Трансмиссия в автоматической коробке передач

История автомобилестроения восходит к 19 веку. Инженерам первых автомобилей пришлось расколоться. С теоретической точки зрения паровой двигатель и электродвигатель лучше всего подходили для управления транспортным средством.

Оба источника питания могли развивать высокий крутящий момент на низких оборотах и запускаться под нагрузкой. А вот двигатель внутреннего сгорания не мог этого сделать — его нужно было запускать без нагрузки. Кроме того, на холостом ходу он мог преодолевать только сопротивление движению взаимодействующих частей.

Инженеры не сдавались, особенно в связи с тем, что большим преимуществом двигателя внутреннего сгорания была возможность использования бензина в качестве топлива, который был небольшим по объему и обеспечивал максимальную дальность полета автомобиля. В итоге все заработало — низкий крутящий момент на низких оборотах двигателя сначала заменили сцепление, потом сцепление и трансмиссия.

Сцепление

Сцепление позволяет отсоединить привод от двигателя и получить гораздо более высокую скорость вращения. Проскальзывание сцепления на высоких оборотах двигателя позволяет автомобилю трогаться с места. Первоначально передаточное отношение трансмиссии, передающей привод от двигателя к колесам, было выбрано таким, чтобы позволять трогаться с места и было постоянным, что не позволяло автомобилям достигать высоких скоростей и подниматься в гору. Эта проблема была решена конструкцией трансмиссии, которая позволяла переключать передачи во время движения. Революционным шагом в развитии мобильности стало изобретение французского конструктора Рене Панара, который использовал в своем автомобиле коробку передач собственной конструкции с двигателем Daimler. Идея коробки передач, изобретенной Панаром, сохранилась до наших дней.

В настоящее время в системе привода можно выделить несколько типов муфт:

• Трение — передача крутящего момента происходит через фрикционную связь — типично для механических ящиков;
• Гидрокинетический — вращательное движение от активного элемента к пассивному передается через жидкость — используется в автоматических ящиках;
• Вязкая — применяется в автомобилях с полным приводом.

Автоматическая коробка передач

Первые коробки передач Panhard имели только прямозубые передачи и не имели синхронизаторов. Как следствие, для управления ими требовались профессиональные навыки — следовательно, лишь немногие могли выполнять почетную функцию шофера в то время. Автоматическая коробка передач в простейшем виде состоит из гидравлической муфты и планетарной передачи. Это решение обеспечивает три диапазона работы вперед и один назад. Управление автомобилем, оснащенным автоматической коробкой передач, конечно же, ограничивается нажатием педалей газа и тормоза, что определенно повышает комфорт вождения. Автоматическая трансмиссия стала стандартом в США. Конструкцию автоматической трансмиссии американцы совершенствовали годами.

Альтернативой автоматической трансмиссии стала бесступенчатая трансмиссия, завоевавшая сторонников среди европейских дизайнеров. С 1920 года в Швейцарии находился первый автомобиль с примитивной бесступенчатой трансмиссией.

Механические коробки передач, являющиеся прерогативой европейских конструкторов, в полной мере использовали идею решения Панара, и со временем они получили несколько дополнительных элементов, которые сделали их удобными для пользователя, включая использование скошенных зубьев, внедрение синхронизаторов и усовершенствование системы выбора передач. Из-за значительного увеличения трафика машины, популярные в Соединенных Штатах, также находят все больше сторонников в Европе.

Постоянное развитие

Постоянно растущие требования автомобильного рынка вынудили инженеров изобрести коробку передач, которая будет соответствовать прихотям пользователей. Они мечтают, чтобы коробка передач в их автомобиле, в зависимости от настроения, могла автоматически переключать передачи или, если вы хотите прокатиться по ралли, позволять водителю выбирать отдельные передачи. Все это повлияло на дальнейшее развитие автоматических трансмиссий.

Было решено применить решения, которые представляют собой своего рода компромисс между автоматической и механической трансмиссиями. Один из примеров — Renault Twingo Easy. Автомобиль не имеет педали сцепления, а в системе привода используется механическая коробка передач. Секрет в автоматическом сцеплении.

Гидравлическая система с полным электронным управлением включает и выключает сцепление.

Назначение и сущность использования передаточных чисел

Коробка передач — это механизм системы привода, который используется для изменения величины крутящего момента, создаваемого двигателем, для достижения силы, необходимой для преодоления сопротивления движущегося транспортного средства. Коробка передач, применяемая в автомобилях с двигателями внутреннего сгорания, позволяет:

• Изменение крутящего момента;
• Получение соответствующей частоты вращения приводного вала;
• Движение машины назад;
• Отсоединение двигателя от карданного вала автомобиля.

Разбивка ящиков

По способу получения изменения значения передаточных чисел коробки передач можно разделить на:

• Постепенный, при котором ограниченное количество передач достигается ступенчато;
• Бесступенчатая, в пределах которой можно получить бесконечно большое количество непрерывно переключающихся передач.

К ступенчатой относятся все редукторы с цилиндрическими зубчатыми колесами. Определенное количество передач достигается за счет соответствующего количества передач, которые, в зависимости от сопротивления движению, могут быть включены во время движения. С другой стороны, бесступенчатые трансмиссии делятся на статические — обычно фрикционные и динамические — например, гидрокинетические. Коробки передач также можно разделить по способу управления:

• С ручным управлением;
• Полуавтомат;
• Автоматически контролируется.

Механические коробки передач позволяют включить требуемую передачу путем соответствующей установки рычага переключения передач водителем. Управление полуавтоматическим переключением передач происходит, когда выбор передачи зависит от пользователя, но само переключение происходит автоматически — этот тип управления может включать, среди прочего, управление предварительным выбором. В автоматических коробках передач соответствующая передача выбирается автоматически, без участия водителя.

Постепенные редукторы можно разделить по способу зацепления на редукторы с фиксированной и вращающейся осями.

Для чего?

Коробка передач отвечает за:

• Получение индивидуальных движущих сил и выгодных экономических свойств;
• Простота управления;
• Бесшумный бег.

Первое из вышеперечисленных требований достигается соответствующим подбором передач и передаточных чисел колес на разных передачах. Управление коробкой передач намного проще благодаря использованию синхронизаторов. С другой стороны, бесшумная работа коробки передач в значительной степени зависит от типа используемых передач.