Perangkat dan prinsip pengoperasian transmisi otomatis mobil

2024 Pengarang: Erin Ralphs | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-02-19 17:02

Saat ini, mobil dilengkapi dengan berbagai jenis gearbox. Dan jika sebelumnya mayoritas adalah mekanik, sekarang semakin banyak pengemudi yang memilih otomatis. Ini tidak mengherankan, karena transmisi seperti itu lebih nyaman digunakan, terutama untuk perjalanan dalam kota. Sampai saat ini, kotak seperti itu ditandai dengan efisiensi yang rendah. Konverter torsi lama menggeser persneling secara perlahan dan dengan itu mobil menghabiskan lebih banyak bahan bakar. Tetapi hari ini desain, perangkat, dan prinsip pengoperasian transmisi otomatis sedikit berbeda. Kotak-kotak ini adalah cara untuk beralih dengan cepat dan dengannya mobil mengkonsumsi lebih sedikit bahan bakar. Tapi hal pertama yang pertama.

Tipe

Saat ini ada beberapa jenis transmisi otomatis. Ini adalah otomatis klasik dengan konverter torsi, variator dan robot DSG. Yang terakhir dikembangkan secara khusus oleh perusahaan "Volkswagen-Audi". Perangkat dan prinsip pengoperasian transmisi otomatis jenis ini sangat berbeda. Tapi yang menyatukan mereka adalah pergantian kecepatan dalam mode otomatis. Mari kita lihat lebih dekat fitur dari masing-masing transmisi ini.

Senjata mesin biasa

Ini adalah gearbox hidromekanik. Terlepas dari kenyataan bahwa desainnya muncul lebih dari setengah abad yang lalu, itu masih sangat relevan. Tentu saja, perangkatnya telah ditingkatkan secara signifikan hingga hari ini. Sekarang kotak-kotak ini memiliki enam roda gigi. Jika kita berbicara tentang mobil dari tahun 80-an dan 90-an, mereka memiliki transmisi otomatis empat kecepatan.

Gearbox ini termasuk:

• Transmisi manual.
• Konverter torsi atau donat.
• Sistem kontrol.

Jika mobil berpenggerak roda depan dilengkapi dengan transmisi seperti itu, maka gigi utama dan diferensial juga disertakan. Salah satu bagian paling dasar dalam transmisi otomatis adalah konverter torsi. Ini terdiri dari beberapa bagian. Ini adalah pompa, turbin dan roda reaktor. Berkat mereka, transmisi torsi yang mulus dari mesin pembakaran internal ke transmisi manual dilakukan.

Perangkat transmisi otomatis lainnya termasuk kopling (roda bebas dan pemblokiran). Elemen-elemen ini, bersama dengan roda turbin, ditutup dalam wadah logam bundar, berbentuk seperti donat. Di dalam konverter torsi ada cairan ATP yang berfungsi. Roda pompa terhubung ke poros engkol. Dan dari sisi pos pemeriksaan adalah turbin. Sebuah roda reaktor juga ditempatkan di antara dua elemen ini.

Bagaimana cara kerjanya?

Apa prinsip pengoperasian transmisi otomatis jenis ini? Sebuah mesin loop tertutup klasik beroperasi. Seperti yang kami katakan sebelumnya, ada ATP di dalamcairan. Ini adalah sejenis oli roda gigi. Tetapi, tidak seperti gearbox mekanis, ia tidak hanya melakukan fungsi pelumasan, tetapi juga mentransmisikan torsi. Apa prinsip pengoperasian kopling cairan transmisi otomatis? Di bawah tekanan, cairan ini memasuki roda turbin (dari roda pompa), dan kemudian memasuki roda reaktor. Karena memiliki bilah dengan bentuk khusus, laju aliran fluida mulai meningkat secara bertahap selama rotasi elemen. Dengan demikian, oli ATP menggerakkan roda turbin.

Torsi puncak pada transmisi dihasilkan saat mobil dinyalakan. Saat kecepatan mesin meningkat, kopling pengunci diaktifkan. Yang terakhir berfungsi untuk memblokir keras "donat" dari transmisi otomatis dalam mode operasi tertentu dari mesin pembakaran internal. Ini biasanya terjadi ketika kecepatan putaran poros sama. Jadi, torsi ditransmisikan langsung ke kotak, tanpa "memukul" dan mengubah rasio roda gigi. Omong-omong, kopling sandal digunakan pada transmisi otomatis modern. Ia mampu menghilangkan pemblokiran total konverter torsi dalam mode tertentu. Ini berkontribusi pada akselerasi yang mulus dan penghematan bahan bakar.

Transmisi manual dalam transmisi otomatis

Dengan demikian, tidak ada mekanik yang familiar bagi semua pengendara dalam transmisi ini. Peran gearbox mekanis dilakukan oleh gearbox planet. Ini dapat dirancang untuk sejumlah langkah yang berbeda - dari empat hingga delapan. Tapi tetap saja, opsi yang paling umum adalah transmisi otomatis enam kecepatan. Dalam kasus yang jarang terjadi, Anda dapat menemukan otomatis sembilan kecepatan (misalnya, pada Range Rover Evog).

Bagaimana cara kerja transmisi otomatis? Node dalam transmisi ini adalah kumpulan beberapa kecepatan berurutan. Semuanya disatukan dalam satu set roda gigi planet. Gearbox planetary mencakup komponen-komponen berikut:

• Sun dan ring gear.
• Pembawa.
• Satelit.

Jika Anda mempelajari perangkat dan prinsip pengoperasian konverter torsi transmisi otomatis secara rinci, Anda akan melihat bahwa perubahan torsi dilakukan secara tepat dengan bantuan pembawa, serta roda gigi cincin dan matahari. Ketika mekanisme kedua diblokir, rasio roda gigi meningkat. Pemblokiran itu sendiri dilakukan oleh pengoperasian kopling gesekan. Mereka memegang bagian-bagian dari gearbox planet dengan menghubungkannya ke badan kotak. Tergantung pada merek mobil, desainnya menggunakan rem multi-cakram atau rem gesekan pita. Kedua jenis sistem dikendalikan oleh silinder hidrolik. Sinyal ke kopling berasal dari modul distribusi. Dan untuk mencegah carrier berputar ke arah yang berlawanan, perangkat transmisi otomatis memiliki overrunning clutch.

Sistem kontrol

Sekarang tidak mungkin membayangkan transmisi otomatis, yang prinsipnya tidak bergantung pada elektronik. Jadi, sistem ini mencakup berbagai sensor, modul distribusi, dan unit kontrol. Selama operasi transmisi otomatis, sistem membaca informasi dari berbagai elemen. Ini adalah sensor suhu cair-ATP, kecepatan poros pada output dan input, serta posisi akselerator. Semua sinyal ini diproses secara real time. Kemudian unit kontrol menghasilkan kontrolimpuls yang masuk ke aktuator. Kami juga mencatat bahwa prinsip pengoperasian badan katup transmisi otomatis tidak hanya didasarkan pada pembacaan data dari sensor, tetapi juga pada koordinasi sinyal yang tersedia di unit kontrol mesin elektronik.

Modul distribusi bertanggung jawab untuk mengontrol aliran fluida kerja dan untuk pengoperasian kopling gesekan, yang terdiri dari:

• Katup solenoid (digerakkan secara mekanis).
• Katup spool.
• Rumah aluminium berisi bagian-bagian di atas.

Mempertimbangkan prinsip pengoperasian transmisi otomatis Toyota, penting untuk memperhatikan hal seperti solenoida. Bagian ini juga disebut katup solenoida. Untuk apa solenoida? Berkat elemen-elemen ini, tekanan cairan ATP di dalam kotak diatur. Dari mana datangnya tekanan oli? Tugas ini dilakukan oleh pompa roda gigi transmisi otomatis khusus. Prinsip kerjanya sederhana. Elemen ini beroperasi dari hub "donat". Saya memutar dengan frekuensi tertentu, ia menangkap sejumlah minyak dengan impeler dan memompanya. Dan agar fluida kerja tidak terlalu panas dan prinsip pengoperasian transmisi otomatis mobil tidak dilanggar, ada radiator dalam desain beberapa kotak. Itu dapat ditempatkan secara terpisah di depan (tersembunyi di bawah bumper) atau terhubung ke radiator pendingin utama. Skema terakhir ini sering dipraktekkan pada mobil Mercedes.

Pemilih

Prinsip pengoperasian selektor transmisi otomatis sangat sederhana. Mekanisme ini secara struktural terhubung ke kumparan, yang melakukan mode tertentukerja transmisi otomatis. Ada beberapa di antaranya:

• Parkir.
• Mundur.
• Netral.
• Berkendara.

Tapi bukan itu saja. Jika kita memperhatikan prinsip pengoperasian transmisi otomatis Honda, Anda akan melihat bahwa ada mode sport pada pemilih. Untuk menyalakannya, cukup gerakkan gagang ke posisi yang sesuai. Mempertimbangkan prinsip pengoperasian transmisi otomatis Nissan, perlu dikatakan bahwa pada beberapa model ada kemungkinan perpindahan gigi manual.

Robot DSG

Jenis transmisi otomatis ini muncul relatif baru-baru ini. Model pertama mulai digunakan hanya pada pertengahan 2000-an. Awalnya, kotak seperti itu dipasang di mobil Skoda. Tetapi mereka juga dapat ditemukan di Volkswagen dan Audi.

Di antara fitur-fiturnya, perlu diperhatikan prinsip pengoperasian transmisi otomatis yang sama sekali berbeda. Konverter torsi seperti itu pada prinsipnya tidak ada di sini. Sebagai gantinya, ia menggunakan kopling pelat ganda dan roda gila bermassa ganda. Desain ini memungkinkan Anda untuk secara signifikan mengurangi interval waktu antara pergantian gigi.

Dalam hal perangkat, kotak ini mencakup:

• Transmisi manual dengan dua baris gigi.
• Sistem kontrol elektronik.
• Diferensial.
• Final gear.
• Double clutch.

Semua elemen di atas tertutup dalam satu wadah logam. Mengapa desainnya menggunakan kopling ganda dan roda gigi dua baris? Jika kami mempertimbangkan prinsip pengoperasian transmisi otomatis mobil dengan DSG, Anda perluperhatikan bahwa saat satu gigi sedang beroperasi, yang kedua sudah bersiap untuk penyertaan berikutnya. Ini terjadi saat berakselerasi dan saat melambat. Kopling gesekan juga hadir di gearbox semacam itu. Mereka dihubungkan melalui hub utama ke rangkaian roda gigi di transmisi.

Ada beberapa jenis kotak DSG:

• Enam kecepatan.
• Tujuh kecepatan.

Prinsip pengoperasian transmisi otomatis tipe pertama didasarkan pada kerja kopling "basah". Jadi, di dalam kotak ada oli khusus yang tidak hanya memberikan pelumasan, tetapi juga pendinginan kopling. Cairan di bawah tekanan bersirkulasi dalam sistem dan mentransmisikan torsi.

Untuk DSG tipe kedua, kopling kering sudah diterapkan di sini. Prinsip operasinya mirip dengan transmisi manual - cakram ditekan ke roda gila dan, melalui gesekan, mentransmisikan torsi. Menurut para ahli, skema desain seperti itu kurang dapat diandalkan. Sumber daya disk sekitar 50 ribu kilometer, dan biaya penggantian mencapai $ 700, termasuk bahan habis pakai.

Rentang gigi mencakup kecepatan mundur, genap, dan ganjil. Setiap baris adalah satu set poros (terdiri dari primer dan sekunder), serta satu set roda gigi tertentu. Untuk melakukan gerakan mundur, desainnya menggunakan poros perantara dengan gigi mundur.

Seperti pada mesin klasik, ada elektronik yang mengontrol perubahan kecepatan. Ini termasuk unit kontrol, sensor dan aktuator. Jadi, pertama, sensor membaca data tentang kecepatan poros danposisi garpu gir, dan kemudian unit menganalisis informasi ini dan menerapkan algoritme kontrol khusus.

Sirkuit hidrolik DSG terdiri dari:

• Katup spool yang beroperasi dari selektor.
• Katup solenoida (solenoid yang sama). Mereka berfungsi untuk memindahkan gigi dalam mode otomatis.
• Katup kontrol tekanan, yang berkontribusi pada kelancaran operasi kopling gesekan.

Bagaimana cara kerja DSG?

Prinsip pengoperasian sistem hidrolik transmisi otomatis robot adalah dengan mengganti sejumlah roda gigi secara berurutan. Ketika mobil mulai bergerak dari suatu tempat, sistem memasukkan kecepatan pertama. Dalam hal ini, yang kedua sudah bertunangan. Segera setelah mobil mencapai kecepatan yang lebih tinggi (sekitar 20 kilometer per jam), elektronik mengubah kecepatan menjadi meningkat. Gigi ketiga sudah diaktifkan. Ini berlanjut hingga yang tertinggi. Jika mobil melambat, elektronik mengaktifkan gigi yang sudah rendah. Pergeseran dilakukan seketika, karena desainnya melibatkan dua baris roda gigi.

Aplikasi

Perlu dicatat bahwa transmisi seperti itu tidak digunakan pada setiap mobil. Seperti yang kami katakan sebelumnya, sebagian besar adalah mobil dari perhatian VAG. Tetapi kendaraan komersial (misalnya, Volkswagen Crafter) tidak dilengkapi dengannya. Dan semua karena kotak dirancang untuk ambang torsi tertentu. Tidak boleh melebihi 350 Nm.

Ini berlaku untuk transmisi enam kecepatan. DSGpada tujuh kecepatan dan tidak menahan lebih dari 250 Nm sama sekali. Oleh karena itu, Anda dapat menemukan kotak seperti itu paling banyak di Tuareg dan mobil yang lebih lemah seperti Passat atau Octavia.

Variator

Gearbox ini juga berfungsi dalam mode otomatis. Itu muncul setengah abad yang lalu, tetapi hanya 10-15 tahun terakhir yang digunakan secara aktif. Apa itu variator? Ini adalah transmisi otomatis variabel kontinu yang mengubah rasio roda gigi dengan mulus melalui penggerak sabuk atau rantai. Rasio gigi berubah saat kendaraan menambah kecepatan. Saat ini, kotak seperti itu banyak digunakan oleh pembuat mobil berikut:

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

Apa kelebihan kotak ini? Berkat perubahan rasio gigi yang mulus, mobil menambah kecepatan dengan cepat dan tanpa menyentak. Pengemudi dan penumpang tidak merasakan guncangan saat berakselerasi, betapapun kerasnya pedal gas ditekan. Namun, ada jebakan di sini. Kotak seperti itu juga memiliki batas torsi, seperti DSG. Oleh karena itu, ini terutama digunakan pada mobil penumpang.

Variasi Variator

Ada beberapa jenis transmisi data:

• Toroid.
• V-belt variator.

Pada saat yang sama, kedua jenis kotak memiliki perangkat dan prinsip operasi yang hampir sama. Desain variator meliputi:

• Sistemkontrol.
• Pulley yang menyediakan transmisi torsi.
• Penggerak rantai atau sabuk.
• Mekanisme pelepasan kotak (digunakan untuk memasang gigi mundur).

Agar transmisi merasakan torsi, desainnya melibatkan kopling. Itu bisa dari beberapa jenis:

• Otomatis sentrifugal.
• Elektronik.
• Multidisc.

Ada juga variator di mana konverter torsi digunakan sebagai kopling (seperti pada mesin otomatis klasik). Biasanya, skema seperti itu dipraktikkan pada kotak Honda Multimatic. Para ahli percaya bahwa jenis kopling ini adalah yang paling andal dan banyak akal.

Berkendara

Seperti yang telah kami katakan, drive yang berbeda dapat digunakan di variator - rantai, sabuk dibo. Yang terakhir ini lebih populer. Sabuk berjalan pada dua katrol, yang membentuk cakram kerucut. Katrol ini dapat bergerak dan bergerak terpisah tergantung kebutuhan. Untuk mendekatkan cakram, pegas khusus disediakan dalam desain. Katrol itu sendiri memiliki sedikit sudut kemiringan. Nilainya sekitar 20 derajat. Hal ini dilakukan agar sabuk bergerak dengan hambatan minimal selama pengoperasian kotak.

Sekarang tentang penggerak rantai. Rantai pada gearbox variabel otomatis adalah beberapa pelat logam yang dihubungkan oleh as. Menurut para ahli, drive dan desain seperti itu lebih fleksibel. Rantai mampu menekuk pada sudut hingga 25 derajat tanpa kehilangan sumber daya. Namun tidak seperti penggerak sabuk, penggerak ini memilikiprinsip operasi yang berbeda. Transmisi otomatis mentransmisikan torsi melalui kontak titik dengan puli. Di daerah tertentu, tegangan tinggi (gaya gesekan) terbentuk. Ini mencapai efisiensi tinggi. Dan agar katrol tidak aus karena tekanan seperti itu, katrol terbuat dari baja bantalan kekuatan tinggi.

Gigi mundur di CVT

Karena penggerak variator hanya dapat berputar ke satu arah, para insinyur harus mengembangkan planetary gearbox terpisah untuk mengimplementasikan gigi mundur. Ini dirancang dan bekerja mirip dengan gearbox di mesin klasik.

Sistem kontrol

Mirip dengan transmisi otomatis sebelumnya, CVT menggunakan sistem kontrol elektronik. Namun, prinsip operasinya agak berbeda. Jadi, sistem menyediakan penyesuaian diameter cakram variator.

Saat kecepatan berubah, satu diameter puli bertambah dan yang lainnya berkurang. Mode dikendalikan melalui pemilih berkat sensor transmisi otomatis. Prinsip pengoperasian variator dengan penggerak rantai dan sabuk adalah mengubah diameter puli.

Tentang masalah

Karena desain yang rumit dan prevalensi yang rendah, banyak layanan menolak untuk bekerja dengan transmisi semacam itu. Oleh karena itu, CVT belum berakar dengan baik di negara kita. Seperti yang ditunjukkan oleh pengalaman pengoperasian, sumber daya kotak ini, bahkan dengan perawatan yang tepat, tidak lebih dari 150 ribu kilometer. Mengingat hal ini, masuk akal untuk membeli mobil seperti itu hanya dalam kondisi baru, yang masih dalam garansi. Berbahaya membawa mobil dengan variator dari tangan Anda - Anda bisa naikperbaikan mahal, yang tidak akan dilakukan setiap layanan.

Menyimpulkan

Jadi, kami menemukan perangkat dan prinsip pengoperasian transmisi otomatis hidromekanik, robotik, dan variator. Seperti yang Anda lihat, semua kotak ini disusun secara berbeda dan memiliki algoritme tindakannya sendiri. Transmisi mana yang lebih baik untuk dipilih? Para ahli mengatakan bahwa pilihan yang paling masuk akal adalah mesin slot klasik. Seperti yang ditunjukkan oleh pengalaman pengoperasian, pemilik mobil dengan DSG dan CVT sering kali beralih ke servis dan perawatan kotak ini mahal. Mesin slot klasik telah ada di pasaran untuk waktu yang sangat lama, dan desainnya terus disempurnakan dan ditingkatkan. Oleh karena itu, kotak seperti itu dibedakan oleh sumber daya yang tinggi, bersahaja dalam pengoperasian dan dapat diperbaiki dalam layanan apa pun. Praktik telah menunjukkan bahwa sumber daya transmisi otomatis di dalam mobil adalah dari 300 hingga 400 ribu kilometer. Ini adalah periode yang serius, mengingat beberapa mesin modern hanya bekerja 250. Tetapi agar transmisi seperti itu bertahan lama, ada baiknya mengganti cairan ATP di dalamnya secara teratur, yaitu setiap 60 ribu kilometer.