Основные схемы планетарной коробки-автомат

_____________________________________________________________________________

Основные схемы планетарной коробки-автомат

Основные кинематические схемы планетарных 4-ступенчатых АКПП с повышающей передачей

Жесткое условие повышения топливной экономичности транспортных средств привело к требованию дополнения трехступенчатых коробок-автоматов четвертой, повышающей, передачей.

Здесь разработчики пошли двумя путями: стали искать новые кинематические схемы с целью получения четвертой передачи и дополнили уже существующие трехступенчатые схемы дополнительным, так называемым, повышающим планетарным рядом.

Причем повышающий планетарный ряд устанавливается как перед основной коробкой передач, так и после нее. Принцип работы повышающего планетарного ряда во всех схемах одинаков.

Водило всегда должно быть соединено с входным валом, орбитальная шестерня - выходным, а солнечная шестерня остановлена.

Для управления планетарным рядом повышающей передачи АКПП используется, как правило, три элемента управления:

- муфта свободного хода, блокирующая солнечную шестерню и водило или водило и орбитальную шестерню

- блокировочная дисковая муфта, установленная между солнечной шестерней и водилом; она используется при движении транспортного средства по инерции или под уклон для обеспечения режима торможения двигателем, когда муфта свободного хода не эффективна.

- дисковый или ленточный тормоз солнечной шестерни, включающий повышающую передачу.

Использование дополнительного планетарного ряда в схемах типа Simpson или со сцепленными сателлитами приводит к тому, что АКПП становится четырехстепенной, поэтому для включения передачи необходимо воздействовать на три элемента управления.

На первых трех передачах повышающий планетарный ряд редуктора коробки-автомат с помощью обгонной муфты или дисковой муфты заблокирован и его передаточное отношение равно 1. Все переключения происходят в основной части коробки передач.

Для получения четвертой повышающей передачи, блокировочная муфта дополнительного планетарного ряда автоматической коробки передач выключается, и включается тормоз солнечной шестерни, при этом обгонная муфта переходит в режим свободного хода. В основной же части коробки передач в это время включена прямая передача.

На первых порах производителей вполне устраивало такой способ получения повышающей передачи. Конструкция АКПП изменялась незначительно, поэтому первоначально все фирмы пошли именно по этому пути.

Однако, с технической и экономической точек зрения, подобное решение вряд ли можно считать удачным.

Во-первых, неоправданно увеличено количество планетарных рядов, принесшее только лишь одну дополнительную передачу (повышающую), и, во-вторых, усложнилась система управления, поскольку помимо основной коробки передач, необходимо управлять еще и повышающим планетарным рядом.

Поэтому, естественно, следующим этапом был поиск более рациональных кинематических схем, позволяющих уйти от схем с четырьмя степенями свободы и использовать только два планетарных ряда.

В результате, практически всеми компаниями, занимающимися разработкой и производством коробок-автоматов, были разработаны кинематические схемы трехстепенных коробок передач, позволяющие реализовать четыре передачи переднего хода (включая повышающую), используя только два планетарных ряда.

Краткий обзор коробок автоматов различных производителей

АКПП Chrysler 41ТЕ (А604) / 42LE (А606)

АКПП Chrysler 41ТЕ (А604) / 42LE (А606) построены по одной и той же схеме и используются в автомобилях с приводом на передние колеса.

Только 41ТЕ предназначена для поперечно расположенного двигателя, a 42LE для продольно расположенного двигателя.

В состав кинематической схемы входят два планетарных ряда, три блокировочные муфты и два тормоза.

Они позволяют реализовать четыре передачи переднего хода и одну передачу заднего хода. Отличительной особенность коробки-автомат Chrysler 41ТЕ (А604) / 42LE (А606) является то, что в них совсем не используются ленточные тормоза и обгонные муфты.

АКПП GMC-4L60-E

Кинематическая схема АКПП GMC-4L60-E состоит из двух планетарных рядов, трех блокировочных муфт, двух тормозов, один из которых ленточный, и двух муфт свободного хода.

Для обеспечения режима торможения двигателем на второй и третьей передачах в АКПП GMC-4L60-E используется дополнительная блокировочная муфта, установленная параллельно одной из муфт свободного хода.

АКПП FORD-AXOD-E (AX4S)

Схема АКПП FORD-AXOD-E (AX4S) построена с использованием двух планетарных рядов. Для управления коробкой передач используются две блокировочные муфты, три тормоза, два из которых ленточных, и две муфты свободного хода.

Муфта включения первой передачи и передачи заднего хода АКПП FORD-AXOD-E (AX4S) разделена на две части.

Обе они соединяются со звеном через муфты свободного хода, имеющие противоположные направления действия.

Одна часть этой муфты коробки-автомат предназначена для передачи момента двигателя от входного вала на звено.

Другая же ее часть используется для обеспечения режима торможения двигателем, когда момент передается со звена на входной вал.

АКПП Volkswagen 096, 097

АКПП Volkswagen 096, 097 построены по одной и той же схеме и используются в транспортных средствах с приводом на передние колеса.

Трансмиссия 096 предназначена для использования с поперечно расположенным двигателем, а 097 для продольно расположенного двигателя.

Здесь использовано два планетарных ряда, один из которых построен по схеме со сцепленными сателлитами.

Управление АКПП Volkswagen 096, 097 осуществляется с помощью трех блокировочных муфт, двух дисковых тормозов и одной муфты свободного хода.

Одна из блокировочных муфт позволяет соединять коробку автомат Volkswagen 096, 097 непосредственно с коленчатым валом двигателя, минуя трансформатор.

Это позволяет отказаться от использования блокировочной муфты трансформатора и несколько упростить систему управления трансмиссией.

АКПП ZF 4HP18

Автоматические трансмиссии фирмы ZF устанавливаются на автомобилях BMW, Alfa Romeo, некоторых моделях Audi, Jaguar, Lincoln, Peugeot, Porsche, Rover, SAAB, Volvo и др.

Кинематическая схема АКПП ZF 4HP18, практически, повторяет кинематическую схему трансмиссий 096 и 097.

Для управления автоматической коробкой передач использовано три блокировочных муфты, два тормоза, один из которых ленточный, и две муфты свободного хода.

АКПП Mitsubishi F4A41/F4A51

АКПП Mitsubishi F4A41/F4A51 построены по одной и той же кинематической схеме, которая представляет собой несколько видоизмененную схему трансмиссий фирмы Chrysler 41 ТЕ и 42LE.

Разработчики отказались от использования ленточных тормозов и муфт свободного хода.

Управление АКПП Mitsubishi F4A41/F4A51 осуществляется с помощью трех блокировочных муфт и двух дисковых тормозов.

Они позволяют реализовать четыре передачи переднего хода и одну передачу заднего хода.

АКПП Aisin-Warner AW60-40

Эта компания, также как и ZF, занимается только проектированием и производством АКПП. В основном они устанавливаются на автомобили Toyota и некоторые модели Volvo, Opel и Suzuki.

В кинематической схеме АКПП Aisin-Warner AW60-40, так же как и во всех предыдущих, использовано два планетарных ряда.

Один из этих рядов автоматической коробки передач имеет сдвоенные сателлиты, т.е. малое и большое центральные колеса соединяются не одним, а двумя сателлитами.

Для управления использованы три блокировочные муфты, две муфты свободного хода и два тормоза, один из которых ленточный.

АКПП Nissan RE4F02/RE4F04

В состав кинематических схем АКПП Nissan RE4F02/RE4F04 входят два планетарных ряда, три блокировочные муфты, две муфты свободного хода и два тормоза, один из которых ленточный.

АКПП Mercedes 722.3/722.4

Кинематическая схема АКПП Mercedes 722.3/722.4 позволяет реализовать четыре передачи переднего хода и одну заднего хода.

В отличие от всех предыдущих четырехступенчатых коробок передач, здесь реализовано три понижающих и одна прямая передача переднего хода.

Повышающей передачи в этих автоматических коробках передач нет. В схеме использовано три планетарных ряда, один из которых со сцепленными сателлитами.

Для управления автоматической коробкой передач Mercedes 722.3/722.4 использовано две блокировочные муфты, одна муфта свободного хода, два ленточных тормоза и один дисковый тормоз.

Для получения повышающей передачи разработчики дополнили кинематическую схему АКПП Mercedes 722.3/722.4 повышающим планетарным рядом, установив его после основной коробки передач. Эта модель АКПП получила номер 722.5.

Кинематические схемы пятиступенчатых планетарных коробок-автоматов

Стремление улучшить разгонные динамические качества автомобилей привело разработчиков АКПП к необходимости использования третьей понижающей передачи.

Таким образом, в середине 90-х годов автомобили некоторых компаний стали оснащаться пятиступенчатыми АКПП, в которых были реализованы три понижающих передачи переднего хода, прямая передача и повышающая передача.

Так компанией ZF были предложены два совершенно различных подхода решения этой задачи.

В кинематическую схему известной АКПП ZF 4HP18 был добавлен дополнительный планетарный ряд, который, в отличие от четырехступенчатых автоматических коробок передач, используется в качестве понижающей передачи.

На первой второй и третьей передачах включен тормоз малого центрального колеса дополнительного ряда, поэтому его передаточное отношение больше 1.

Затем при включенной в основной коробке третьей передачи происходит выключение тормоза малого центрального колеса дополнительного ряда и включается блокировочная муфта этого ряда.

Таким образом, общее передаточное отношение коробки автомат становится равным 1. После этого в основной коробке включается уже повышающая передана. АКПП, построенная по такой схеме, получила индекс ZF 5HP18.

Кроме описанной схемы АКПП 5HP18, компания ZF разработала принципиально новую кинематическую схему планетарной коробки, реализующую пять передач переднего хода.

Эта АКПП получила номер ZF 5HP30. В ней использованы три планетарных ряда, три блокировочных муфты, две муфты свободного хода и три дисковых тормоза.

Эта автоматическая коробка передач относится к трехстепенным, и поэтому для получения жесткой кинематической связи между входным и выходным валами необходимо включить два элемента управления.

Компанией Mercedes так же была разработана оригинальная кинематическая схема коробки автомат, реализующей пять передач.

Она состоит из трех планетарных рядов, трех блокировочных муфт и четырех дисковых тормозов, которые позволяют реализовать пять передач переднего хода и две передачи заднего хода.

В отличие от ZF5HP30, эта автоматическая коробка передач относится к классу четырехстепенных, поэтому на каждой передаче должно быть включено три элемента управления.

Корпорация Chrysler так же не осталась в стороне от этого процесса, но пошла достаточно оригинальным путем. Для разработки АКПП 45RFE за основу была взята уже известная кинематическая схема автоматических коробок передач 41ТЕ и 42LE.

Для получения пятой передачи в автоматическую коробку передач были добавлены планетарный ряд и тормоз.

Но оригинальность заключается в том, что пятая передача предназначена только для использования в режиме принудительного понижения передачи 4-2 (kick down).

Это было сделано для уменьшения разницы скоростей движения автомобиля на четвертой и второй передачах. Разгон автомобиля происходит с помощью четырех передач, тех же самых, которые использованы в АКПП 41ТЕ и 42LE.

Для принудительного понижения передачи используется дополнительная пятая передача (на плане угловых скоростей рабочая точка этой передачи затемнена), передаточное отношение которой несколько меньше передаточного отношения второй (разгонной) передачи.

_____________________________________________________________________________

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

Основные схемы планетарной коробки-автомат

АКПП Aisin Warner

CVT вариатор Ауди

Коробка автомат Toyota

АКПП Mazda/Mitsubishi

Коробка автомат ZF

Общее устройство АКПП