Рабочие функции исполнительных устройств АКПП

_____________________________________________________________________________

Рабочие функции исполнительных устройств АКПП

Сцепления и тормозные ленты коробки-автомат

Тормозные ленты АКПП

Для осуществления «переключения передач» в редукторе АКПП планетарного типа требуется произвести удержание одного из элементов комплекта шестерен.

Удержание производится посредством специальных тормозных лент. Лента оборачивается вокруг барабана, соединенного напрямую или опосредствованно с одним или двумя элементами планетарной передачи.

В простейшем исполнении один конец ленты может быть закреплен на картере трансмиссии, а второй оставаться подвижны, будучи подсоединен к специальному сервоприводу.

При подаче управляющего давления сервопривод обеспечивает обжим лентой барабана с постепенным замедлением скорости его вращения, что приводит к перераспределению рабочих характеристик редуктора коробки-автомат (изменению текущего передаточного значения).

Ленты АКПП представляют собой гибкие металлические полосы, с внутренней стороны покрытые слоем фрикционного материала и, в зависимости от своего назначения могут иметь одну из трех базовых конструкций.

Так, разрезные ленты, называемые также лентами двойного охвата, используются там, где требуется обеспечить повышенную плавность переключения с развитием значительного удерживающего усилия.

Изготовленные из прочной инструментальной стали широкие ленты одинарного охвата, используются для удерживания крупных узлов, торможение, которых требует развития высокого усилия.

Выпускаются также легкие тонкие тормозные ленты одинарного охвата, используемые в редукторах коробок автомат небольшого размера и способные развивать лишь незначительные тормозные усилия.

То есть тормозные ленты в планетарных редукторах АКПП выполняют роль сцепления в ручных коробках переключения передач.

Очевидно, что чрезмерно быстрая блокировка редуктора будет приводить к рывкам при переключении автоматической коробки передач и может явиться причиной выхода из строя внутренних компонентов планетарной сборки.

С другой стороны, чрезмерное замедление процесса торможения неизменно вызовет значительное повышение температуры и, как следствие, приведет к сокращению срока службы фрикционного слоя.

Таким образом, физическая природа механизма переключения в АКПП подразумевает неизбежный износ тормозных лент, компенсация которого требует выполнения соответствующих регулировок.

В АКПП ранних лет выпуска регулировка тормозных лент, хоть и не требовала демонтажа и разборки трансмиссии, производилась вручную. В современных конструкциях процесс регулировки полностью автоматизирован.

Мультидисковые муфты сцепления АКПП

Мультидисковая муфта сцепления АКПП состоит комплекта покрытых слоем фрикционного материала дисков, прижатых друг к другу через прокладки в виде тонких пластин из гладкого металла.

При этом часть фрикционных дисков оснащены внутренними шлицами, часть - наружными. Прижимание дисков друг к другу обеспечивается минимум одним гидравлическим поршнем, для выключения же сцепления применяется как минимум одна возвратная пружина.

Весь комплект дисков коробки автомат помещается в цилиндрический барабан. При подаче на поршень гидравлического давления диски плотно прижимаются друг к другу, консолидируясь в единую сборку.

Как только давление снимается, возвратная пружина отводит поршень назад и диски выводятся из зацепления.

Следует заметить, что компактность конструкции муфты позволяет производить надежное зацепление дисков за счет уже очень незначительного перемещения поршня.

В муфтах сцепления АКПП реализовано несколько интересных идей по части организации упругих усилий. Так в качестве возвратных и толкающих пружин могут использоваться различного типа винтовые, диафрагменные и даже гофрированные дисковые пружины.

Гофрированная дисковая пружина выглядит как волнистая шайба, расплющиваемая при сжатии и принимающая исходную форму при отпускании.

Диафрагменные пружины, или пружины Беллвилля могут использоваться и в качестве возвратных и как воспринимающие толкающее усилие поршня.

Наружный периметр диафрагменной пружины автоматической коробки передач представляет собой плоский металлический диск, внутренняя образующая поверхность которого выполнена в виде равномерно распределенных вытянутых лепестков.

Лепестки работают как диафрагма, сближаясь друг стругом при толкании и возвращаясь в исходную плоскость при отпускании.

В подобной конструкция лепестки начинают играть роль рычагов, позволяя усиливать развиваемое поршнем усилие и обеспечивая более надежную блокировку дисков сцепления.

Муфты сцепления коробки-автомат способны обеспечивать отличное качество зацепления в устройствах компактного размера.

При этом величина предельного развиваемого сборкой крутящего момента определяется как величиной подаваемого на поршень гидравлического давления, так и количеством входящих в комплект дисков.

Если ввести шлицы каких-либо из дисков в зацепление со стационарным объектом, муфта при срабатывании начнет исполнять роль тормоза. В AКПП стационарные диски обычно вводятся в зацепление с неподвижными элементами картера.

Несмотря на большую сложность и себестоимость в настоящее время муфты сцепления получили гораздо более широкое распространение в автоматических коробках передач по сравнению с тормозными лентами, причем наиболее привлекательной их отличительной чертой является отсутствие в необходимости выполнения каких-либо регулировок.

Обгонные муфты сцепления АКПП

В АКПП чаще всего используются обгонные муфты одного из двух типов: роликовые и распорные (кулачковые). Основу конструкции роликовых дисков составляют шариковые либо роликовые подшипники с гладкой внутренней обоймой.

Особая форма наружной обоймы обеспечивает полную свободу взаимного перемещения компонентов при вращении сборки в одном направлении, блокируя их друг с другом за счет заклинивания шариков/роликов при вращении в противоположном.

Распорные муфты коробки автомат имеют сходный принцип функционирования, однако блокировка в них их осуществляется при помощи специальных имеющих форму восьмерки поворотных кулачков.

Муфты данного типа чаще применяются в реакторах преобразователей вращения, заставляя их оставаться неподвижными на этапе восприятия крутящего момента (редукторная фаза) и обеспечивая им свободу вращения на этапе функционирования в режиме сцепления.

Оба типа обладают своими недостатками и преимуществами, однако главной их отличительной особенностью является отсутствие необходимости организации специального гидравлического или какого-либо иного привода.

Сервоприводы АКПП

При срабатывании клапана переключения гидравлическое давление подается в цилиндр исполнительного устройства, обеспечивающего обтягивание тормозной ленты, либо сжатие рабочих дисков муфты сцепления автоматической коробки передач.

Сборки исполнительных цилиндров коробки-автомат со своими поршнями обычно именуются исполнительными устройствами, или просто сервоприводами и, не смотря на широту спектра применения и разнообразие реализаций, отличаются одинаковостью и простотой принципа функционирования.

Так, с поршнем обычно жестко соединен специальный толкатель, обеспечивающий натяжение тормозной ленты, либо прижим друг к другу фрикционных дисков автоматической коробки передач.

При сбрасывании давления специальная возвратная пружина обеспечивает отвод поршня в исходное положение, что приводит к выходу компонентов из зацепления.

Размеры исполнительных устройств, в зависимости от назначения и развиваемого усилия, могут варьироваться в самом широком диапазоне.

Наибольшее распространение получили сервоприводы коробки автомат с рабочей поверхностью поршня порядка 20 см2, при рабочем давлении 3,5 атмосферы обеспечивающие развитие усилие порядка 70 кгс.

Подъем давления до 7 атмосферы позволяет увеличить усилие вдвое, обеспечив тем самым высокую надежность блокировки барабана/муфты.

В сервоприводах автоматических коробок передач простейших конструкций гидравлическое давление обычно используется для преодоления усилия, развиваемого калиброванной пружиной.

В других случаях к цилиндру могут быть подключены два гидравлических контура, обеспечивающие подачу давлений на разные стороны поршня от разных источников, при этом наличие пружины становится необязательным.

Последняя конструкция обеспечивает повышенную точность и безударность переключений, что приобретает особую важность при решении задачи обеспечения плавности хода автомобиля.

Варианты реализации исполнительных механизмов сервоприводов АКПП

В случае организации сцепления коробки-автомат при помощи тормозных лент еще одним элементом, определяющим надежность блокировки барабана, является выходной исполнительный механизм сервопривода.

В простейшей схеме исполнительный шток поршня сервопривода упирается непосредственно в замок тормозной ленты.

Подобный способ наиболее типичен для приводных механизмов крупных исполнительных устройств.

Организация дополнительного усиления воздействия поршня за счет использования промежуточного рычажного механизма позволяет использовать более компактные типы сервоприводов.

Во многих современных коробках-автомат ленточного типа широкое применение получили исполнительные механизмы с внешними регулировочными устройствами.

В механизмах консольного типа шток поршня сервопривода упирается в рычаг, одновременно приводящий в движение оба конца тормозной ленты, точнее шток толкает рычаг, отжимающий один конец ленты и еще один рычаг, используемый для привода второго конца.

Подобная организация привода является типичной для автоматических коробок передач Torqueflite производства компании Chrysler, - регулировочный винт обычно выводится в поддон картера.

Еще одним достаточно популярным решением является применение телескопических штоков. Штоки выпускаются трех типоразмеров и подбираются вручную в процессе сборки коробки-автомат.

Компенсация износа тормозной ленты в подобной схеме происходит автоматически за счет естественной корректировки исходного положения поршня сервосборки, аналогично тому, как это происходит в суппортах колесных тормозных механизмов дискового типа, при этом развиваемое сервоприводом рабочее усилие остается неизменным.

_____________________________________________________________________________

Общее устройство АКПП

_____________________________________________________________________________

CVT вариатор Ауди

Коробка автомат Toyota

_____________________________________________________________________________

АКПП Mazda/Mitsubishi

Коробка автомат ZF

Двигатели Mitsubishi

Двигатели Toyota

Двигатели ЗМЗ

_______________________

Автосигнализации

Ремонт и сервис

Ремонт и сервисное обслуживание автомобилей, двигателей и автоматических коробок передач

Рабочие функции исполнительных устройств АКПП

АКПП Aisin Warner

CVT вариатор Ауди

Коробка автомат Toyota

АКПП Mazda/Mitsubishi

Коробка автомат ZF

Общее устройство АКПП