O dispositivo de transmissão automática de um carro e o princípio de operação. Tipos de transmissão automática

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Última modificação: 2024-02-19 18:18

Recentemente, as transmissões automáticas estão ganhando cada vez mais popularidade. E há razões para isso. Essa caixa é mais fácil de operar e não requer “jogo” constante com a embreagem em engarrafamentos. Nas grandes cidades, esse posto de controle está longe de ser incomum. Mas o dispositivo de transmissão automática é significativamente diferente da mecânica clássica. Muitos motoristas têm medo de levar carros com essa caixa. No entanto, seus medos não são justificados. Com a operação adequada, uma transmissão automática não durará menos que a mecânica. Mas, para melhor entendê-lo, você deve estudar detalhadamente o dispositivo da transmissão automática de um carro. Falaremos sobre isso no artigo de hoje.

Variedades

Existem vários tipos dessas caixas. Então, eles distinguem:

• Transmissão automática hidromecânica.
• Robótica (DSG).
• Variador.

Quais são as características de cada um deles? Considere abaixo.

ClássicoTransmissão automática

A transmissão hidromecânica é o tipo mais comum de transmissão automática. O dispositivo de tal caixa pressupõe a presença de um conversor de torque, uma caixa de câmbio manual e um sistema de controle. Mas esse design é praticado em veículos com tração traseira. Se este for um carro com tração dianteira, o diferencial também está incluído no dispositivo de transmissão automática e na engrenagem principal.

O conversor de torque (coloquialmente conhecido como "donut") é a unidade principal nesta transmissão. Serve para alterar e transmitir o torque do volante do motor para a caixa de câmbio manual. O donut também serve para amortecer oscilações e vibrações que ocorrem durante a transferência de forças rotacionais do motor de combustão interna.

Conversor de torque consiste em várias rodas. Isto é:

• Turbina.
• Reator.
• Roda da bomba.

O design também inclui duas embreagens - bloqueio e roda livre. Todos esses detalhes são colocados em uma caixa toroidal separada, que se parece com um donut (daí o nome específico).

A roda da bomba é conectada ao virabrequim do motor. A turbina interage com uma transmissão manual. Entre esses dois elementos está a roda do reator. Ele, ao contrário de todos os outros, é imóvel. Cada roda do transformador hidráulico de transmissão automática possui lâminas entre as quais passa o fluido ATP de trabalho.

A embreagem de travamento da transmissão automática é projetada para bloquear o GTF (donut) em modos de operação específicos do motor de combustão interna. Sem embreagem(também conhecido como overrunning) gira a roda do reator na direção oposta.

GTF trabalho

É realizado em ciclo fechado. Assim, o líquido ATP começa a fluir da bomba para a turbina e depois para a roda do reator devido à forma especial das lâminas, a taxa de fluxo de óleo começa a crescer de forma constante. O fluido ATP faz com que a roda da bomba gire mais rápido. Isso aumenta a força de torque. By the way, seu parâmetro máximo é alcançado em velocidades mínimas. Isso é necessário para que o carro comece a se mover suavemente mesmo sob carga. Quando o carro começa a ganhar velocidade, a embreagem engata e o conversor de torque trava. Nesta situação, é realizada uma transmissão direta de torque. Vale ress altar que a embreagem lock-up é acionada no câmbio automático em todas as marchas, inclusive a ré.

Carros modernos usam uma embreagem deslizante. Este modo evita que o mecanismo bloqueie completamente, o que tem um efeito positivo no consumo de combustível e uma condução suave.

Engrenagem Planetária

Este conjunto funciona como uma transmissão manual. A caixa de velocidades pode ser concebida para quatro, seis, sete ou oito velocidades. Em casos raros, uma transmissão automática de nove velocidades é usada (por exemplo, em carros Land Rover).

Continuamos estudando o dispositivo de transmissão automática. A engrenagem planetária consiste em várias engrenagens sequenciais. Eles formam um conjunto de engrenagens planetárias. Cada uma das velocidades inclui váriositens:

• A coroa.
• Satélites.
• Equipamento solar.
• Transportadora.

Como é feita a mudança de torque? Estudando o dispositivo do conversor de torque da transmissão automática, deve-se notar que esta operação é realizada utilizando vários elementos do conjunto de engrenagens planetárias. Esta foi a transportadora, bem como duas engrenagens (sol e coroa). Bloquear o último permite aumentar a relação de transmissão. A engrenagem solar, ao contrário, reduz essa relação. E a transportadora muda o sentido de rotação dos elementos.

O travamento é feito com embreagens. Este é um tipo de freio que segura certas partes da caixa de engrenagens, conectando-as à caixa da caixa de engrenagens. Dependendo da marca do carro (“Mazda” é isso ou “Ford”), o dispositivo de transmissão automática assume a presença de um freio de banda ou multidisco. Fecha com cilindros hidráulicos. Estes últimos são controlados a partir do módulo de distribuição. Uma embreagem livre é usada para evitar que o transportador gire na direção oposta.

Sistema Eletrônico

O dispositivo e a operação da transmissão automática de um carro moderno são impossíveis sem um sistema de controle eletrônico. Inclui:

• Unidade de controle.
• Sensores de entrada.
• Seletor de transmissão automática (consideraremos seu dispositivo posteriormente).
• Módulo de distribuição.

Observe que a lista de elementos de entrada é bastante extensa. Então, isso inclui sensores:

• Posições do pedal do acelerador.
• Temperaturas do líquido ATP.
• Velocidades do eixo de entrada e saída.
• Posições do seletor de marchas automático.

A unidade de controle da transmissão automática processa continuamente os sinais provenientes desses elementos e gera pulsos de controle para os atuadores. Esta unidade se comunica com a ECU do motor.

O módulo de distribuição aciona as embreagens de fricção e controla o fluxo de fluido ATP na transmissão. Este módulo consiste em carretéis de controle e válvulas solenoides acionadas mecanicamente. Essas peças são colocadas em uma caixa de alumínio separada e são interconectadas por canais.

Um elemento importante na transmissão automática Honda são os solenóides. Eles também são chamados de válvulas solenóides. Eles são necessários para regular a pressão do óleo da transmissão. E os carretéis realizam o modo de operação da caixa. Os elementos são acionados a partir da alavanca da transmissão automática.

Como o óleo ATP é o principal fluido de trabalho, uma bomba tipo engrenagem é fornecida no dispositivo de qualquer transmissão automática. Funciona a partir do cubo do conversor de torque e é a base do sistema hidráulico da caixa de engrenagens. Para resfriar o óleo no dispositivo de transmissão automática da Mercedes, é fornecido um trocador de calor especial. Este é um pequeno radiador que está localizado na frente do carro. Em alguns modelos, ele é fechado com o resfriador principal do líquido de arrefecimento do motor.

Seletor de transmissão automática

É esta parte que controla diretamente a transmissão automática. Existem vários modos de transmissão automática:

• Estacionamento.
• Reverso.
• Neutro.
• Dirigir (avançar).

Em alguns carros Nissan, o dispositivo de transmissão automáticaassume a presença de um modo esportivo. Para ligá-lo, você precisa mover o seletor da caixa de velocidades para a posição S. O modo difere porque a troca de marchas é realizada em rotações mais altas do motor. Isso resulta em mais torque e velocidade do veículo. Se considerarmos o Qashqai Nissan, o dispositivo de transmissão automática também assume a presença de um modo de câmbio manual. Essa caixa é chamada de "Tiptronic".

Transmissão robótica DSG

Este é um desenvolvimento da preocupação Volkswagen-Audi. Este posto de controle apareceu em meados dos anos 2000 e está instalado na maioria dos carros Skoda e Audi, bem como em Volkswagens (incluindo o Tuareg).

Uma característica chave do DSG automático é a troca rápida de marchas sem interrupção no fluxo de potência. Isso permite aumentar o desempenho e a eficiência da transmissão. Carros com DSG têm boa dinâmica de aceleração. Ao mesmo tempo, eles têm menor consumo de combustível em comparação com os conversores de torque clássicos.

O design e operação deste tipo de transmissão automática difere significativamente da transmissão anterior. Portanto, não há "donut" usual. A transmissão do torque é realizada através do uso de duas embreagens. Além disso, um dispositivo antifurto pode ser instalado neste tipo de transmissão automática.

Transmissão DSG

Inclui:

• Volante bimassa.
• Duas filas de engrenagens.
• Final drive e diferencial.
• Sistema de controle eletrônico.
• Duploembreagem.

Está tudo dentro de uma caixa de metal. Se falamos da dupla embreagem, ela garante que a potência seja transmitida simultaneamente para a segunda e a primeira fileira de engrenagens. Se for um DSG de seis velocidades, a caixa possui uma placa de acionamento (é conectada a um volante de massa dupla através de um cubo de entrada) e embreagens de fricção. Estes últimos estão ligados aos trens de engrenagens através do hub principal.

A propósito, o tipo de embreagem pode diferir na caixa DSG. Se for uma de seis velocidades, o design usa uma embreagem úmida. O óleo fornece não apenas lubrificação, mas também resfriamento dos discos de fricção. Isso aumenta significativamente o recurso dos agregados.

Se falarmos sobre a transmissão de sete velocidades, um esquema seco é aplicado aqui. Isso reduz significativamente a quantidade de óleo usado. Se no primeiro caso, a operação do DSG exigia pelo menos seis litros e meio, então no segundo - não mais que dois. A bomba que bombeia o lubrificante é elétrica. Esse design, segundo especialistas, é menos confiável e não possui alto recurso.

Quanto às marchas, a primeira é responsável pelo funcionamento das marchas à ré e ímpares. O segundo é usado para controlar engrenagens pares. Cada uma das linhas é um eixo secundário e primário com um conjunto específico de engrenagens. O elemento primário é completo e coaxial, e as engrenagens são rigidamente conectadas ao eixo. Ao mesmo tempo, as engrenagens secundárias giram livremente. Também no design existem sincronizadores. Eles facilitam a inclusão de uma determinada velocidade no checkpoint. Parao carro pode se mover para trás, um eixo intermediário é fornecido na caixa DSG; é equipado com uma marcha à ré.

A troca de marchas é controlada pela eletrônica. Inclui vários sensores, uma unidade de controle e uma unidade eletro-hidráulica com uma massa de atuadores. O módulo de controle está localizado no cárter da transmissão robótica automática. Durante a operação da caixa de engrenagens, os sensores analisam a velocidade dos eixos na saída e na entrada, a pressão do óleo, a posição dos garfos de câmbio, bem como a temperatura do lubrificante. Com base nesses sinais, a ECU implementa um ou outro algoritmo de controle.

Graças ao bloco, o circuito hidráulico da caixa de engrenagens é controlado. Este sistema inclui:

• Carretéis do distribuidor. Eles são acionados a partir da alavanca de câmbio.
• Válvulas solenóides. Esses elementos são usados para alternar velocidades.
• Válvulas de controle de pressão. Graças a eles, a embreagem de fricção funciona.

Os dois últimos componentes referem-se aos controles do atuador da caixa de engrenagens robótica.

Além disso, o design desta caixa fornece um multiplexador. Permite controlar cilindros hidráulicos com válvulas solenóides. Notavelmente, o número do primeiro é o dobro do último. Assim, na posição inicial do elemento, alguns cilindros hidráulicos são acionados, e na posição de trabalho, outros.

O algoritmo da transmissão robótica consiste na comutação sequencial de várias marchas. Então, quando o carro começa a se mover na primeira, na segundajá engajados com o segundo disco. Após um conjunto de certas revoluções, ocorre uma comutação instantânea. Afinal, o sistema não precisa selecionar um ou outro eixo - as engrenagens já começaram a funcionar.

Onde esta caixa de velocidades é usada? Basicamente, o DSG é usado em carros das classes B, C e D. Em muitos aspectos, tudo depende das características técnicas do próprio motor. Assim, uma caixa de seis velocidades é capaz de suportar um torque de 350 Nm. E o DSG de sete bandas é apenas 250. Portanto, essa caixa não é instalada em carros potentes.

Variador

Este é um tipo relativamente novo de transmissão automática, embora as primeiras cópias tenham começado a ser usadas já no 59º ano. Assim, o primeiro carro com caixa de câmbio variável foi o Daf. Além disso, esse esquema começou a ser praticado por fabricantes como Ford e Fiat. No entanto, esta caixa foi amplamente utilizada apenas 10 anos atrás. Agora esta caixa de velocidades é usada em carros:

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

A principal característica é que não possui engrenagens em si. O variador é uma transmissão continuamente variável que proporciona uma mudança suave nas relações de transmissão à medida que o veículo acelera. A principal vantagem dessa caixa de câmbio é a coordenação ideal da carga no carro com a velocidade do virabrequim. Isso resulta em alta eficiência de combustível e produtividade. A suavidade do passeio também é visivelmente melhorada, porque os solavancos durante a aceleração dinâmica são excluídos aqui.

O carro ganha velocidade rapidamente, sem solavancos, o mais suavemente possível. Mas devido a certas restrições de torque e potência, as transmissões automáticas variáveis são usadas apenas em carros e alguns crossovers. Além disso, o custo do carro no variador aumenta notavelmente, já que esta transmissão é bastante high-tech.

Dispositivos e tipos

Existem apenas dois tipos dessas transmissões. Este é um variador toroidal e de correia em V. Este último é o mais utilizado. Mas, independentemente do tipo, eles têm o mesmo dispositivo (a transmissão automática Toyota não é exceção). Então, o design inclui:

• transmissão CVT.
• Mecanismo que transmite torque.
• Sistema de controle.
• Mecanismo para desengatar a caixa de velocidades e para engatar a marcha-atrás.

Para que a caixa perceba e transmita o torque, os seguintes mecanismos de embreagem são acionados:

• Centrífuga automática. Usado em CVTs Transmatic.
• Multidisc molhado. Estes são os variadores Multimatic.
• Eletrônica (caixas "Hyper" usadas em alguns carros japoneses).
• Conversor de torque. Exemplos incluem transmissões Extroid, Multidrive e Multimatic.

O último tipo de conexão é o mais popular e engenhoso. Observe que o próprio acionamento da caixa de engrenagens variável pode ser por correia ou corrente.

O primeiro tipo consiste em uma ou duas correias. também emO dispositivo de transmissão automática da Toyota inclui duas polias. Os últimos formam uma espécie de discos cônicos que são capazes de se afastar e se afastar. Assim, o diâmetro da polia é alterado. Para aproximar os cones, são fornecidas molas especiais no dispositivo de transmissão automática Mazda (às vezes, a força centrífuga é usada). O disco cônico tem um ângulo de inclinação de 20 graus. Isso permite que a correia de acionamento se mova com resistência mínima.

Uma corrente de metal é usada em CVTs Multitronic. Consiste em várias placas que são conectadas por eixos. Este design tem boa flexibilidade. O raio de curvatura é de até 25 milímetros. Ao contrário de um variador de correia, um variador de corrente fornece transmissão de torque com ponto de contato das placas com os discos. Altas tensões ocorrem nestas áreas. Graças a este esquema, a perda mínima na transmissão de torque e a melhor eficiência são garantidas. Os discos cônicos são feitos de aço de rolamento de alta resistência.

Devido às características e disposição do projeto, o corpo da válvula da transmissão automática não é capaz de fornecer movimento reverso. Portanto, mecanismos auxiliares são usados no variador para engatar a marcha à ré. Esta é uma engrenagem planetária. Possui o mesmo dispositivo e princípio de operação das transmissões automáticas clássicas com conversor de torque.

Também no projeto de tal posto de controle há um sistema de controle eletrônico. Ele fornece ajuste síncrono do diâmetro da polia do variador dependendo da velocidade atual do motor. Este sistemafornece e a inclusão da transmissão reversa. O variador é controlado através do seletor, localizado na cabine. Os modos de controle são os mesmos de uma transmissão automática convencional. O dispositivo e o reparo dessas caixas também são semelhantes. No entanto, notamos que muitos serviços têm medo de levar esses carros para o trabalho, porque simplesmente não têm a experiência adequada. Essa caixa apareceu na Rússia recentemente, e existem muitos mitos sobre a correção da manutenção e reparo em torno dela. Especialistas dizem que, para tal caixa de engrenagens, basta trocar o óleo a tempo e não superaquecer o próprio mecanismo.

Conclusão

Então, descobrimos quais são os tipos de transmissão automática, como funciona e como funciona. O que escolher para um entusiasta de carros comuns? A experiência operacional mostra que a melhor opção seria comprar um carro com uma transmissão automática clássica com conversor de torque. Essa caixa é familiar para muitos - ela pode ser reparada e atendida em qualquer serviço. Além disso, máquinas modernas desse tipo se distinguem por um bom recurso de 300 a 400 mil quilômetros. Quanto ao robô DSG e ao variador stepless, essas caixas não comportam mais de 150 mil em nossas estradas. Então começam os problemas e os investimentos sérios. Portanto, você deve evitar comprá-los.