O dispositivo e princípio de funcionamento da transmissão automática de um carro

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

Hoje, os carros são equipados com vários tipos de caixas de câmbio. E se antes a maioria era mecânica, agora cada vez mais motoristas preferem o automático. Isso não é surpreendente, porque essa transmissão é mais conveniente de usar, especialmente quando se trata de viagens na cidade. Até recentemente, essas caixas eram caracterizadas por baixa eficiência. Antigos conversores de torque trocavam as marchas lentamente e com eles o carro gastava muito mais combustível. Mas hoje o design, dispositivo e princípio de operação da transmissão automática são ligeiramente diferentes. Essas caixas são formas de trocar rapidamente e com elas o carro consome menos combustível. Mas antes de mais nada.

Tipos

No momento existem diversas variedades de transmissões automáticas. Este é um automático clássico com um conversor de torque, um variador e um robô DSG. Este último foi desenvolvido especificamente pela preocupação "Volkswagen-Audi". O dispositivo e o princípio de operação das transmissões automáticas desses tipos são significativamente diferentes. Mas o que os une é a comutação de velocidades no modo automático. Vamos dar uma olhada nas características de cada uma dessas transmissões.

Metralhadora normal

É um redutor hidromecânico. Apesar do fato de que o design apareceu há mais de meio século, ainda é muito relevante. Claro, seu dispositivo foi significativamente melhorado até hoje. Agora essas caixas têm seis marchas. Se falarmos dos carros dos anos 80 e 90, eles tinham câmbio automático de quatro marchas.

Esta caixa de velocidades inclui:

• Transmissão manual.
• Conversor de torque ou rosca.
• Sistema de controle.

Se um carro com tração dianteira estiver equipado com tal transmissão, a engrenagem principal e o diferencial também estão incluídos. Uma das partes mais básicas em uma transmissão automática é o conversor de torque. É composto por várias partes. São rodas de bombeamento, turbina e reator. Graças a eles, é realizada uma transmissão suave de torque do motor de combustão interna para uma transmissão manual.

Outro dispositivo de transmissão automática inclui uma embreagem (roda livre e bloqueio). Esses elementos, juntamente com as rodas da turbina, são fechados em uma caixa metálica redonda, em forma de rosquinha. Dentro do conversor de torque há um fluido ATP em funcionamento. A roda da bomba está conectada ao virabrequim. E do lado do posto de controle está a turbina. Uma roda de reator também é colocada entre esses dois elementos.

Como funciona?

Qual é o princípio de funcionamento deste tipo de transmissão automática? Uma máquina clássica de circuito fechado opera. Como dissemos anteriormente, há ATP dentrolíquido. É um tipo de óleo de engrenagem. Mas, ao contrário de uma caixa de engrenagens mecânica, ela não apenas desempenha uma função lubrificante, mas também transmite torque. Qual é o princípio de funcionamento de um acoplamento de fluido de transmissão automática? Sob pressão, esse líquido entra na roda da turbina (a partir da roda da bomba) e depois entra na roda do reator. Por possuir lâminas de formato especial, a vazão do fluido começa a aumentar gradativamente durante a rotação do elemento. Assim, o óleo ATP aciona a roda da turbina.

O pico de torque na transmissão é gerado quando o carro arranca. À medida que a velocidade da máquina aumenta, a embreagem de travamento é ativada. Este último serve para bloquear o “donut” da transmissão automática em certos modos de operação do motor de combustão interna. Isso geralmente acontece quando a velocidade de rotação dos eixos é a mesma. Assim, o torque é transmitido diretamente para a caixa, sem "lapidar" e alterar a relação de transmissão. A propósito, uma embreagem deslizante é usada em transmissões automáticas modernas. É capaz de eliminar o bloqueio completo do conversor de torque em determinados modos. Isso contribui para uma aceleração suave e economia de combustível.

Transmissão manual em transmissão automática

Como tal, não há mecânica familiar a todos os motoristas nesta transmissão. O papel do redutor mecânico é desempenhado por um redutor planetário. Ele pode ser projetado para um número diferente de etapas - de quatro a oito. Mas ainda assim, as opções mais comuns são as transmissões automáticas de seis velocidades. Em casos raros, você pode encontrar uma caixa automática de nove marchas (por exemplo, no Range Rover Evog).

Como funciona uma transmissão automática? Este nó na transmissão é um conjunto de várias velocidades sequenciais. Todos eles estão unidos em um conjunto de engrenagens planetárias. O redutor planetário inclui os seguintes componentes:

• Sol e coroa.
• Transportadora.
• Satélites.

Se você se aprofundar no dispositivo e princípio de funcionamento do conversor de torque da transmissão automática, notará que a mudança no torque é realizada precisamente com a ajuda do transportador, bem como das engrenagens anel e sol. Quando o segundo mecanismo é bloqueado, a relação de transmissão aumenta. O próprio bloqueio é realizado pela operação de embreagens de fricção. Eles seguram as peças do redutor planetário conectando-as ao corpo da caixa. Dependendo da marca do carro, o design usa um freio de fricção multidisco ou de banda. Ambos os tipos de sistemas são controlados por cilindros hidráulicos. O sinal para as embreagens vem do módulo de distribuição. E para evitar que o transportador gire na direção oposta, o dispositivo de transmissão automática possui uma embreagem de avanço.

Sistema de controle

Agora é impossível imaginar uma transmissão automática, cujo princípio não dependeria da eletrônica. Assim, este sistema inclui vários sensores, um módulo de distribuição e uma unidade de controle. Durante a operação da transmissão automática, o sistema lê as informações de vários elementos. Este é um sensor de temperatura do líquido ATP, velocidade do eixo na saída e entrada, bem como a posição do acelerador. Todos esses sinais são processados em tempo real. Então a unidade de controle gera controleimpulsos que entram nos atuadores. Ress altamos também que o princípio de funcionamento do corpo da válvula da transmissão automática se baseia não apenas na leitura dos dados dos sensores, mas também na coordenação dos sinais que estão disponíveis na unidade de controle eletrônico do motor.

O módulo de distribuição é responsável pelo controle do fluxo do fluido de trabalho e pelo funcionamento das embreagens de fricção, que consiste em:

• Válvulas solenoides (são acionadas mecanicamente).
• Válvulas de carretel.
• Carcaça de alumínio contendo as peças acima.

Considerando o princípio de operação da transmissão automática Toyota, é importante observar os solenóides. Essas peças também são chamadas de válvulas solenoides. Para que servem os solenóides? Graças a esses elementos, a pressão do fluido ATP na caixa é regulada. De onde vem a pressão do óleo? Esta tarefa é realizada por uma bomba de engrenagem de transmissão automática especial. Seu princípio de funcionamento é simples. Este elemento opera a partir do hub “donut”. Eu giro com uma certa frequência, ele capta uma certa quantidade de óleo com os impulsores e bombeia. E para que o fluido de trabalho não superaqueça e o princípio de operação da transmissão automática do carro não seja violado, há um radiador no design de algumas caixas. Ele pode ser colocado separadamente na frente (escondido sob o pára-choques) ou conectado ao radiador de refrigeração principal. O último esquema é frequentemente praticado em carros Mercedes.

Seletor

O princípio de funcionamento do seletor de transmissão automática é extremamente simples. Este mecanismo está estruturalmente ligado ao carretel, que realiza um determinado modotrabalho de transmissão automática. Existem vários deles:

• Estacionamento.
• Reverso.
• Neutro.
• Dirigir.

Mas isso não é tudo. Se considerarmos o princípio de funcionamento da transmissão automática Honda, você notará que existe um modo esportivo no seletor. Para ligá-lo, basta mover a alça para a posição apropriada. Considerando o princípio de funcionamento da transmissão automática da Nissan, vale dizer que em alguns modelos existe a possibilidade de troca manual de marchas.

DSG Robot

Este tipo de transmissão automática surgiu há relativamente pouco tempo. Os primeiros modelos começaram a ser usados apenas em meados dos anos 2000. Inicialmente, essas caixas foram instaladas nos carros Skoda. Mas eles também podem ser encontrados em Volkswagens e Audis.

Entre as características, vale destacar um princípio completamente diferente de operação da transmissão automática. O conversor de torque como tal está ausente aqui em princípio. Em vez disso, ele usa uma embreagem de placa dupla e um volante de massa dupla. Este design permite reduzir significativamente o intervalo de tempo entre as trocas de marcha.

Em termos de dispositivo, esta caixa inclui:

• Transmissão manual com duas fileiras de marchas.
• Sistema de controle eletrônico.
• Diferencial.
• Rodada final.
• Dupla embreagem.

Todos os elementos acima são colocados em uma única caixa de metal. Por que o design usa uma embreagem dupla e duas fileiras de engrenagens? Se considerarmos o princípio de funcionamento de uma transmissão automática de um carro com DSG, você precisaobserve que enquanto uma marcha está em operação, a segunda já está se preparando para a próxima inclusão. Isso acontece ao acelerar e ao desacelerar. Embreagens de fricção também estão presentes em tal caixa de velocidades. Eles estão ligados através do cubo principal aos trens de engrenagens na transmissão.

Existem vários tipos de caixas DSG:

• Seis velocidades.
• Sete marchas.

O princípio de funcionamento do primeiro tipo de transmissão automática é baseado na ação de uma embreagem "úmida". Portanto, na caixa há um óleo especial que fornece não apenas lubrificação, mas também resfriamento das embreagens. Fluido sob pressão circula no sistema e transmite torque.

Quanto ao segundo tipo de DSG, uma embreagem seca já foi aplicada aqui. O princípio de funcionamento é semelhante a uma transmissão manual - o disco é pressionado contra o volante e, por atrito, transmite torque. Segundo os especialistas, esse esquema de design é menos confiável. O recurso de disco é de cerca de 50 mil quilômetros, e o custo de reposição chega a R$ 700, incluindo consumíveis.

As gamas de velocidades incluem velocidades à ré, pares e ímpares. Cada linha é um conjunto de eixos (composto por primário e secundário), bem como um determinado conjunto de engrenagens. Para realizar o movimento de retorno, o projeto utiliza um eixo intermediário com marcha a ré.

Como em uma máquina clássica, existe uma eletrônica que controla a mudança de velocidade. Isso inclui a unidade de controle, sensores e atuadores. Então, primeiro, os sensores lêem dados sobre a velocidade dos eixos ea posição do garfo de engrenagem, e então a unidade analisa esta informação e aplica um algoritmo de controle específico.

DSG circuito hidráulico consiste em:

• Válvulas de carretel que operam a partir do seletor.
• Válvulas solenoides (mesmas solenoides). Servem para trocar as marchas no modo automático.
• Válvulas de controle de pressão, que contribuem para o bom funcionamento da embreagem de fricção.

Como funciona o DSG?

O princípio de funcionamento do sistema hidráulico da transmissão automática do robô é alternar sequencialmente várias marchas. Quando o carro começa a se mover de um lugar, o sistema inclui a primeira velocidade. Neste caso, o segundo já está engajado. Assim que o carro ganha uma velocidade maior (cerca de 20 quilômetros por hora), a eletrônica muda a velocidade para aumentada. A terceira marcha já está engatada. Isso vai até o mais alto. Se o carro desacelerar, os eletrônicos engatam a marcha já baixa. A mudança de marcha é instantânea, pois o projeto envolve duas fileiras de engrenagens.

Aplicativo

Vale a pena notar que essa transmissão não é usada em todos os carros. Como dissemos anteriormente, a maior parte são carros da preocupação VAG. Mas os veículos comerciais (por exemplo, Volkswagen Crafter) não estão equipados com eles. E tudo porque a caixa é projetada para um certo limite de torque. Não deve exceder 350 Nm.

Isso se aplica a transmissões de seis velocidades. DSGa sete velocidades e não suportam mais de 250 Nm. Portanto, você pode encontrar essa caixa no máximo no Tuareg e em carros mais fracos como o Passat ou Octavia.

Variador

Esta caixa de velocidades também funciona em modo automático. Apareceu há meio século, mas apenas os últimos 10 a 15 anos foram usados ativamente. O que é um variador? Esta é uma transmissão automática continuamente variável que muda suavemente a relação de transmissão por meio de uma transmissão por correia ou corrente. As relações de transmissão mudam à medida que o veículo ganha velocidade. No momento, essa caixa é amplamente utilizada pelas seguintes montadoras:

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

Quais são as vantagens desta caixa? Graças a uma mudança suave na relação de transmissão, o carro ganha velocidade rapidamente e sem solavancos. O motorista e os passageiros não sentem choques durante a aceleração, por mais forte que seja o pedal do acelerador. No entanto, existem armadilhas aqui. Essa caixa também tem limites de torque, como DSG. Portanto, é usado principalmente em carros de passeio.

Variedades de variadores

Existem vários tipos de dados de transmissão:

• Toróide.
• Variador de correia em V.

Ao mesmo tempo, ambos os tipos de caixas têm quase o mesmo dispositivo e princípio de operação. O design do variador inclui:

• Sistemacontroles.
• Polia que proporciona transmissão de torque.
• Acionamento por corrente ou correia.
• Mecanismo de liberação da caixa (usado para engatar a marcha à ré).

Para que a transmissão perceba o torque, uma embreagem está envolvida no projeto. Pode ser de vários tipos:

• Centrífuga automática.
• Eletrônico.
• Multidisc.

Há também esses variadores onde um conversor de torque é usado como embreagem (como nas máquinas automáticas clássicas). Normalmente, esse esquema é praticado nas caixas Honda Multimatic. Especialistas acreditam que este tipo de embreagem é o mais confiável e engenhoso.

Dirigir

Como já dissemos, uma unidade diferente pode ser usada no variador - corrente, correia dibo. Este último é mais popular. A correia passa por duas polias, que formam discos cônicos. Essas polias são capazes de se mover e se afastar dependendo da necessidade. Para aproximar os discos, são fornecidas molas especiais no design. As próprias polias têm um leve ângulo de inclinação. Seu valor é de aproximadamente 20 graus. Isso é feito para que a esteira se mova com resistência mínima durante a operação da caixa.

Agora sobre o acionamento por corrente. A corrente em uma caixa de câmbio automática variável é composta por várias placas de metal conectadas por eixos. De acordo com especialistas, essa unidade e design são mais flexíveis. A corrente é capaz de dobrar em um ângulo de até 25 graus sem perda de recursos. Mas ao contrário de um acionamento por correia, este acionamento temprincípio de funcionamento diferente. A transmissão automática transmite torque através do ponto de contato com as polias. Em certas áreas, alta tensão (força de atrito) é formada. Isso atinge alta eficiência. E para que as polias não se desgastem com esse estresse, elas são feitas de aço de rolamento de alta resistência.

Ré em CVT

Como o variador só pode girar em uma direção, os engenheiros tiveram que desenvolver uma caixa de engrenagens planetária separada para implementar a marcha à ré. Ele é projetado e funciona de forma semelhante a uma caixa de engrenagens em uma máquina clássica.

Sistema de controle

Semelhante às transmissões automáticas anteriores, o CVT utiliza um sistema de controle eletrônico. No entanto, seu princípio de funcionamento é um pouco diferente. Assim, o sistema proporciona ajuste do diâmetro dos discos variadores.

À medida que a velocidade muda, o diâmetro de uma polia aumenta e a outra diminui. Os modos são controlados através do seletor graças ao sensor de transmissão automática. O princípio de funcionamento de um variador com acionamento por corrente e correia é alterar o diâmetro das polias.

Sobre problemas

Devido ao design complexo e baixa prevalência, muitos serviços se recusam a trabalhar com tais transmissões. Portanto, os CVTs não se enraizaram bem em nosso país. Como a experiência operacional demonstrou, o recurso desta caixa, mesmo com manutenção adequada, não passa de 150 mil quilômetros. Em vista disso, é razoável comprar esses carros apenas em condições novas, que estão na garantia. É perigoso pegar um carro em um variador de suas mãos - você pode subirreparos caros, que nem todos os serviços realizam.

Resumindo

Então, descobrimos o dispositivo e o princípio de funcionamento de uma transmissão automática hidromecânica, uma robótica e um variador. Como você pode ver, todas essas caixas são organizadas de maneira diferente e possuem seu próprio algoritmo de ação. Qual transmissão é melhor escolher? Especialistas dizem que a escolha mais razoável seria uma máquina caça-níqueis clássica. Como a experiência operacional mostrou, os proprietários de carros com DSG e CVT muitas vezes recorreram a serviços e essas caixas são caras para manter. A máquina caça-níqueis clássica está no mercado há muito tempo e seu design está sendo constantemente aprimorado e aprimorado. Portanto, essas caixas se distinguem por um alto recurso, despretensiosas na operação e podem ser reparadas em qualquer serviço. A prática mostrou que o recurso de uma transmissão automática em um carro é de 300 a 400 mil quilômetros. Este é um período sério, já que alguns motores modernos rodam apenas 250. Mas para que essa transmissão dure muito tempo, vale a pena trocar o fluido ATP nele regularmente, ou seja, a cada 60 mil quilômetros.