Valaha elgondolkodtál már az automata sebességváltó működési elvén? Miért nincs többé kuplungpedál?
Mi történik a váltóban, amikor az automatikus üzemmódban van? Mit jelentenek a P R N D betűk? Ebben a cikkben arra törekszünk, hogy válaszoljunk ezekre a kérdésekre, és részletesen elmagyarázzuk, hogyan működik az automataváltó.
Fontos megjegyzés: Az automata sebességváltót Gogu Constantinescu, egy román feltaláló alkotta meg, és először szerelte fel egy autóra 1923-ban.
Teljesítményproblémái miatt nem került sorozatgyártásba. Azonban a General Motorsnek sikerült 1939-ben piacra dobni a Hydramatic váltót, ami az első sorozatban gyártott automata váltó volt.
Mi a célja az automataváltónak?
Az automataváltó fő célja, hogy együttműködjön a motorral, sebességfokozatokat váltson anélkül, hogy a vezető beavatkozna. Mivel a motor megfelelő működéséhez bizonyos fordulatszámon kell forognia, a váltó szabályozza a motorteljesítményt az igényeknek megfelelően.
Az automataváltó elektronikus számítógépe képes ellenőrizni és végrehajtani minden váltást a jármű sebességmérőjének, a motor fordulatszámának, a gázpedál pozíciójának érzékelője alapján stb.
Először is, a váltó nagyon fontos része a gépjármű mechanikai részének. Nélküle az autóknak csak egy sebességfokozatuk lenne, amely a maximális sebesség alapján működik. Például egy 90 km/h sebességhez hasonló sebességfokozat lenne, mint egy manuális sebességváltónál a harmadik fokozat. Ennek eredményeként az autó nehezen indulna meg, és a nagy sebességen való tartáshoz a motort maximális fordulatszámon működne, ami alkalmatlanná tenné a használatát.
Általában a váltóban lévő fogaskerekek lehetővé teszik a motorteljesítmény megfelelő és hatékony felhasználását, miközben optimalizálja a motorműködés sebességét. Az automataváltó esetén, a manuális váltóval ellentétben, a bolygói fogaskerék a különböző sebességi fokozatokat állítja elő. Később megnézzük, mit jelent ez.
Hányféle automataváltó típus létezik?
Automataváltó típusok
Minden autógyártó kiválaszt egy bizonyos típusú automataváltót, attól függően, hogy milyen típusú autóhoz kívánja felszerelni stb. Itt bemutatjuk az automataváltók számos változatának ötöt:
Kettős kuplungos
Az összes automataváltótípus között a kettős kuplungos modell a legteljesebb, és működése rendkívül egyszerű, két kuplungra épül. Konkrétan, azok szinkronban működnek, és minden egyes sebességet egyesével kapcsolnak be.
A kettős kuplungos automataváltó alapvetően két párhuzamosan szerelt manuális váltóból áll, egy páratlan és egy páros sebességgel. Itt két típusa van:
Száraz kuplunggal, egyetlen tárcsával, elektromosan vezérelve
Vizes kuplunggal, több tárcsával, hidraulikusan vezérelve
Azok az autógyártók, akik ezt a típusú váltót választották:
- Volkswagen (Borg Warner) - DSG (Direct Shift Gearbox)
- Audi - S-Tronic
- Porsche (ZF) - PDK (Porsche Doppel Kupplunggetriebe)
- Renault (Getrag) - EDC (Efficient Dual Clutch)
- Ford (Getrag) - PowerShift
- Fiat (FPT) - DDCT (Dual Dry Clutch Transmission)
- Mercedes-Benz (Getrag) - SpeedShift
- Mitsubishi (Getrag) - TC-SST (Twin Clutch Sport Shift Transmission)
Torkonverteres
Az autógyártók többsége használja ezt a típusú váltót, például:
- BMW
- Mercedes-Benz
- Jaguar
Az automataváltó ezen újabb generációja (amelynek legutóbbi verziója a 9 fokozatú változat) kényelmesnek tekinthető a használatban, sima sebességváltásokkal és üzemanyagfogyasztás csökkentésével.
Ebben a váltóban alacsony fordulatszámon a motor lekapcsolja a sebességváltót. A kuplungot egy fordulatszámátvivő hidraulikus tengely váltja fel, amely az átvitt mozgást a váltóba olaj segítségével közvetíti.
Változó áttételű automataváltó (CVT)
Ezt a típusú váltót főként Ázsiai autógyártók használják, például:
- Nissan
- Toyota
- Subaru
A CVT váltót az egyik fokozatú vagy folyamatos változású váltónak is nevezik működési elve miatt. Konkrétan ez egy olyan lánc vagy öv alapú rendszert használ, amely folyamatosan változtatja alakját a motor forgásának növelése érdekében.
Egy érdekes rövid történetként elmondhatjuk, hogy az első CVT váltó kísérletet Leonardo da Vinci 1490-ben készítette, és 1926-ban George Constantinescu sikerrel módosította ezt a váltótípust a mai verzióhoz nagyon hasonló formába.
Ez az automataváltó a legolcsóbb változat az összes között, jelen van a Dacia és Opel által készített modelleken. Az automataváltó elve a hagyományos kézi váltó mechanizmusán alapul. Emellett a váltó karja elektrohidraulikus vagy elektromechanikus rendszerre lett cserélve, amely szintén vezérli a kuplungot.
A sebességek automatikus váltása egy elektronikus vezérlőegység által történik, de a vezető manuálisan is válthatja a sebességeket a kormányon található paddles vagy a váltó használatával.
Szekvenciális
A szekvenciális váltó először az 1970-es és 1980-as évek között jelent meg, azzal a céllal, hogy sokkal gyorsabban váltsa a sebességeket, mint egy hagyományos kézi váltóval. Mint a neve is mutatja, ez a váltó szekvenciálisan és nagyon gyorsan vált sebességeket, így nem hibázhat vagy hagyhat ki sebességeket.
Ez a váltótípus szintén egy hagyományos kézi váltó (plusz egy kuplungtárcsa, lemez és csapágy) alapján működik, de a kuplungpedált és a váltókarot elektromos vagy hidraulikus rendszerek váltották fel. Így a sebességeket automatikusan vagy manuálisan választhatja a vezető anélkül, hogy késlekedés vagy hiba lenne.
Továbbá, melyek általánosságban az automataváltó főbb komponensei?
Az automataváltó főbb komponensei
Az automataváltó elsődlegesen három fő részből áll:
- Hidrotávcső vagy kipufogódob
- Planétaváltó rendszerek, többtárcsás fékek és kuplungok
- Az automataváltó elektrohidraulikus számítógépe (Mecatronic)
Továbbá, mindegyik további alrészre oszlik, amelyek egy példa alapján egy 7G-tronic, 7 sebességes Mercedes-Benz váltón mutathatók be:
Hidrotávcső / kipufogódob
- Turbina
- Álló rotor
- Térfogat levegődoboz szelep
- Olajszivattyú - segíti az olajnyomás generálását a motor fordulatszámának alapján
- Többtárcsás fék B1
- Többtárcsás kuplung K1
- Planétaváltó mechanizmusok
- Többtárcsás fék B3
- Többtárcsás kuplung K2
- Egyszerű planétaváltó
- Többtárcsás fék BR
- Többtárcsás kuplung K3
- Többtárcsás fék B2
- Parkolási üzemmód zároló csap
- Fordulatszám szenzor vezető gyűrű
- Programválasztó kar - elektrohidraulikus vezérlőmodul
- Forgás szenzor gyűrű
Elektromágneses szelepek (solenoid) - működtetik a többtárcsás fékeket és kuplungokat
Kúszó kuplung, amely blokkolja a hidrotávcsövet
Y3/8n4 - Mecatronic / elektronikus vezérlési és irányítási modul / váltó számítógép
Mostmár magyarázzuk el, hogy mindegyik három fő rész milyen szerepet játszik:
Hidrotávcső vagy kipufogódob
Az az ok, ami miatt egy autó akár be is állhat, amikor a motor működik, a teljesítményátvitel megszakadása az autó és a sebességváltó között. Egy hagyományos kézi váltónál például ezt a kuplungpedál lenyomásával lehet elérni. Az automataváltónál van egy hidrotávcső vagy kipufogódob, amely “kezeli” ezt a kérdést.
Ez az összetevő az automataváltó elülső részén található, ahol közvetlen kapcsolat jön létre a motortérrel.
A kipufogódob háza a motortér hajtótányérjához van csatlakoztatva, és az összefüggő forgás ugyanolyan sebességgel történik, mint a motoré. A hidrotávcső főbb funkciói a következők:
Teljesítmény átvitel a motortól a sebességváltó bemeneti tengelyére
Növeli a motortól származó nyomatékot
A hidrotávcső hidraulikus energián alapuló működése az átviteli folyadék (ATF) hidraulikus erejére támaszkodik. Működési elvének részleteit a következő alkatrészei alapján lehet részletezni:
Szivattyú
Ez a centrifugális típusú alrész közvetlenül a hidrotávcső házára van szerelve, amely szintén a hajtótányérhoz van rögzítve, ahogy azt korábban említettük.
Amiközben ugyanolyan sebességgel forog, mint a motor, a szivattyú folyadékot küld a külső irányba, miközben vákuumot teremt, amely nagy mennyiségű folyadékot vonz központja felé, majd a turbina felé. A szivattyú tervezése hasonlít egy ventilátorhoz.
Álló rotor
A szivattyú és a turbina között található. Az álló rotor szerepe a váltótárcsáról a turbina felé vezető sebességváltás és a motortól származó nyomaték növelése, hogy el lehessen indítani az autó kerekeit, és csökkenteni lehessen a nyomatékot, amikor az autó megy. Az álló rotor kinézetre hasonlít egy repülő hajtóműhöz.
Turbina
A turbina a hidrotávcső belsejében található, és formájában hasonlít a szivattyúhoz. Közvetlenül kapcsolódik a sebességváltó bemeneti tengelyéhez, de nem a szivattyúhoz. Ez lehetővé teszi, hogy különböző sebességgel forogjon, így a motor más módon működik a váltó más alkatrészeihez képest.
Zárolható kuplung
A folyadékok dinamikája miatt a teljesítményveszteség történik a folyadék átvitelénél a szivattyú és a turbina között. Ebben az esetben a turbina kisebb forgási sebességet fog mutatni, mint a szivattyú, ami nem zavarja meg az autó indulását. Azonban amikor az autó mozgásban van, az erő csökkenését érezhetjük.
Ezt a problémát megoldani a modern hidrotávcsövekben egy zárolható kuplung is, amely a turbinahoz van csatlakoztatva. Ez az egy mechanizmus elkezdi működni egy számítógép segítségével, amikor az autó egy bizonyos sebességet ér el, és a turbina forgási sebességét összehangolja a szivattyúval. Az utolsó generációs automataváltók esetében a hidrotávcső csak az indulás során működik, legfeljebb 25 km/h sebességig, és a sebességek váltásakor. Ezen kívül a hidrotávcső zárolva marad, mivel ezáltal növelhető a váltó hatékonysága.
Planétaváltók, többtárcsás fékek és kuplungok
Amikor az autó nagyobb sebességre gyorsul, kevesebb nyomatékra lesz szükség a sebesség fenntartásához. Általában a sebességváltó a váltóarányok használatával növelheti vagy csökkentheti a szükséges nyomaték szintjét a kerekek mozgásának fenntartásához.
Tehát amikor a váltóarány nagyobb, a nyomaték kisebb lesz, és fordítva. Az automataváltóknál a sebességváltások automatikusan történnek a planétaváltó mechanizmusok segítségével.
A planétaváltó három fő összetevője a következők:
Napkerék (Sun Gear) - központi planétaváltó alkatrész
Kis bolygókeréksugarú kerékpárok és tartó - a napkerék központi kerékéhez három vagy négy kisebb kerék kapcsolódik, amelyeket egy tartó támaszt alátámaszt. Minden keréknek saját tengelye van, amelyhez kapcsolódik, és amely a tartóhoz tartozik. Ugyanakkor mindezek a kerékek körbejárják a központi napkerék körül.
Belső fogaskerék - a külső fogaskerék belső fogakkal. Ez állandóan kapcsolódik a kis bolygókeréksugarú kerékpárokhoz, magában foglalva az összes fentebb említett összetevőt.