Автоматические коробки передач

Автоматическая, чаще всего – гидромеханическая коробка передач (ГМКП) автомобиля, автобуса, состоит из гидротрансформатора и коробки передач с автоматическим переключением передач. Включение передачи производится фрикционами или тормозами, действующими на один или несколько рядов шестерен, обеспечивающих требуемые передаточные числа. На рис. 62 показан продольный разрез ГМКП автобуса ЛИАЗ-5256, а на рис.63 – схемы включения перелач.

Рис. 62. Продольный разрез ГМКП автобуса ЛИАЗ-5256

Рис. 63. Схемы включения перелач в автоматиеской

гидромеханичес­кой коробке передач автобуса ЛИАЗ-5256 и

На рис. 64 приведены безразмерные характеристики гидротрансформаторов гидромеханичес­кой передачи автобуса ЛИАЗ-5256 Сплошные линии – для ЛГ-370-49 (К_max =2,6; П_max= 1,4 =1,5), пунктирные - для ЛГ-370-43Д (К_max =3,2; П_max=1,4-1,5). В последние годы устанавливаются гидротрансформаторы с меньшим коэффициентом трансформатора, т.к. они имеют более высокий кпд.

Максималлный коэффициент трансформации гидротрансформатора автобуса ЛИАЗ-5256 – 2,4…2,6, передаточные числа коробки предач: 2,43 – первая; 1,44 – вторая; 0,98 – третья передача.

Рис. 64. Безразмерные характеристики

гидротрансформаторов автобуса ЛИАЗ-5256

Схема устройства автоматического включения передачи показана на рис. 65. Фрикционы и тормоза в автоматических коробках приводятся в действие давлением масла, направляемого к нужному фрикциону или тормозу специальным золотниковым распределительным устройством. Момент включения передачи определяется двумя параметрами: скоростью автомобиля и величиной нажатия водителем на педаль подачи топлива. Для этого имются два регулятора: скоростной и силовой (рис. 65), действующие с двух сторон на золотник 5 включения передач.

Рис. 65. Схема включения передачи в автоматической коробке передач:

1 - фрикцион; 2 - включаемые шестерни; 3 - вал коробки передач; 4 - скоростной регулятор; 5 - золотник включения передач; 6 - канал подвода масла к фрикциону; 7 - силовой регулятор; 8 - педаль подачи топлива

На современных автомобилях вместо механических регуляторов для перемещения золотника используется сила давления масла, действующая на торцы золотника. Управление давлением масла производится электронным блоком.

Чем сильнее водитель нажимает на педаль подачи топлива, тем при более высокой скорости произойдет смещение золотника 5 и включение следующей высшей передачи. Так улучшаются разгонные качества автомобиля. Задержка включения высшей передачи при интенсивном разгоне увеличивает длительность работы на низшей передаче, при которой сила тяги на колесах больше. Следовательно, лучше будет и разгон.

При плавном разгоне и малом открытии дроссельной заслонки, например, в автоматической коробке передач легкового автомобиля "Чайка", под действием скоростного и силового регуляторов переключение с первой передачи на вторую происходит при скорости 10...15 км/ч, а со второй на третью – при 20... 25 км/ч.

Если дроссельная заслонка открыта полностью, переключение происходит соответственно при 35...40 км/ч и 73...78 км/ч. При нажатии на педаль больше, чем требуется для ее полного открытия, передачи включаются при 45...55 км/ч и 80... 90 км/ч.

Резким нажатием на педаль газа можно включить первую передачу в этой же коробке, если скорость не превышает 20...25 км/ч и вторую передачу, если скорость не превышет 70...75 км/ч.

При плавном разгоне и раннем включении высшей передачи двигатель работает с частотой значительно ниже максимальной, что снижает расход топлива по сравнению с интенсивным разгоном. Т.е. факторы эти взаимоисключающие: избрав интенсивный разгон, проигрываем в расходе топлива. Автоматическая система включения передач дает возможность водителю выбрать, что важнее в данный момент: экономно расходовать топливо или разогнать автомобиль за минимальное время.

На рис. 66 показан регулятор автоматического включения передач в коробках передач автобусов ЛИАЗ -5256. Такой же регулятор исполшьзуется и в коробке переач автобуса ЛИАЗ-677.

В статоре гидрозамедлителя размещены гильза 8 главного золот­ника и ведомая шестерня привода спидометра. Снизу к статору на шпильках прикреплен корпус клапана 25 управления замед­лителем. К крышке замедлителя, выполненной из алюминиево­го сплава, крепят крышку 23 силового регулятора, на которой установлен корпус силового регулятора с эксцентриком 18. На эксцентрике установлен главный рычаг 17 силового регулятора. С помощью возвратной пружины 20 нижний конец главного ры­чага 17 постоянно прижат к водилу 22 центробежного регуля­тора.

При нажатии на педаль управления дроссельной заслонкой эксцентрик 18 поворачивается по часовой стрелке и смещает глав­ный золотник 7 вправо.

Рис.66. Элементы автоматического управления ГКМП автобуса ЛИАЗ-5256:

/ — ограничительные втулки центробежного регулятора; 2—гайки; 3— пружина; 4— ста­тор замедлителя; 5 — ротор замедлителя; 6 — тормозок главного золотника; 7 — главный золотник; 8 — гильза главного золотника; 9 — крышка замедлителя; 10 — шестигранная головка толкателя; 11 — соединительная муфта; 12 — штифт; 13 — стопорная пружинная скоба; 14 — регулировочный винт обратных переключений; 15 — крышка; 16, 24 — канал; 17 — главный рычаг; 18 — эксцентрик силового регулятора; 19 — чашка центробежного ре­гулятора; 20 — возвратная пружина главного рычага; 21 — шарик; 22 — водило центробеж­ного регулятора; 23 — крышка силового регулятора; 25 — клапан управления гидрозамед­лителем

Это позволяет задержать момент пере­ключения передачи во время движения при полном открытии дроссельной заслонки, так как.потребуется большой ход водила центробежного регулятора для перемещения золотника 7. Пе­реключение передач при этом будет происходить при больших скоростях движения автобуса. Эксцентрик 18 тягой связан с педалью управления дроссельной заслонкой. Первоначальное положение эксцентрика (при отпущенной педали) определяется упором на крышке 23.

Главный золотник 7, связанный с главным рычагом 17, переме­щается в гильзе 8 и соединяет при этом главную магистраль с полостью, подводящей масло к включателю золотников периферийных клапанов, или с полостью, подводящей масло к клапану блокировки гидротрансформатора, управляющему включением фрикционов

График моментов переключений передач в автоматической коробке в зависимости от угла открытия дроссельной заслонки двигателя и скорости движения автомобиля называется также законом переключений (рис. 67). Как видно из графика, прямое включение передачи (от низшей к высшей) выполняется при значительно более высокой скорости, чем обратное. Это явление характерно для всех передач и скоростей движения. Обратное включение при скорости ниже, чем прямое, требуется для устранения "цикличности" включения соседних передач, которое бывает с высокой частотой и ведет к разрушению коробки передач. Происходит это следующим образом. После включения высшей передачи при разгоне автомобиля сила тяги на колесах снижается и может оказаться недостаточной, что вызывает обратное включение низшей передачи.

Рис. 67. График моиентов включения

предач в автоматичекой коробке

передач (закон переключения передач)

После чего сила тяги вновь возрастет и процесс повторяется, причем частота повторений может составлять несколько раз в секунду, что сопровождается большими динамическими нагрузками в трансмиссии. Значительное снижение скорости автомобиля перед обратным включением передачи цикличность не допускает.

Известные системы управления автоматическими коробками передач – двухпараметрические. Одним из параметров, определяющих момент включения передачи, является скорость автомобиля, другим – нагрузка на двигатель. Недостатком такой системы являются рывки автомобиля после включения передачи, т.к. частота вращения деталей двигателя после включения передачи резко изменяется, инерционный момент этих деталей передается на колеса.

Для устранения рывков после включения передач применяются специальные клапаны (механизмы) плавного включения.