, prin urmare, acceptabilă. Convertorul de cuplu permite ca fluxul de putere să fie întrerupt în sine și astfel îndeplinește funcția de ambreiaj . Datorită convertorului de cuplu, este posibilă oprirea pentru scurt timp a mașinii fără a fi nevoie să transferați transmisia automată în modul neutru. Convertorul de cuplu vă permite să creșteți cuplul în funcție de sarcină, ceea ce este un avantaj al oricărei transmisii automate hidromecanice. Convertorul de cuplu atenuează vibrațiile de torsiune ale motorului. De asemenea, convertizorul de cuplu este cel care oferă posibilitatea așa-numitului „mod târâtor”, când mașina, la ralanti, se poate deplasa cu o viteză foarte mică. De dragul economiei de combustibil, convertizorul de cuplu este blocat în marea majoritate a modurilor de conducere, de la 20 km sau de la a doua viteză. La transmisiile automate ale autobuzelor și vehiculelor pe șenile, este posibil să se utilizeze un convertor de cuplu ca frână hidrodinamică. Convertorul de cuplu este umplut cu lichid din sistemul hidraulic comun al transmisiei automate. În mod implicit, convertizorul de cuplu este situat între motor și cutia de viteze în sine, dar în transmisiile de camioane, autobuze și vehicule pe șenile, convertizorul de cuplu poate fi amplasat și în interiorul cutiei de viteze, între angrenajele planetare.
Blocarea convertizorului de cuplu este un ambreiaj hidraulic cu frecare care conectează rigid roțile pompei și turbinei convertizorului de cuplu și este încorporat în sistemul hidraulic comun al transmisiei automate. Blocarea nu este un element obligatoriu al transmisiei automate: este prezentă pe toate transmisiile automate moderne, dar la transmisiile automate mai vechi (cu patru sau mai puține trepte) s-ar putea să nu fi fost. La transmisiile automate moderne, blocarea este inclusă în lucru în toate treptele înainte, începând cu prima. Porsche a fost pionier în această abordare în 1990, odată cu lansarea transmisiei automate cu patru trepte Tiptronic , care pentru prima dată a putut bloca toate treptele. Blocarea, parcă, oprește convertizorul de cuplu de la locul de muncă, îl pune în modul de transmisie directă și crește eficiența întregului sistem. De asemenea, blocarea vă permite să frânați eficient motorul.
Transmisia automată (partea planetară a transmisiei automate) constă din cutii de viteze planetare (sunt, de asemenea, seturi de angrenaje planetare), ambreiaje de frecare și de rulare , arbori de legătură și tamburi. De asemenea, uneori se folosește o bandă de frână, care încetinește unul dintre tamburi în raport cu carcasa cutiei de viteze atunci când este cuplată o anumită treaptă de viteză. Excepție fac transmisiile automate rare, în care, în loc de angrenaj planetar, se folosesc arbori cu roți dințate cilindrice cu angrenare constantă și cuplare a treptei prin ambreiaje hidraulice individuale.
Ambreiajele cu frecare (în viața de zi cu zi sunt uneori numite „pachete de fricțiune”) efectuează schimbarea vitezelor prin comunicarea sau separarea elementelor transmisiei automate - arbori de intrare și ieșire și elemente ale cutiilor de viteze planetare, precum și frânarea acestora pe corpul transmisiei automate. transmisie automată. Ambreiajul arată ca o încrucișare între un ambreiaj și un sincronizator într-o cutie de viteze manuală și este format dintr-un tambur și un butuc, tamburul are fante dreptunghiulare mari în interior, butucul are dinți dreptunghiulari mari la exterior. Între tambur și butuc se află un pachet de discuri inelare de frecare, dintre care unele sunt din metal și au proeminențe la exterior care se potrivesc în fantele tamburului, iar unele sunt din plastic și au decupaje în interior unde dinții. a butucului intra. Ambreiajul de frecare este comunicat prin comprimarea pachetului de discuri de către un piston hidraulic inelar instalat în tambur. Uleiul este furnizat cilindrului prin orificii speciale (canale de ulei) din tambur, arbori și carcasa transmisiei automate.
Roata liberă alunecă liber într-o direcție și se blochează cu cuplu în cealaltă. De obicei este format din inele exterioare și interioare și un separator cu role situate între ele. Se folosește pentru reducerea șocurilor la ambreiajele cu frecare la schimbarea vitezelor (transmisia cuplului începe numai când turația motorului crește după schimbare, ceea ce duce la o încercare a uneia dintre părțile angrenajului planetar de a se roti în sens opus și blocarea acesteia în deplasare). ambreiaj), precum și pentru a dezactiva frânarea de motor în unele moduri de transmisie.
Un exemplu de cinematică a schimbării treptelor la una dintre transmisiile automate (Nissan Almera):
Dispozitivul de control al transmisiei automate este un set de bobine (supape releu) care controlează fluxul de ulei către pistoanele benzilor de frână și ale ambreiajelor de frecare. Pozițiile bobinelor sunt reglate atât manual mecanic (valvă manuală) cu mânerul selectorului, cât și automat. Automatizarea poate fi hidraulică sau electronică.
Automatizarea hidraulică utilizează presiunea uleiului de la un regulator centrifugal conectat la arborele de ieșire al transmisiei automate, precum și presiunea uleiului de la pedala de accelerație apăsată de șofer. Aceasta oferă automatizării informații despre viteza mașinii și poziția pedalei de accelerație, pe baza cărora sunt comutate bobinele.
Automatizarea electronică utilizează solenoizi care mișcă bobinele. Cablurile de la solenoizi ies în afara transmisiei automate și merg la o unitate de control situată undeva în afara transmisiei automate, uneori combinate cu o unitate de control a injecției de combustibil și a aprinderii. Decizia de deplasare a solenoizilor se face electronic pe baza informațiilor despre poziția pedalei de accelerație și viteza vehiculului, precum și poziția manetei selectorului.
În unele cazuri, operabilitatea transmisiei automate este asigurată chiar și cu o defecțiune completă a automatizării electronice, dar numai cu a treia treaptă de viteză înainte, sau cu toate treptele înainte, dar cu necesitatea comutării manuale a acestora cu mânerul selectorului.
Timpul mediu de comutare pentru majoritatea mașinilor de serie este de aproximativ 130-150 ms , pentru supercars - 50-60 ms, pentru Formula 1 - 25 ms.
Unele transmisii automate aveau un mod de control manual în care șoferul poate schimba treptele la propria discreție, ca într-o transmisie manuală - folosind fie un selector standard plasat într-o poziție specială, fie un control separat (chei, palete de schimbare etc.) . O funcționalitate similară a fost implementată pe cele mai vechi transmisii automate - de exemplu, în 1966, Ford pe modelul Fairlane GT / A a oferit Sport Shift, o variantă a transmisiei automate Cruise-O-Matic, în care a fost posibil să parcurgă toate cele trei treptele disponibile pornind de la locurile din modul „1” (numai prima treaptă de viteză), apoi trecând secvențial la modurile „2” (doar treapta a doua) și D (în acest caz, cutia a trecut imediat la treapta a treia). Cu toate acestea, din cauza ușurinței reduse de utilizare, astfel de modele nu au primit o distribuție largă.
TipTronic sa dovedit a fi mai de succes - un mod de transmisie automată cu schimbare manuală a treptelor, implementat de Porsche . În unele țări CSI , cuvântul „tiptronic” este adesea folosit ca termen general pentru toate modelele similare de la alți producători, deși este o marcă Porsche (alți producători numesc modele similare în mod diferit).
În acest mod, șoferul selectează manual treapta de viteză împingând maneta selectorului în direcțiile „+” și „-” - trecerea la treptele următoare în sus și în jos. În designul canonic, numai schimbarea treptelor de viteză este efectuată automat când turația motorului scade la ralanti. Transmisiile de la un număr de producători, în plus, trec automat în treapta superioară când este atinsă turația maximă a motorului. Din punct de vedere mecanic, cutia de viteze este la fel ca o transmisie automată convențională, doar maneta selectorului de viteze și automatizarea de control au fost schimbate. Un semn al transmisiilor automate tip TipTronic este un decupaj în formă de H pentru deplasarea manetei selectorului, precum și simbolurile + și -.
Selectorul permite șoferului să selecteze modul curent de transmisie automată. Locația manetei selectorului poate varia.
Pe mașinile de fabricație americană până în anii 1990, în cea mai mare parte, selectorul era amplasat pe coloana de direcție, ceea ce făcea posibilă așezarea a trei persoane pe o canapea solidă din față. Pentru a comuta modurile de funcționare ale transmisiei, a fost necesar să o trageți spre dvs. și să o mutați în poziția dorită, care a fost indicată de o săgeată pe un indicator special - un cadran. Inițial, cadranul a fost plasat pe carcasa coloanei de direcție, ulterior a fost transferat pe panoul de instrumente la majoritatea modelelor, de obicei era situat sub vitezometru.
Selectoarele situate pe panoul de instrumente lângă coloana de direcție și panoul de instrumente pot fi atribuite și unui tip apropiat, cum ar fi unele modele Chrysler din anii 1950 sau a treia generație Honda CR-V .
Aranjamentul selectorului de podea a apărut pentru prima dată pe Chevrolet Corvette sport în 1953 și, ulterior, s-a răspândit pe mașinile europene.
Pe mașinile japoneze, ambele opțiuni au fost îndeplinite, în funcție de piața țintă - pe mașinile pentru piețele interne japoneze și americane, iar în timpul nostru, selectoarele de transmisie se găsesc pe volan, în timp ce pentru alte piețe, selectoarele montate pe podea sunt aproape folosit exclusiv.
În prezent, un selector de podea este utilizat în mod obișnuit.
La monovolumele și vehiculele comerciale cu aspect de vagon și semicapotă, precum și unele SUV-uri și crossover-uri cu o poziție de conducere înaltă, selectorul de pe panoul de instrumente din centru (sau sus pe consolă) este destul de comun.
Există sisteme pentru selectarea modurilor de funcționare a transmisiei fără pârghie, în care butoanele sunt folosite pentru a comuta - de exemplu, pe mașinile Chrysler de la sfârșitul anilor 1950 - începutul anilor 1960, Edsel , sovieticul "Pescăruș" GAZ-13 , multe autobuze moderne (de la cele cunoscute în Rusia pot fi numite modele urbane LiAZ , MAZ cu transmisie automată Allison, care are un selector cu buton). În ultimii ani, acestea câștigă din nou popularitate (de exemplu, în Lincoln MKC , alegerea modului de transmisie este efectuată de butoanele situate pe panoul de instrumente din stânga unității multimedia).
Dacă sistemul are o pârghie selector, modul dorit este selectat prin deplasarea acestuia într-una dintre pozițiile posibile.
Pentru a preveni comutarea accidentală a modului, sunt utilizate mecanisme speciale de protecție. Deci, la mașinile cu selector pentru coloana de direcție, pentru a comuta domeniul de transmisie, trebuie să trageți maneta spre dvs., numai după aceea poate fi mutată în poziția dorită. În cazul unei pârghii de podea, de regulă, se folosește un buton de blocare, situat pe lateral sub degetul mare al șoferului (majoritatea modelelor), deasupra (de exemplu, la Hyundai Sonata V) sau în față (exemple - Mitsubishi Lancer X, Chrysler Sebring , Volga Siber , Ford Focus II ) pe pârghie, sau pârghia trebuie să fie puțin scufundată. În alte cazuri, slotul pentru pârghie este treptat (multe modele Mercedes-Benz , platforma Hyundai Elantra i30 sau Chevrolet Lacetti , pe acesta din urmă, slotul este treptat, iar pârghia trebuie înecată pentru a trece de la gama R la N gamă și dincolo.
De regulă, este posibilă comutarea între moduri, a căror includere este permisă în mișcare, fără a apăsa butonul - de exemplu, la transmisiile Volkswagen din anii 1980, butonul trebuie apăsat numai pentru a trece de la P la R, de la R la N și de la „2” la „1” (și invers). Între intervalele N, D și 2 pot fi comutate fără a apăsa butonul. De asemenea, multe modele moderne au un dispozitiv care împiedică deplasarea manetei selectorului transmisiei automate în poziția de conducere dacă pedala de frână nu este apăsată, ceea ce mărește și siguranța manevrării transmisiei.
Jaguar a folosit la un moment dat o fantă în formă de U pentru maneta selectorului, cu diviziuni P, R, N și D în partea dreaptă și D, 3, 2 în stânga.
Dacă mai devreme algoritmul de funcționare a selectorului era setat rigid de către dispozitivul de antrenare mecanică la transmisia automată, astăzi controlul electronic al cutiei de viteze, în principiu, permite utilizarea oricăror dispozitive de intrare cu un algoritm de funcționare arbitrar pentru a comuta între modurile sale de funcționare - singura limitare. factorul este standardele existente în prezent care prevăd moduri de standardizare (PRNDL și așa mai departe), dar producătorii lor au învățat să ocolească. Deci, la unele mașini moderne, maneta selectorului transmisiei automate este înlocuită cu un joystick , care, în loc de pozițiile individuale fixe corespunzătoare intervalelor de transmisie pentru comutarea secvențială între ele, are două poziții nefixe care vă permit să „răspundeți. ” modurile de operare unul câte unul. De exemplu, la mașinile BMW, pentru a porni, cu pedala de frână apăsată, apăsați butonul situat în partea de sus a joystick-ului care dezactivează blocarea parcării - în timp ce transmisia automată comută din modul P în modul N (care este semnalat de un indicator luminos), apoi împingeți joystick-ul înapoi și eliberați , pornind modul D și începeți să vă mișcați coborând pedala de frână - sau deja în modul D, împingeți joystick-ul spre stânga și eliberați-l, inclusiv controlul transmisiei manuale modul, în care șoferul poate comuta între treapta superioară și cea inferioară împingând joystick-ul înainte și înapoi. Uneori, pârghia în sine este înlocuită cu chei, o „șaibă” rotativă și dispozitive similare cu un algoritm de funcționare similar cu cel descris mai sus. Respectarea standardelor de operare prelungește semnificativ durata de viață a transmisiei.
În ceea ce privește modurile de funcționare, aproape orice transmisie automată are următoarele moduri, care au devenit standard de la sfârșitul anilor 1950:
De la sfârșitul anilor 1950, aceste moduri au fost aranjate în această secvență, iar în 1964 în SUA a fost consacrat ca fiind obligatoriu pentru utilizare de către Societatea Americană a Inginerilor Auto (SAE) , drept urmare a devenit în esență un standard industrial mondial. . Acest standard a fost acceptat de marea majoritate a companiilor de automobile chiar și în afara Statelor Unite, deoarece, în primul rând, piața auto americană a fost cea mai voluminoasă și mai profitabilă în acei ani (și încă este), iar în al doilea rând, mașinile americane reprezentau marea majoritate. a mașinilor cu transmisie automată, ceea ce a făcut un pas logic de unificare a algoritmului de control al transmisiei automate adoptat pe acestea la scară globală.
În plus, această secvență a fost justificată din punct de vedere ergonomic , deoarece dezvoltarea sa în Statele Unite a fost precedată de o perioadă destul de lungă de funcționare a mașinilor cu algoritmi de control al transmisiei automate care nu erau unificați între ei, dintre care multe s-au dovedit a fi incomode sau chiar nesigure. in practica. De exemplu, șoferii obișnuiți cu transmisiile manuale din acei ani cu o paletă de schimbare, pentru care era necesar să trageți maneta spre dvs. și să o coborâți până la capăt pentru a cupla prima treaptă de viteză, puteau activa accidental treapta de marșarier cu o mișcare obișnuită și intr-un accident într-o parcare sau doborâți un pieton atunci când configurația modurilor PNDLR (transmisia automată Buick DynaFlow) sau PNDSLR ( GM Hydramatic) - care a dus la o serie de reclamații împotriva producătorilor de la victime. În plus, la mașinile mai vechi uzate cu aspect PNDLR, s-au observat cazuri de trecere spontană de la L la R din mers la folosirea frânării de motor sau de la tremurări pe drumuri accidentate, ceea ce a dus la defecțiuni și accidente ale cutiei de viteze.
În conformitate cu experiența acumulată în această perioadă, poziția corespunzătoare modului invers R a început să fie plasată în fața poziției neutre a selectorului N. Pentru prima dată, aspectul PRNDL a fost utilizat pe mașinile Ford .
Ulterior, a început să fie utilizat un blocaj mecanic, care nu permitea trecerea la modurile P și R fără a apăsa un buton special, ceea ce a sporit și mai mult siguranța manevrării mașinii. Deoarece includerea modurilor R și P din mers poate provoca deteriorarea cutiei de viteze, la modelele moderne controlate electronic, chiar dacă blocarea este ocolită de șofer, cutia de viteze nu va executa comenzi eronate, ci pur și simplu rămâne în intervalul curent.
În transmisiile automate moderne, cu un număr mare de domenii de funcționare, pot fi prezente moduri de funcționare suplimentare, iar pozițiile selectorului pot fi indicate diferit:
La tractoarele echipate cu transmisii automate, cu ajutorul selectorului, se selectează intervalul de viteză de funcționare: lentă, putere, transport, precum și direcția de mișcare. Transmisiile automate ale tractorului permit cuplarea forțată a treptei dorite de către șoferul tractorului.
O transmisie automată, spre deosebire de o cutie de viteze manuală, nu acceptă frânarea de motor în toate modurile. În modurile în care frânarea de motor este interzisă, transmisia alunecă liber în ambreiajele de rulare (ca la o bicicletă) și mașina se mișcă „în roate”. De exemplu, în unele cazuri, prima treaptă de viteză cu frâna de motor este cuplată numai atunci când șoferul selectează poziția „1”. Când prima treaptă de viteză este selectată automat din poziția „D”, frânarea de motor nu este posibilă.
De asemenea, există comutatoare suplimentare (implementate, de exemplu, sub formă de butoane) ale modurilor de transmisie automată:
În unele cazuri, modul Sport este activat automat atunci când apăsați pedala de accelerație până la capăt (și cu sistemele electronice moderne de control - adesea doar dintr-o adăugare puternică sau bruscă de gaz), în modul „kickdown” ( ing. Kickdown ) . În unele cazuri, modul kickdown este dezactivat atunci când modul Overdrive este dezactivat .
Majoritatea mașinilor din America de Nord sunt vândute cu transmisie automată, în Europa situația este inversată - aproximativ 80% dintre șoferi aleg o transmisie manuală. Pe piața rusă, ponderea mașinilor noi cu transmisie automată a fost de 31,2% în 2009, 33,8% în 2010, 37,5% în 2011, 41,5% în 2012 și 59% în 2018 [4] .
Multe clase de mașini sunt furnizate cu automate hidraulice și este mai ușor să enumerați două categorii de mașini: unde automata este transmisia principală și unde automata este practic inexistentă.
Convertor de cuplu automat - alegerea principală:
Aparatul nu indeplineste:
Alături de transmisiile automate hidromecanice clasice, care funcționează în tandem cu un convertor de cuplu , există și cutii de viteze „robotizate” - apropiate ca design de cele mecanice, dar funcționarea ambreiajului și schimbarea vitezelor sunt controlate de automatizări echipate cu servomecanisme.
În cele mai multe cazuri, cutii de viteze de acest tip au fost folosite pe mașini mici, utilizarea transmisiei hidromecanice pe care era inacceptabilă din cauza pierderilor de putere prea mari. Principala caracteristică a transmisiilor manuale cu schimbare automată este absența unui convertor de cuplu, care poate reduce semnificativ pierderile transmisiei. Totuși, acest lucru a cauzat și un dezavantaj caracteristic primei generații de cutii de viteze mecanice cu schimbare automată: schimbarea insuficient de lină între trepte din cauza unei întreruperi bruște a transmisiei cuplului, care a fost agravată semnificativ de imperfecțiunea comparativă a dispozitivelor de control și a actuatoarelor utilizate. , ceea ce nu permitea compararea în aceste calități cu nicio transmisie automată mecanică sau hidromecanică. În cel din urmă, convertizorul de cuplu este cel care servește pentru a asigura o comutare lină, iar în primul este asigurat de priceperea șoferului dobândită prin practică îndelungată. În plus, transmisiile „robotice” din prima generație s-au caracterizat printr-o fiabilitate relativ scăzută - atât în comparație cu cele mecanice, cât și în comparație cu transmisiile automate hidromecanice bine dezvoltate în producție. Astfel de cutii de viteze au fost oferite, în special, de Aisin Seiki (Toyota Multimode) și Magneti Marelli (Opel Easytronic, Fiat Dualogic, Citroën Sensodrive), precum și de Ricardo, ale cărui cutii de viteze au fost instalate pe mașinile sport - Lamborghini , Ferrari , Maserati etc.
În prezent, cutiile robotizate cu un singur ambreiaj sunt aproape universal întrerupte. Acestea sunt încă instalate pe unele modele Opel și Fiat, dar, probabil, pe măsură ce actuala modernizare va fi înlocuită cu transmisii automate planetare cu 6 trepte de mare viteză, precum Aisin Seiki AWTF-80SC . Această cutie este deja utilizată pe vehiculele Alfa Romeo, Citroën, Fiat, Ford, Lancia, Land Rover/Range Rover, Lincoln, Mazda, Opel/Vauxhall, Peugeot, Renault, Saab și Volvo. Această transmisie este proiectată pentru vehicule cu tracțiune față cu un cuplu de până la 400 Nm (6500 rpm), ceea ce o face potrivită pentru motoarele turbo și diesel.
A doua generație de cutii de viteze robotizate este așa-numita cutie de viteze preselectivă . Cel mai faimos reprezentant de acest tip este Volkswagen DSG (dezvoltat de Borg-Warner), este și Audi S-tronic, precum și Getrag Powershift, Porsche PDK, Mitsubishi SST, DCG, PSG, Ford Durashift. O caracteristică a acestui tip de cutie de viteze este că au doi arbori separati pentru treptele pare și impare, fiecare dintre ele controlat de propriul ambreiaj. Acest lucru vă permite să preschimbați treptele din treapta următoare, după care comutați aproape instantaneu ambreiajele, în timp ce nu există nicio întrerupere a cuplului. Acest tip de transmisie automată este în prezent cea mai avansată în ceea ce privește economia și viteza de schimbare.
Transmisia cu viteză variabilă utilizată la unele mașini, care oferă și schimbarea automată a raportului de transmisie, nu este, strict vorbind, o cutie de viteze - variatorul efectuează o schimbare lină a raportului de transmisie fără viteze fixe și, prin urmare, este o subspecie de variație continuă . transmisie .
Sunt folosite pe unele mașini sport: de exemplu, Koenigsegg Jesko are trei arbori, șapte ambreiaje și nouă trepte. Au un „caracter sportiv”, precum cele robotizate, și o tranziție rapidă de la conducerea civilă la modul sport, precum mașinile automate.
La Jesko, padelele de schimbare a vitezelor funcționează ca niște butoane ale camerei cu trei poziții: apăsarea la jumătate pe cea din stânga coboară treapta de viteză, apăsarea completă o pune pe cea mai „sportivă”. În mod similar, o jumătate de apăsare din dreapta ridică, o apăsare completă pune cel mai economic.
Este apropiat de natura călătoriei, dar are un dispozitiv de „ambreiaj automat” complet diferit, folosit, de exemplu, pe unele sport „ Mercedes ”.
Autoturism GAZ-23: Instrucțiuni de îngrijire . - Gorki, 1965. - 115 p.