Хидравлични системи за автоматична трансмисия (страница 1 от 10)

1. ОСНОВНИ ПРИНЦИПИ НА ХИДРАВЛИКАТА

Хидравличната система за управление играе много важна роля за осигуряване на правилната работа на автоматична скоростна кутия. Без хидравлична система не е възможно нито прехвърляне на мощност, нито управление на автоматична скоростна кутия. Работната течност осигурява смазване, превключване на предавките, охлаждане и свързване на трансмисията с двигателя. При липса на хидравлична течност, нито една от тези функции няма да бъде изпълнена. Ето защо, преди подробно проучване на работата на съединителите и спирачките на автоматична скоростна кутия, е необходимо да се очертаят основните разпоредби на хидравликата.

Хидравличен "лост" (закон на Паскал)

В началото на 17 век френският учен Паскал открива закона за хидравличния лост. Чрез лабораторни изследвания той открива, че силата и движението могат да се предават чрез компресирана течност. По-нататъшни проучвания на Паскал, използващи тежести и бутала от различни области, показват, че хидравличните системи могат да се използват като усилватели, а връзките между силите и изместванията в хидравличната система са подобни на връзките между силите и изместванията в механичната система на лоста.

Законът на Паскал гласи:

"Налягането върху повърхността на течността, причинено от външни сили, се предава от течността еднакво във всички посоки." В десния цилиндър (фиг. 6-1) се генерира налягане, пропорционално на площта на буталото и приложената сила. Ако върху буталото се приложи сила от 100 kg и площта му е 10 cm 2, тогава създаденото налягане ще бъде равно на 100 kg/10 cm 2 = 10 kg/cm 2. Независимо от формата и размера на системата, налягането на течността се разпределя равномерно. С други думи, налягането на течността е еднакво във всички точки.

Естествено, ако течността не се компресира, няма да се създаде налягане. Това може да бъде причинено, например, от течове на уплътнението на буталото. Следователно уплътнението на буталото играе важна роля в нормалната работа на хидравличната система.

Трябва да се отбележи, че чрез създаване на налягане от 10 kg/cm 2 е възможно да се премести тежест от 100 kg чрез прилагане на сила от само 10 kg върху друго бутало (с по-малък диаметър). Горният закон е много важен, тъй като се използва при управление на фрикционни съединители и спирачки.

1.2. ОСНОВНИ ЕЛЕМЕНТИ НА ХИДРАВЛИЧНИТЕ АВТОМАТИЧНИ СИСТЕМИ ЗА УПРАВЛЕНИЕ

Нека сега разгледаме принципите на действие на елементите, съставляващи хидравличната част на системата за управление на автоматичната трансмисия.

Нека разгледаме как възниква формирането, регулирането и промяната на различни налягания, използвани в системата за управление на автоматичните трансмисии, целта и принципите на работа на други клапани, тяхното взаимодействие при превключване на предавките. Освен това ще бъде показано как се контролира качеството на превключване. В заключение ще разгледаме принципите на работа на системата за смазване, ATF охлаждане и управление на заключващия съединител на преобразувателя на въртящия момент.

Потокът на течността към автоматичната скоростна кутия се създава от помпа, разположена в предната част на корпуса на трансмисията между преобразувателя на въртящия момент и трансмисията. Обикновено помпата се задвижва директно от двигателя през корпуса на преобразувателя и задвижващата втулка (Фигура 6-3). Основната задача на помпата е да осигури, независимо от режима на работа на двигателя, непрекъснат поток от ATF на всички обслужвани системи.

За управление на скоростната кутия ATF се подава от помпата чрез клапанната система към спирачните задвижващи механизми и блокиращите съединители. Всичко това заедно се нарича хидравлична система за управление на автоматичната трансмисия. Елементите на хидравличната система включват помпи, хидравлични цилиндри, бустери, бутала, дюзи, акумулатори и клапани.

В процеса на развитие хидравличната система е претърпяла значителни промени, главно по отношение на функциите, които изпълнява. Първоначално тя отговаряше за всички процеси, протичащи в автоматичната скоростна кутия, докато колата се движи. Тя формира всички необходими налягания, определя моментите на превключване на предавките, отговаря за качеството на превключването и т.н. Обаче от появата на електронни блокове за управление на автомобилите хидравличната система е загубила някои от функциите си за управление на автоматичната скоростна кутия. В момента повечето от функциите за управление на автоматичната трансмисия се прехвърлят към електронния блок за управление, а хидравличната система се използва само като задвижващ механизъм.

Преди да започнем да изучаваме принципите на работа на хидравличната част на системата за управление, ще се запознаем с основите на работата на най-често използваните хидравлични елементи.

Хидравличните системи на автоматичната трансмисия са сходни по това, че всички са изградени от едни и същи компоненти. Дори в най-модерната автоматична скоростна кутия с електронен блок за управление се използва хидравлична система, която малко се различава в състава на елементите от автоматична скоростна кутия с чисто хидравлична система за управление.

Всяка хидравлична система за управление на автоматична трансмисия може да бъде опростена като система, състояща се от резервоар (палет), помпа, клапани, свързващи канали (линии) и устройства, които преобразуват хидравличната енергия в механична енергия (хидравлично задвижване) (фиг. 6- 2).

1.2.1. РЕЗЕРВОАР ЗА ATF

За нормална работа на хидравличната система е необходимо постоянно ниво на ATF да е в резервоара. Функцията на резервоара в автоматичните трансмисии на автомобили, като правило, се изпълнява от палета или кутията на трансмисията.

Ямката е свързана с атмосферата чрез ATF тръба за измервателна пръчка или отдушник. Необходима е връзка с атмосферата, за да функционират правилно уплътненията на помпата и устните. По време на работа помпата създава вакуум в смукателната линия, в резултат на което ATF от картера под въздействието на атмосферното налягане преминава през филтъра в смукателната линия на помпата.

Ако ролята на резервоара ATF се играе от тиган, тогава вътре в него е разположен постоянен магнит (понякога той се намира вътре в дренажната запушалка), за да улови продуктите за износване на желязо.

Създаването на непрекъснат поток от течност, както и налягане, в хидравличната система на автоматичната трансмисия се извършва с помощта на помпа. Имайте предвид обаче, че помпата не генерира директно налягане. Налягане се генерира само ако в хидравличната система има съпротивление на потока на течността. Първоначално ATF изпълва свободно системата за управление на автоматичната скоростна кутия. Едва след пълно запълване на хидравличната система, поради наличието на задънени канали, започва да се образува налягане.

Обикновено помпите са разположени между преобразувателя на въртящия момент и скоростната кутия и се задвижват през корпуса на преобразувателя и задвижващата втулка (Фигура 6-3) директно от коляновия вал на двигателя. По този начин, ако двигателят не работи, помпата не може да създава налягане в хидравличната система за управление на автоматичната скоростна кутия.

В момента в трансмисиите с автоматични трансмисии се използват следните видове помпи:

Принципът на работа на помпите от зъбни и трохоидни видове е много сходен. Тези помпи са класифицирани като помпи с фиксиран работен обем. За един оборот на коляновия вал на двигателя те подават постоянен обем течност към хидравличната система, независимо от режима на работа на двигателя и нуждите на хидравличната система. Следователно, колкото по-висока е скоростта на двигателя, толкова по-голямо количество ATF за единица време влиза в хидравличната система за управление на автоматичната скоростна кутия и обратно, колкото по-ниска е скоростта на двигателя, толкова по-малък обем ATF за единица време влиза в хидравличната система. По този начин режимът на работа на такива помпи не отчита нуждите на самата система за управление от количеството ATF, необходимо за превключване на управлението, усилване на преобразувателя на въртящия момент и т.н. В резултат на това, в случай на ниско търсене на ATF, по-голямата част от течността, подавана от помпата към хидравличната система, ще се оттича през регулатора на налягането обратно в картера, което води до ненужни загуби на мощност на двигателя и намаляване на горивото и икономическите характеристики на превозното средство. Но в същото време зъбните и трохоидните помпи имат доста опростен дизайн и са надеждни в експлоатация.

Лопатените помпи ви позволяват да регулирате количеството ATF, подавано от помпата, към хидравличната система на оборот на двигателя, в зависимост от режима на работа на системата за управление на автоматичната скоростна кутия. Така че при стартиране на двигателя, когато е необходимо да се запълнят всички канали и елементи на хидравличната система с трансмисионна течност, или по време на смяна на предавката, когато хидравличният цилиндър или усилвателят са пълни с течност, системата за управление на помпата осигурява максималната си производителност. При равномерно движение без превключване на предавките, когато ATF се консумира само за захранване на преобразувателя на въртящия момент, смазване и компенсиране на течове, производителността на помпата има минимална стойност.

Зъбна помпа

Зъбната помпа се състои от две предавки, монтирани в корпус (Фигура 6-4). Има два вида зъбни помпи: с външно и вътрешно зъбно колело на зъбни колела. В автоматичните трансмисии обикновено се използват вътрешни зъбни помпи. Задвижващата предавка е вътрешна предавка, която, както беше отбелязано, се задвижва директно от коляновия вал на двигателя. Работата на помпата е подобна на тази на вътрешната предавка. Но за разлика от обикновената зъбна предавка, в помпата е монтиран разделител (фиг. 6-4), който е много подобен по форма на полумесец. Предназначението на разделителя е да предотврати изтичането на течност от зоната на изпускане.

Когато зъбите излязат от зацепване, обемът между зъбите на колелата се увеличава, което води до появата на вакуумна зона на това място, поради което смукателната линия на помпата се подава към това място. Тъй като налягането във вакуумната зона е по-малко от атмосферното, ATF се изтласква от тигана в смукателната линия на помпата.