Automatgear (automatisk transmission, automatgear) i bredeste forstand - en gearkasse , hvis enhed og mekanik gør det muligt for den selvstændigt at bestemme det bedst egnede tilgængelige gearforhold i processen med køretøjets bevægelse , skifte (skift) fra et gearforhold til en anden, giver en forenklet for føreren startproceduren automatisk, mest optimalt at justere den eksterne hastighedskarakteristik af motoren til den hastighed, som er indstillet af føreren under de aktuelle vejforhold. Automatgear er en af to (sammen med en manuel gearkasse ) udbredte typer gearkasser, der bruges på forskellige hjul-, bæltekøretøjer og skinnekøretøjer.
Designet af moderne automatgearkasser kan variere meget, men på grund af det faktum, at i historisk tilbageblik er langt de fleste automatgearkasser lavet på basis af planetgearkasser samlet med en momentomformer , forstås automatgear som standard (medmindre andet er angivet). at være netop sådan et design. Denne artikel er primært viet til netop sådan en automatgearkasse - for at skelne den fra robotter og CVT'er , der spredte sig i 2000'erne , kaldes den " hydromekanisk transmission ", "hydraulisk automatik", "planetautomatik", "klassisk automatik".
Tre oprindeligt uafhængige udviklingslinjer førte til fremkomsten af den klassiske hydromekaniske automatgearkasse, som efterfølgende blev kombineret i dens design.
Den tidligste af dem kan betragtes som dem, der blev brugt på nogle bildesigns i det første kvartal af det 20. århundrede, herunder Ford T , planetariske mekaniske gearkasser. Selvom de stadig kræver en vis færdighed fra føreren for rettidig og jævn indkobling af det tilsvarende gear (for eksempel på en to-trins planetgearkasse Ford T, blev dette gjort ved hjælp af to fodpedaler, den ene skiftede ned og op, andet inkluderet bakgear), er de allerede gjort det muligt at forenkle hans arbejde betydeligt, især i sammenligning med den traditionelle type gearkasser, der blev brugt i disse år uden synkronisering .
Kronologisk kan den anden udviklingsretning, som efterfølgende førte til fremkomsten af en automatisk transmission, kaldes arbejde med at skabe halvautomatiske transmissioner, hvor en del af gearskiftehandlingerne blev automatiseret eller en servo blev brugt til at skifte gear .
I de fleste tilfælde var koblingsstyringen automatiseret , hvilket var det mest enkle ud fra et teknisk synspunkt, men samtidig havde en håndgribelig effekt i forhold til kørselsforenkling. Så på nogle førkrigsbiler blev det mekaniske koblingsdrev fra pedalen erstattet eller suppleret med en automatisk fra en centrifugalmaskine - et eksempel er den centrifugalautomatiske kobling Traffic Clutch af det britiske firma Talbot eller Newton , brugt af britiske Riley. I øjeblikket bruges lignende designs på scootere . Sjældnere blev der brugt et vakuumkoblingsdrev fra et vakuum i motorens indsugningsmanifold - allerede i efterkrigsårene blev dette princip forbedret og dannede grundlaget for driften af Saxomat automatiske kobling, populær i Vesteuropa ved svinget af 1950'erne og 1960'erne .
I midten af 1930'erne introducerede de amerikanske firmaer Reo og General Motors næsten samtidigt halvautomatiske gearkasser af deres eget design. Den mest interessante af disse var den GM-designede gearkasse - ligesom de automatiske transmissioner, der dukkede op senere, brugte den en planetarisk mekanisme, hvis drift blev styret af hydraulik afhængigt af bilens hastighed. Det var den umiddelbare forgænger til virksomhedens senere fuldautomatiske gearkasser.
Planetmekanismen var meget bekvem for designere af automatiske transmissioner i den forstand, at relativt små og desuden konstante anstrengelser kunne bruges til at kontrollere dens gearforhold og omdrejningsretningen af udgangsakslen, udført ved at bremse enkelte dele af planetgearet, der anvender som aktiveringsmekanismer af friktionskoblinger og båndbremser, hvis styring ved hjælp af servodrev i disse år ikke forårsagede særlige vanskeligheder, da det allerede var veludviklet, for eksempel på tanke, hvor friktion koblinger blev brugt til at dreje. Derudover var der ikke behov for at udligne hastighederne for individuelle elementer, da alle gearene i planetgearet er i konstant mesh. I modsætning hertil stødte automatiseringen af den "klassiske" mekaniske gearkasse, med al logikken i en sådan beslutning, i disse år på en række betydelige vanskeligheder, primært relateret netop til manglen på servodrev, der er egnet til gearskifteprincippet, der bruges i det: for at flytte gear eller koblinger og sætte dem i indgreb med hinanden krævedes pålidelige og hurtigvirkende aktuatorer, der gav tilstrækkeligt store kræfter og arbejdsslag - meget større end dem, der kræves for at komprimere koblingsblokken eller stramme båndbremsen. En tilfredsstillende løsning på problemet med deres oprettelse var kun tættere på midten af 1950'erne og egnet til massemodeller - kun i de seneste årtier, især efter udseendet af multi-cone synkronisatorer , såsom dem, der bruges i DSG gearkasser. Væsentlige problemer indtil fremkomsten af moderne kontrolelektronik baseret på mikrocomputere blev også forårsaget af skabelsen af en styreenhed, der giver jævnt automatisk gearskifte af en manuel gearkasse med adskillelse af motor og transmission, hvilket krævede en meget kompleks algoritme for arbejde med sporing mange forskellige parametre; Planetgear giver mulighed for meget enklere skiftelogik, tilfredsstillende implementeret ved hjælp af analoge styreenheder, der bruger hydraulik til deres drift.
En særlig plads blandt forgængerne for automatiske transmissioner er optaget af Kotal elektromekaniske planetgearkasse, som blev installeret på nogle dyre europæiske biler i 1930'erne - såsom mærker som Delage eller Delahaye . Den havde tre planetgear - to til fire fremadgående gear og et tredje til bakgear (hvor fire gear også var tilgængelige) og neutral. Styringen blev udført af et elektrisk drev med elektromagnetiske skiver som aktuator; ved gearskift var motoren stadig afbrudt fra transmissionen. Gearvalg blev udført af føreren manuelt ved hjælp af et lille håndtag monteret på ratstammen eller ratnavet. Denne boks var dyr, ikke pålidelig - dens levetid før eftersyn, selv med regelmæssig vedligeholdelse, oversteg ikke flere år - og kunne endda forårsage en brand på grund af overophedning, derudover - på det tidspunkt, før fremkomsten af mikrocomputere, automatisk gear skift ved hydraulik kunne være Den er implementeret meget nemmere end med et elektrisk drev, så denne retning har ikke fået yderligere udvikling.
Planetgearkassen af Wilson-typen, oprindeligt udviklet af Walter G. Wilson til Mark V -tanken og senere installeret på britiske køretøjer af mærkerne Daimler, Lanchester og BSA, båndbremser blev brugt til at bremse elementer i planetmekanismen. Gearvalget blev foretaget af ratstammen, og gearet blev slået direkte på ved at trykke på pedalen. Wilsons kasse var forvalg, det vil sige, at føreren kunne vælge det ønskede gear på forhånd, som først blev tændt efter at have trykket på gearskiftepedalen, som normalt var placeret i stedet for koblingspedalen - uden at skulle koordinere handlingerne præcist af håndtaget og pedalen, hvilket forenklede kørsel og accelererede skift, især sammenlignet med de dengang ikke-synkroniserede manuelle gearkasser. Dette design blev også brugt på britiske og udenlandske pansrede køretøjer - især Praga-Wilson-typen planetarisk forvælger gearkasse, produceret under licens, blev installeret på tjekkoslovakiske kampvogne.
Wilsons forvalgsgearkasse er et eksempel på en programmerbar mekanisk enhed: ved hjælp af håndtagets position valgte chaufføren en af de indlejrede algoritmer , som blev udført, da pedalen blev trykket ned, inklusive det passende gear.
Forvalgsgearkassen fremstillet af de Normanville (senere Laycock-de Normanville) fungerede på lignende måde, hvilket var kendetegnet ved brugen af et hydraulisk drev til at styre bremserne, hvilket gjorde det muligt at eliminere gearskiftspedalen - gearet blev skiftet tændes automatisk ved valg. Det blev installeret på nogle modeller af det britiske mærke Humber .
Maybach tog en anden vej: dens gearkasse brugte et system af vakuum servodrev med stempler styret af spoler, der flyttede knastkoblingerne, der var ansvarlige for gearskifte. Faktisk var det en servodrevet mekanisk gearkasse. Hudson 's Bendix gearkasse fungerede på lignende måde , men den brugte et elektromekanisk drev til at styre vakuumsystemet.
Generelt var alle førstegenerations delvist automatiserede transmissioner meget komplekse og dyre, og også som regel lav pålidelighed og holdbarhed, hvilket næppe betalte for en vis forbedring af kørekomforten. Deres distribution faldt hovedsageligt på æraen med ikke-synkroniserede manuelle gearkasser, der kørte en bil, som var ret hårdt arbejde, hvilket krævede betydelig dygtighed fra chaufføren. Velhavende købere af dyre biler med halvautomatiske transmissioner værdsatte evnen til ubesværet at skifte gear og "føle sig som" gearhastigheder, som krævet med en konventionel ikke-synkroniseret gearkasse, mens de havde råd til ikke at være opmærksomme på deres mangler. Efter den udbredte brug af synkronisatorer holdt de praktisk talt op med at blive brugt, da en konventionel synkroniseret gearkasse gjorde det muligt at skifte gear med ganske sammenlignelig bekvemmelighed til meget lavere kompleksitet og høje omkostninger, og i tilfælde af at bruge et automatisk koblingsdrev, som f. Saxomat -systemet , blev det fuldstændigt magen til dem i denne henseende. . Ikke desto mindre var mange af de designløsninger, der blev brugt i dem, meget interessante ud fra et rent teknisk synspunkt og blev efterfølgende udviklet.
Den tredje udviklingslinje var introduktionen af et hydraulisk element i transmissionen, der dæmper stød ved gearskift, hvilket i disse år med en forholdsvis primitiv styringsautomatik, der ikke var i stand til fleksibelt at tilpasse sig forskellige kørselsforhold, var en nødvendig betingelse for skabe en vellykket automatgearkasse.
Chrysler Corporation gearkasser er et eksempel her . Den første udvikling går tilbage til 1930'erne , men hydromekaniske transmissioner blev i vid udstrækning brugt på biler fra dette firma kun i de sidste førkrigs- og efterkrigsår (det vil sige efter fremkomsten af de allerførste automatiske hydromekaniske transmissioner). Ud over introduktionen af en hydraulisk kobling (senere erstattet af en momentomformer ) adskilte den sig ved, at parallelt med en to-trins konventionel manuel gearkasse, et automatisk indkoblet overgear (overgear med et gearforhold på mindre end en) arbejdet i det. Så mens det teknisk set var en manuel gearkasse med et hydraulisk element og overgear, blev den annonceret som halvautomatisk af producenten.
Hun bar betegnelsen M4 (på førkrigsmodeller, kommercielle betegnelser - Vacamatic eller Simplimatic ) og M6 (siden 1946 , kommercielle betegnelser - Presto-Matic, Fluidmatic, Tip-Toee Shift, Gyro-Matic og Gyro-Torque ) og var oprindeligt en kombination af tre enheder - en hydraulisk kobling, en traditionel manuel gearkasse med to fremadgående gear, og automatisk (på M4 med et vakuum, på M6 med et elektrisk drev) aktiveres et overgear (overgear).
Hver blok af denne gearkasse havde sit eget formål:
Skift af driftsområder blev udført med et konventionelt håndtag placeret på ratstammen. Senere versioner af skifteren efterlignede rækkeviddeindikator-kvadranten over håndtaget, der er karakteristisk for rigtige automatiske gearkasser - selvom selve gearvalgsprocessen ikke har ændret sig. En koblingspedal var til stede, men blev kun brugt til at vælge rækkevidde og var malet rød.
Det blev anbefalet at starte under normale vejforhold i det høje område , det vil sige i andet gear i den to-trins manuelle gearkasse og det tredje gear i transmissionen som helhed - drejningsmomentet for multi-liters seks- og otte -cylindrede Chrysler-motorer tillod dette. På stigningen og når man kørte gennem mudderet, var det nødvendigt at begynde at bevæge sig fra det lave område , det vil sige fra et lavere første gear. Efter at have overskredet en vis hastighed (varieret afhængigt af den specifikke model) og afslutningen af intensiv acceleration, som blev bestemt ved at slippe speederen af føreren, var der et automatisk skifte til andet gear på grund af medtagelsen af overgear (den manuelle gearkasse) selv forblev i første gear). Om nødvendigt skiftede føreren til det øvre område, mens det i de fleste tilfælde blev tændt for det fjerde gear med det samme (da overgearet allerede var tændt for at modtage det andet gear). Det var næsten umuligt at gennemgå alle de tilgængelige fire gear i træk i praktisk kørsel, selvom transmissionen formelt blev betragtet som en fire-trins. For at gøre dette var det nødvendigt at begynde at bevæge sig i lav-tilstand, derefter slippe gaspedalen for at skifte til Low-Overdrive, og derefter, når du skiftede til det høje område, trykke på speederpedalen for at fejle ("kickdown"), som drejede af overgearet, hvorved transmissionen endte i tredje hastigheder - Høj, og ikke umiddelbart på High-Overdrive.
Udvalget af bakgear omfattede også to gear og blev som sædvanligt sat i, efter at bilen var helt standset med koblingen trykket ned.
Fra førerens synspunkt lignede det således meget at køre en bil med en sådan gearkasse meget om at køre en bil med en to-trins automatgearkasse, med den forskel, at skiftet mellem L- og H-området skete med koblingen trykket ned.
Denne type gearkasse blev installeret fra fabrikken eller var tilgængelig som ekstraudstyr på biler i alle divisioner af Chrysler-selskabet i 1940'erne og begyndelsen af 1950'erne. Efter introduktionen af den ægte to-trins PowerFlite-automatgearkasse, og senere den tre-trins TorqueFlite, blev Fluid-Drive-familien af halvautomatiske gearkasser udgået. Sidste gang de blev installeret i 1954 på selskabets billigste mærke - Plymouth . Faktisk blev de et overgangsled fra manuelle gearkasser til hydrodynamiske automatgearkasser og tjente til at "køre ind" de tekniske løsninger, der senere blev brugt på dem.
Imidlertid blev verdens første fuldautomatiske transmission skabt af et andet amerikansk firma - General Motors . I modelåret 1940 blev dette tilgængeligt som ekstraudstyr på Oldsmobile-biler , derefter Cadillac og senere Pontiac . Hun bar den kommercielle betegnelse Hydra-Matic og var en kombination af en væskekobling og en firetrins planetgearkasse med automatisk hydraulisk styring. Kontrolsystemet tog hensyn til faktorer som køretøjets hastighed og gashåndtagets position. Hydra-Matic blev brugt ikke kun på biler fra alle divisioner af GM, men også på biler fra mærker som Bentley , Hudson , Kaiser , Nash og Rolls-Royce , samt nogle modeller af militærudstyr. Fra 1950 til 1954 var Lincoln-biler også udstyret med Hydra-Matic automatgear. Efterfølgende udviklede den tyske producent Mercedes-Benz på sit grundlag en firetrins automatgearkasse, der i princippet ligner meget, selvom den har betydelige designforskelle.
I 1956 introducerede GM en forbedret Jetaway-automatgearkasse, der indeholdt brugen af to væskekoblinger i stedet for den på Hydra-Matic. Dette gjorde gearskift meget smidigere, men resulterede i en stor reduktion i effektiviteten. Derudover dukkede en parkeringstilstand op på den (vælgerposition "P"), hvor transmissionen blev blokeret af en speciel stop. På Hydra-Matic inkluderede låsningen baglæns tilstand "R".
Fra modelåret 1948 på Buick -biler (et mærke ejet af GM) blev en to-trins Dynaflow-automatgearkasse tilgængelig, kendetegnet ved brugen af en momentomformer i stedet for en væskekobling. Efterfølgende dukkede lignende gearkasser op på Packard ( 1949 ) og Chevrolet ( 1950 ) biler. Som udtænkt af deres skabere kompenserede tilstedeværelsen af en momentomformer, som har evnen til at øge drejningsmomentet, for manglen på et tredje gear.
Allerede i begyndelsen af 1950'erne dukkede tre-trins automatiske gearkasser med en momentomformer udviklet af Borg-Warner op (de brugte kun det første gear i lav-tilstand, under normal kørsel foregik start i andet gear). De og deres derivater er blevet brugt på køretøjer fra American Motors , Ford , Studebaker og andre, både i USA og i udlandet, såsom International Harvester , Volvo og Jaguar . Mange af ideerne indlejret i dets design blev også brugt i USSR ved design af automatiske hydromekaniske transmissioner fra Gorky Automobile Plant, installeret på Volga og Chaika biler , og af det vesttyske firma ZF ved design af sin første automatiske transmission 3HP-12.
I 1953 introducerede Chrysler også sin to-trins automatgearkasse PowerFlite . Siden 1956 blev en tre-trins TorqueFlite tilgængelig udover den. Af alle de tidlige udviklinger kaldes Chrysler-modeller ofte de mest succesrige og perfekte.
Siden 1953 har det vesttyske firma Borgward-Lloyd monteret automatgear på nogle af sine køretøjer, hovedsageligt Hansa 1800 og 2400 modellerne samt Pullman limousinen . To-trins gearkasser blev produceret af virksomheden selv, og senere blev fire-trins Hansamatics leveret af det britiske firma Hobbs. Disse gearkasser havde generelt det samme funktionsprincip som de amerikanske - de brugte en planetarisk mekanisme, hvis drift blev styret af et hydraulisk system bestående af en pumpe og en ventilblok. Men en væsentlig forskel var fraværet af en hydraulisk transformer i deres design, i stedet for hvilken to koblinger (A og B) blev installeret på motorens svinghjul, som deltog i gearskifte, sammen med tre bremser forbundet med elementer i planetmekanismen . Det fjerde gear i denne boks var direkte, mens begge koblinger var aktiveret, og alle bremserne blev sluppet, og drejningsmomentet blev overført fra den primære til den sekundære aksel direkte uden tab. Hansa 1800, Hansa 2400 og Pullman bilerne havde relativt laveffektsmotorer (60 og 82 hk), for hvilke tab i det hydrauliske transmissionselement ville være meget følsomme og ville føre til en kraftig forringelse af dynamiske kvaliteter, derudover Hansamatic gearkassen var meget enklere i designet end tilsvarende amerikanske, den er enklere og mere teknologisk avanceret i produktionen. Dette design blev dog ikke udbredt, da det i mange henseender var betydeligt ringere end den traditionelle automatgearkasse. [en]
I midten af 1960'erne blev det endelig godkendt, og i USA blev det lovligt fastsat, den moderne automatiske gearskifteordning - PRNDL. Væk er kontakter med trykknapper og ældre ikke-parkeringslåsemodeller.
I slutningen af 1960'erne var tidlige eksempler på to- og firetrins automatgearkasser i USA næsten universelt gået ud af brug, hvilket gav plads til tre-trins med en momentomformer. De anvendte driftsvæsker blev også forbedret - for eksempel blev sjældent spæk fra slutningen af 1960'erne udelukket fra sammensætningen , erstattet af syntetiske materialer.
I 1980'erne førte stigende krav til bilernes økonomi til tilbagevenden af firetrins automatgear, hvor det fjerde gear havde et gearforhold på mindre end et ("overgear"). Derudover vinder momentomformere, der låser sig ved høj hastighed, popularitet, hvilket gør det muligt at øge effektiviteten af transmissionen betydeligt ved at reducere tabene, der opstår i dets hydrauliske element.
I slutningen af 1980'erne og 1990'erne fandt computerisering af motorstyringssystemer sted. De samme systemer, eller lignende, begyndte at blive brugt til at styre gearskifte. Hvor tidligere styresystemer kun brugte hydraulik og mekaniske ventiler, styrer nu computerstyrede solenoider væskestrømme. Dette gjorde det muligt både at gøre skift mere jævne og mere behagelige, og at forbedre effektiviteten ved at øge effektiviteten af transmissionen. Derudover er der på nogle biler "sports" automatgeartilstande eller muligheden for manuelt at styre gearkassen (" Tiptronic " og lignende systemer). De første fem-trins automatgear vises. Forbedringen af forbrugsstoffer gør det muligt for mange automatiske transmissioner at eliminere proceduren for at skifte olie under driften af bilen, da ressourcen af olien, der hældes i krumtaphuset på fabrikken, er blevet sammenlignelig med ressourcen i selve gearkassen.
I 2002 dukkede en sekstrins automatgearkasse udviklet af ZF (ZF 6HP26) op på BMW's syvende serie. I 2003 skabte Mercedes-Benz den første syvtrins automatgearkasse 7G-Tronic . I 2007 introducerede Toyota Lexus LS460 med en otte-trins gearkasse. I 2013 introducerede Mercedes -Benz den første 9G -Tronic 9-trins automatgearkasse , monteret på E350 BlueTEC [2] [3] bilen . Samme år annoncerede Land Rover den forestående introduktion af en 9-trins automatgearkasse udviklet af ZF til sine køretøjer , den første til at modtage den i 2014 med den opdaterede Evoque-model.
Momentomformeren i en automatisk transmission er altid en såkaldt " kompleks hydraulisk transmission " - det vil sige en hydraulisk transmission, der er i stand til at fungere både som en momentomformer og som en væskekobling. Navnet på sådan en hydraulisk transmission som en momentomformer er ikke helt korrekt, men i sammenhæng med en automatisk transmission bruges den generelt og derfor acceptabel. Momentomformeren gør det muligt at bryde strømstrømmen i sig selv og udfører således koblingens funktion . Det er på grund af momentomformeren, at det er muligt kortvarigt at standse bilen uden at skulle overføre automatgearet til neutral tilstand. Momentomformeren giver dig mulighed for at øge momentet afhængigt af belastningen, hvilket er en fordel ved enhver hydromekanisk automatgearkasse. Momentomformeren dæmper torsionsvibrationerne fra motoren. Det er også momentomformeren, der giver mulighed for den såkaldte "krybende tilstand", når bilen, i tomgang med motoren, kan køre med meget lav hastighed. Af hensyn til brændstoføkonomien er momentomformeren blokeret i langt de fleste køremåder, fra 20 km eller fra anden hastighed. På automatiske gearkasser af busser og bæltekøretøjer er det muligt at bruge en momentomformer som hydrodynamisk bremse. Momentomformeren er fyldt med væske fra det almindelige hydrauliksystem i automatgearet. Som standard er momentomformeren placeret mellem motoren og selve gearkassen, men i transmissioner af lastbiler, busser og bæltekøretøjer kan momentomformeren også placeres inde i selve gearkassen mellem planetgearsættene.
Momentomformerlåsen er en friktionshydraulisk kobling , der stift forbinder pumpe- og turbinehjulene på momentomformeren og er indbygget i det almindelige hydrauliske system i automatgearet. Blokering er ikke et obligatorisk element i automatgearet: det er til stede på alle moderne automatgearkasser, men på ældre automatgearkasser (med fire eller færre gear) var det måske ikke. På moderne automatgear er blokeringen inkluderet i arbejdet i alle fremadgående gear, fra det første. Porsche var banebrydende for denne tilgang i 1990 med udgivelsen af den fire-trins automatiske gearkasse Tiptronic , som for første gang kunne låse i alle gear. Blokering, som det var, slukker momentomformeren fra arbejde, sætter den i direkte transmissionstilstand og øger effektiviteten af hele systemet. Låsen giver dig også mulighed for effektivt at bremse motoren.
Automatgear (planetarisk del af automatgear) består af planetgearkasser (de er også planetgearsæt), friktions- og overløbskoblinger , forbindelsesaksler og tromler. Også nogle gange bruges et bremsebånd, som bremser en af tromlerne i forhold til gearkassehuset, når et bestemt gear er indkoblet. Undtagelserne er sjældne automatgear, hvor der i stedet for et planetgear anvendes aksler med cylindriske gear med konstant indgreb og gearindgreb med individuelle hydrauliske koblinger.
Friktionskoblinger (kaldes i hverdagen nogle gange "friktionspakker") udfører gearskift ved kommunikation eller adskillelse af elementerne i den automatiske transmission - indgangs- og udgangsaksler og elementer i planetgearkasser, såvel som deres bremsning på kroppen af automatgear. Koblingen ligner en krydsning mellem en kobling og en synkronisator i en manuel gearkasse og består af en tromle og et nav, tromlen har store rektangulære slidser indeni, navet har store rektangulære tænder på ydersiden. Mellem tromlen og navet er der en pakke med ringformede friktionsskiver, hvoraf nogle er lavet af metal og har fremspring på ydersiden, der passer ind i spalterne på tromlen, og nogle er lavet af plast og har udskæringer inde, hvor tænderne af navet ind. Friktionskoblingen kommunikeres ved at komprimere skivepakken med et hydraulisk ringformet stempel installeret i tromlen. Olie tilføres cylinderen gennem specielle huller (oliekanaler) i den automatiske gearkasses tromle, aksler og hus.
Frihjulet glider frit i den ene retning og griber fast med moment i den anden. Den består normalt af ydre og indre ringe og en separator med ruller placeret mellem dem. Den bruges til at reducere stød i friktionskoblinger ved gearskift (drejningsmomenttransmission begynder først, når motorhastigheden stiger efter skift, hvilket fører til et forsøg fra en af planetgearets dele på at rotere i den modsatte retning og blokerer det i overløbet kobling), samt for at deaktivere motorbremsning i nogle transmissionstilstande.
Et eksempel på kinematik af gearskift i en af de automatiske gearkasser (Nissan Almera):
Den automatiske transmissionskontrolenhed er et sæt spoler (relæventiler), der styrer strømmen af olie til stemplerne i bremsebåndene og friktionskoblingerne. Spolernes positioner indstilles både manuelt mekanisk (manuel ventil) med vælgerhåndtaget og automatisk. Automatisering kan være hydraulisk eller elektronisk.
Hydraulisk automatisering bruger olietryk fra en centrifugalregulator, der er forbundet til den automatiske transmissions udgangsaksel, samt olietryk fra gaspedalen, der trykkes af føreren. Dette giver automatiseringsinformation om bilens hastighed og gaspedalens position, på grundlag af hvilken spolerne skiftes.
Elektronisk automatisering bruger solenoider , der flytter spoler. Kabler fra solenoiderne udgår uden for automatgearet og går til en kontrolenhed placeret et sted uden for automatgearet, nogle gange kombineret med en brændstofindsprøjtning og tændingskontrolenhed. Beslutningen om at flytte solenoiderne tages elektronisk baseret på information om gaspedalens position og køretøjets hastighed samt gearvælgerens position.
I nogle tilfælde er betjeningen af den automatiske transmission tilvejebragt selv med en fuldstændig fejl i elektronisk automatisering, men kun med det tredje fremadgående gear, eller med alle fremadgående gear, men med behovet for manuelt at skifte dem med vælgerhåndtaget
Den gennemsnitlige skiftetid for de fleste produktionsbiler er omkring 130-150 ms , for superbiler - 50-60 ms, for Formel 1 -biler - 25 ms.
Nogle automatiske gearkasser havde en manuel kontroltilstand, hvor føreren kan skifte gear efter eget skøn, som i en manuel gearkasse - enten ved hjælp af en standardvælger placeret i en speciel position eller en separat kontrol (nøgler, skifteskiftere osv.) . Lignende funktionalitet blev implementeret på de tidligste automatiske gearkasser - for eksempel i 1966 tilbød Ford på Fairlane GT/A -modellen Sport Shift, en variant af Cruise-O-Matic automatgear, hvor det var muligt at gennemgå alle tre tilgængelige gear ved at starte fra steder i tilstand "1" (kun første gear), og derefter sekventielt skifte til tilstande "2" (kun andet gear) og D (i dette tilfælde skiftede boksen straks til tredje gear). Men på grund af den lave brugervenlighed har sådanne designs ikke fået bred distribution.
TipTronic viste sig at være mere vellykket - en automatisk transmissionstilstand med manuel gearskifte, implementeret af Porsche . I nogle SNG -lande bruges ordet "tiptronic" ofte som en generel betegnelse for alle lignende designs fra andre producenter, selvom det er et Porsche-varemærke (andre producenter kalder lignende designs anderledes).
I denne tilstand vælger føreren gear manuelt ved at skubbe gearvælgeren i "+" og "-" retningerne - overgangen til de næste gear op og ned. I det kanoniske design udføres kun nedgearing automatisk, når motorhastigheden falder til tomgang. Transmissioner fra en række producenter opskifter desuden automatisk, når det maksimale motoromdrejningstal er nået. Mekanisk er gearkassen den samme som en konventionel automatgearkasse, kun gearvælgeren og styreautomatikken er blevet ændret. Et tegn på TipTronic-lignende automatgear er en H-formet udskæring til at flytte gearvælgeren samt + og - symboler.
Vælgeren giver føreren mulighed for at vælge den aktuelle automatgeartilstand. Placeringen af gearvælgeren kan variere.
På amerikansk fremstillede biler indtil 1990'erne var vælgeren for det meste placeret på ratstammen, hvilket gjorde det muligt at sidde tre personer i en solid frontsofa. For at skifte transmissionens driftstilstande var det nødvendigt at trække den mod dig og flytte den til den ønskede position, hvilket blev angivet med en pil på en speciel indikator - en kvadrant. Oprindeligt blev kvadranten placeret på ratstammen, senere blev den overført til instrumentpanelet på de fleste modeller, den var normalt placeret under speedometeret.
Vælgere placeret på instrumentpanelet ved siden af ratstammen og instrumentpanelet kan også tilskrives en tæt type, såsom nogle Chrysler -modeller fra 1950'erne eller tredje generation af Honda CR-V .
Gulvvælgerarrangementet dukkede første gang op på sports Chevrolet Corvette i 1953, og blev efterfølgende udbredt på europæiske biler.
På japanske biler blev begge muligheder opfyldt, afhængigt af målmarkedet - på biler til det indenlandske japanske og amerikanske marked, og i vores tid findes gearvælgere på rattet, mens gulvmonterede vælgere på andre markeder næsten er udelukkende brugt.
I øjeblikket bruges en gulvvælger almindeligvis.
På minivans og erhvervskøretøjer med vogn- og halvhjelm-layout, samt nogle SUV'er og crossovers med høj kørestilling, er vælgeren på instrumentpanelet i midten (eller højt på konsollen) ret almindelig.
Der er systemer til valg af transmissionsdriftstilstande uden et håndtag, hvor knapper bruges til at skifte - for eksempel på Chrysler -biler i slutningen af 1950'erne - begyndelsen af 1960'erne, Edsel , den sovjetiske "Måge" GAZ-13 , mange moderne busser (fra dem, der er kendt i Rusland, kan kaldes bymodeller LiAZ , MAZ med Allison automatgear, som har en trykknapvælger). I de seneste år vinder de popularitet igen (for eksempel i Lincoln MKC udføres valget af transmissionstilstand ved hjælp af knapper placeret på instrumentpanelet til venstre for multimedieenheden).
Hvis systemet har en gearvælger, vælges den ønskede tilstand ved at flytte den til en af de mulige positioner.
For at forhindre utilsigtet skift af tilstand anvendes specielle beskyttelsesmekanismer. Så på biler med en ratstammevælger, for at skifte transmissionsområdet, skal du trække håndtaget mod dig, først efter det kan det flyttes til den ønskede position. I tilfælde af et gulvhåndtag bruges som regel en låseknap, placeret på siden under førerens tommelfinger (de fleste modeller), ovenpå (for eksempel på Hyundai Sonata V) eller foran (eksempler - Mitsubishi Lancer X, Chrysler Sebring , Volga Siber , Ford Focus II ) på håndtaget, eller håndtaget skal sænkes lidt. I andre tilfælde er slidsen til håndtaget trappet (mange Mercedes-Benz modeller , Hyundai Elantra i30 platform eller Chevrolet Lacetti , på sidstnævnte er slidsen trappet, og håndtaget skal druknes for at flytte fra R-området til N rækkevidde og videre.
Som regel er det muligt at skifte mellem tilstande, hvis inddragelse er tilladt i bevægelse, uden at trykke på knappen - for eksempel på Volkswagen-transmissioner fra 1980'erne skal knappen kun trykkes ned for at gå fra P til R, fra kl. R til N og fra "2" til "1" (og omvendt). Mellem områderne N, D og 2 kan skiftes uden at trykke på knappen. Også mange moderne modeller har en anordning, der forhindrer den automatiske gearvælger i at blive flyttet til kørepositionen, hvis bremsepedalen ikke trædes ned, hvilket også øger sikkerheden ved håndtering af transmissionen.
Jaguar brugte på et tidspunkt en U-formet slids til gearvælgeren med inddelinger P, R, N og D på højre side og D, 3, 2 til venstre.
Hvis vælgerdriftsalgoritmen tidligere var stift indstillet af den mekaniske drivanordning til den automatiske transmission, tillader den elektroniske styring af gearkassen i dag i princippet at bruge enhver inputenhed med en vilkårlig operationsalgoritme til at skifte mellem dens driftstilstande - den eneste begrænsende faktor er de nuværende standarder, der giver standardiseringstilstande (PRNDL og så videre), men deres producenter har lært at omgå. Så på nogle moderne biler er den automatiske gearvælger erstattet af et joystick , som i stedet for de individuelle faste positioner, der svarer til transmissionsområderne for sekventielt skift mellem dem, har to ikke-faste positioner, der giver dig mulighed for at "bladre igennem ” driftstilstandene én efter én. For eksempel på BMW-biler skal du for at starte med bremsepedalen trykke på knappen øverst på joysticket, der deaktiverer parkeringslåsen - mens automatgearet skifter fra P-tilstand til N-tilstand (hvilket signaleres af en lysende indikator), skub derefter joysticket tilbage og slip , ved at tænde for D-tilstand, og begynd at bevæge dig ved at sænke bremsepedalen - eller allerede i D-tilstand, skub joysticket til venstre og slip det, inklusive den manuelle gearkassekontrol tilstand, hvor føreren kan skifte mellem højere og lavere gear ved at skubbe joysticket frem og tilbage. Nogle gange erstattes selve håndtaget med nøgler, en roterende "skive" og lignende enheder med en operationsalgoritme svarende til den, der er beskrevet ovenfor. Overholdelse af driftsstandarder forlænger transmissionens levetid betydeligt.
Hvad angår driftstilstande, har næsten enhver automatgearkasse følgende tilstande, som er blevet standard siden slutningen af 1950'erne:
Siden slutningen af 1950'erne er disse tilstande blevet arrangeret i denne rækkefølge, og i 1964 i USA blev det fastlagt som obligatorisk til brug af American Society of Automotive Engineers (SAE) , som et resultat af hvilket det i det væsentlige blev en verdensomspændende industristandard . Denne standard blev accepteret af langt de fleste bilfirmaer selv uden for USA, fordi for det første var det amerikanske bilmarked det mest omfangsrige og profitable i disse år (og er det stadig), og for det andet tegnede amerikanske biler sig for langt størstedelen af biler med automatgear, hvilket gjorde det til et logisk skridt at forene den automatiske transmissionskontrolalgoritme, der blev vedtaget på dem på globalt plan.
Derudover var denne sekvens ergonomisk begrundet, da dens udvikling i USA blev forudgået af en temmelig lang periode med drift af biler med automatisk transmissionskontrolalgoritmer, der ikke var forenet indbyrdes, hvoraf mange viste sig at være ubelejlige eller endda usikre i praksis. For eksempel kunne bilister, der var vant til manuelle gearkasser fra disse år med en pagajskifter, for hvem det var nødvendigt at trække håndtaget mod dig og sænke det helt ned for at sætte i første gear, ved et uheld kunne sætte i bakgear med en sædvanlig bevægelse og komme ud for en ulykke på en parkeringsplads eller vælte en fodgænger, når layoutet af PNDLR (Buick DynaFlow automatgear) eller PNDSLR ( GM Hydramatic) tilstande - hvilket førte til en række krav mod producenter fra ofrene. Derudover blev der på ældre slidte biler med PNDLR-layout observeret tilfælde af spontan skift fra L til R på farten ved brug af motorbremsning eller fra rystelser på ujævne veje, hvilket førte til gearkassenedbrud og ulykker.
Det var i overensstemmelse med erfaringerne fra denne periode, at positionen svarende til omvendt tilstand R begyndte at blive placeret foran den neutrale position af vælgeren N. For første gang blev PRNDL-layoutet brugt på Ford-biler .
Senere begyndte en mekanisk interlock at blive brugt, som ikke tillod at skifte til P- og R-tilstande uden at trykke på en speciel knap, hvilket yderligere øgede sikkerheden ved håndtering af bilen. Da inddragelse af R- og P-tilstande på farten kan forårsage skade på gearkassen, vil gearkassen i moderne elektronisk styrede modeller, selvom låsen omgås af føreren, ikke udføre fejlagtige kommandoer, men blot forblive i det aktuelle område.
I moderne automatiske transmissioner med et stort antal driftsområder kan yderligere driftstilstande være til stede, og vælgerpositionerne kan angives anderledes:
På traktorer udstyret med automatiske transmissioner, ved hjælp af vælgeren, vælges driftshastighedsområdet: langsom, kraft, transport samt bevægelsesretningen. Traktorens automatiske transmissioner tillader tvangsindkobling af det ønskede gear af traktorføreren.
En automatgearkasse understøtter i modsætning til en manuel gearkasse ikke motorbremsning i alle tilstande. I tilstande, hvor motorbremsning er forbudt, glider transmissionen frit i påløbskoblingerne (som på en cykel), og bilen bevæger sig "frihjul". For eksempel er første gear med motorbremsning i nogle tilfælde kun sat i, når føreren vælger position "1". Når det første gear vælges med automatisk fra position "D", er motorbremsning ikke mulig.
Der er også yderligere kontakter (implementeret, for eksempel i form af knapper) til de automatiske transmissionstilstande:
I nogle tilfælde aktiveres Sport -tilstanden automatisk, når du trykker gaspedalen helt ned (og med moderne elektroniske styresystemer - ofte blot fra en kraftig eller pludselig tilførsel af gas), i "kickdown"-tilstand ( eng. Kickdown ) . I nogle tilfælde er kickdown-tilstanden deaktiveret, når Overdrive -tilstanden er deaktiveret .
De fleste biler i Nordamerika sælges med automatgear, i Europa er situationen omvendt - omkring 80% af bilisterne vælger en manuel gearkasse. På det russiske marked var andelen af nye biler med automatgear 31,2 % i 2009, 33,8 % i 2010, 37,5 % i 2011, 41,5 % i 2012 og 59 % i 2018 [4] .
Mange bilklasser er forsynet med hydraulisk automatik, og det er lettere at nævne to kategorier af biler: hvor automaten er hovedgearkassen, og hvor automatikken praktisk talt ikke findes.
Momentomformer automatisk - hovedvalget:
Maskinen opfylder ikke:
Sammen med de klassiske hydromekaniske automatiske transmissioner, der arbejder sammen med en momentomformer , er der også "robotiserede" gearkasser - tæt i design til mekaniske, men koblingsbetjeningen og gearskiftet styres af automatisering udstyret med servomekanismer.
I de fleste tilfælde blev gearkasser af denne type brugt på små biler, hvor brugen af hydromekanisk transmission var uacceptabel på grund af for store effekttab. Hovedtræk ved manuelle gearkasser med automatiseret skift er fraværet af en momentomformer, hvilket kan reducere transmissionstabene betydeligt. Dette medførte imidlertid også en karakteristisk ulempe ved den første generation af mekaniske gearkasser med automatisk skift: utilstrækkeligt jævnt skift mellem gearene på grund af en skarp afbrydelse i transmissionen af drejningsmoment, som blev væsentligt forværret af den sammenlignelige ufuldkommenhed af de brugte styreenheder og aktuatorer , som ikke tillod at sammenligne i disse kvaliteter med nogen mekanisk eller hydromekanisk automatisk transmission. I sidstnævnte er det momentomformeren, der tjener til at sikre jævn skift, og i førstnævnte er det leveret af førerens dygtighed opnået ved lang øvelse. Derudover var de "robotiske" transmissioner af første generation karakteriseret ved relativt lav pålidelighed - både i sammenligning med mekaniske og i sammenligning med hydromekaniske automatiske transmissioner veludviklede i produktionen. Sådanne gearkasser blev især tilbudt af Aisin Seiki (Toyota Multimode) og Magneti Marelli (Opel Easytronic, Fiat Dualogic, Citroën Sensodrive), såvel som Ricardo, hvis gearkasser blev installeret på sportsvogne - Lamborghini , Ferrari , Maserati osv.
I øjeblikket er enkeltkoblingsrobotkasser næsten universelt udgået. De er stadig installeret på nogle Opel- og Fiat-modeller, men sandsynligvis, da den nuværende modernisering vil blive erstattet af højhastigheds 6-trins planetariske automatgearkasser, såsom Aisin Seiki AWTF-80SC . Denne boks bruges allerede på Alfa Romeo, Citroën, Fiat, Ford, Lancia, Land Rover/Range Rover, Lincoln, Mazda, Opel/Vauxhall, Peugeot, Renault, Saab og Volvo. Denne transmission er designet til forhjulstrukne køretøjer med et drejningsmoment på op til 400 Nm (6500 rpm), hvilket gør den velegnet til turboladede og dieselmotorer.
Anden generation af robotgearkasser er den såkaldte præselektive gearkasse . Den mest berømte repræsentant for denne type er Volkswagen DSG (udviklet af Borg-Warner), det er også Audi S-tronic, såvel som Getrag Powershift, Porsche PDK, Mitsubishi SST, DCG, PSG, Ford Durashift. Et kendetegn ved denne type gearkasse er, at de har to separate aksler til lige og ulige gear, som hver styres af sin egen kobling. Dette giver dig mulighed for at forskifte gearene i det næste gear, hvorefter du næsten øjeblikkeligt skifter koblingerne, mens der ikke er noget brud i momentet. Denne type automatgear er i øjeblikket den mest avancerede med hensyn til økonomi og skiftehastighed.
Transmissionen med variabel hastighed, der bruges på nogle biler, og som også sørger for automatisk ændring af udvekslingsforholdet, er strengt taget ikke en gearkasse - variatoren udfører en jævn ændring i udvekslingsforholdet uden faste gear og er således en underart af trinløst variabel transmission .
De bruges på nogle sportsvogne: Koenigsegg Jesko har for eksempel tre aksler, syv koblinger og ni gear. De har en "sporty karakter", ligesom robotter, og en hurtig overgang fra civil kørsel til sportstilstand, som automatiske maskiner.
Hos Jesko fungerer gearskifte-svingerne som tre-positions kameraknapper: Halvt tryk på den venstre sænker gearet, ved at trykke helt ned bliver den mest "sporty". På samme måde hæver et halvt tryk på højre, et helt tryk giver det mest økonomiske.
Det er tæt på turens natur, men har en helt anden "automatisk kobling" enhed, der bruges for eksempel på nogle sports " Mercedes ".
Personbil GAZ-23: Vedligeholdelsesinstruktioner . - Gorky, 1965. - 115 s.