El dispositivo de transmisión automática de un automóvil y el principio de funcionamiento. Tipos de transmisión automática

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Última modificación: 2024-02-19 14:12

Recientemente, las transmisiones automáticas están ganando cada vez más popularidad. Y hay razones para eso. Tal caja es más fácil de operar y no requiere un "juego" constante con el embrague en los atascos de tráfico. En las grandes ciudades, tal punto de control está lejos de ser poco común. Pero el dispositivo de transmisión automática es significativamente diferente de la mecánica clásica. Muchos automovilistas tienen miedo de llevar automóviles con una caja de este tipo. Sin embargo, sus temores no están justificados. Con un funcionamiento adecuado, una transmisión automática durará no menos que una mecánica. Pero para comprenderlo mejor, debe estudiar en detalle el dispositivo de la transmisión automática de un automóvil. Hablaremos de esto en nuestro artículo de hoy.

Variedades

Hay varios tipos de estas cajas. Entonces, distinguen:

• Transmisión automática hidromecánica.
• Robótica (DSG).
• Variador.

¿Cuáles son las características de cada uno de ellos? Considere a continuación.

ClásicoTransmisión automática

La transmisión hidromecánica es el tipo más común de transmisión automática. El dispositivo de dicha caja supone la presencia de un convertidor de par, una caja de cambios manual y un sistema de control. Pero este diseño se practica en vehículos de tracción trasera. Si se trata de un automóvil con tracción delantera, entonces el diferencial también se incluye en el dispositivo de transmisión automática y el engranaje principal.

El convertidor de par (conocido coloquialmente como "rosquilla") es la unidad principal de esta transmisión. Sirve para cambiar y transmitir par desde el volante del motor a la caja de cambios manual. La rosquilla también sirve para amortiguar las oscilaciones y vibraciones que se producen durante la transferencia de fuerzas de rotación del motor de combustión interna.

El convertidor de par consta de varias ruedas. Esto es:

• Turbina.
• Reactor.
• Rueda de bomba.

El diseño también incluye dos embragues: bloqueo y rueda libre. Todos estos detalles están encerrados en una caja toroidal separada, que parece una dona (de ahí el nombre específico).

La rueda de la bomba está conectada al cigüeñal del motor. La turbina interactúa con una transmisión manual. Entre estos dos elementos se encuentra la rueda del reactor. Este, a diferencia de todos los demás, está inmóvil. Cada rueda del transformador hidráulico de transmisión automática tiene cuchillas entre las cuales pasa el fluido ATP de trabajo.

El embrague de bloqueo de la transmisión automática está diseñado para bloquear el GTF (rosquilla) en modos de funcionamiento específicos del motor de combustión interna. Sin embrague(también conocido como exceso de velocidad) gira la rueda del reactor en la dirección opuesta.

trabajo GTF

Se realiza en ciclo cerrado. Entonces, el ATP líquido comienza a fluir desde la bomba a la turbina, y luego a la rueda del reactor debido a la forma especial de las palas, la tasa de flujo de aceite comienza a crecer constantemente. El fluido ATP hace que la rueda de la bomba gire más rápido. Esto aumenta la fuerza de torsión. Por cierto, su parámetro máximo se logra a velocidades mínimas. Esto es necesario para que el automóvil comience a moverse suavemente incluso bajo carga. Cuando el automóvil comienza a aumentar la velocidad, el embrague se acopla y el convertidor de par se bloquea. En esta situación, se realiza una transmisión directa de par. Vale la pena señalar que el embrague de bloqueo se activa en la transmisión automática en todas las marchas, incluida la marcha atrás.

Los autos modernos usan un embrague antirrebote. Este modo evita que el mecanismo se bloquee por completo, lo que tiene un efecto positivo en el consumo de combustible y en una conducción suave.

Engranaje planetario

Este conjunto funciona como una transmisión manual. La caja de cambios se puede diseñar para cuatro, seis, siete u ocho velocidades. En casos excepcionales, se utiliza una transmisión automática de nueve velocidades (por ejemplo, en automóviles Land Rover).

Seguimos estudiando el dispositivo de transmisión automática. El engranaje planetario consta de varios engranajes secuenciales. Forman un conjunto de engranajes planetarios. Cada una de las velocidades incluye variasartículos:

• La corona.
• Satélites.
• Equipo solar.
• Transporte.

¿Cómo se realiza el cambio de torque? Al estudiar el dispositivo del convertidor de par de transmisión automática, se debe tener en cuenta que esta operación se realiza utilizando varios elementos del conjunto de engranajes planetarios. Este era el portador, así como dos engranajes (sol y corona). Bloquear este último le permite aumentar la relación de transmisión. El sol, por el contrario, reduce esta relación. Y el portador cambia la dirección de rotación de los elementos.

El bloqueo se realiza con embragues. Este es un tipo de freno que sujeta ciertas partes de la caja de cambios conectándolas a la carcasa de la caja de cambios. Dependiendo de la marca de automóvil ("Mazda" es este o "Ford"), el dispositivo de transmisión automática asume la presencia de un freno de banda o multidisco. Se cierra con cilindros hidráulicos. Estos últimos se controlan desde el módulo de distribución. Se utiliza un embrague de rueda libre para evitar que el portador gire en la dirección opuesta.

Sistema electrónico

El dispositivo y el funcionamiento de la transmisión automática de un automóvil moderno es imposible sin un sistema de control electrónico. Incluye:

• Unidad de control.
• Sensores de entrada.
• Selector de transmisión automática (consideraremos su dispositivo más adelante).
• Módulo de distribución.

Tenga en cuenta que la lista de elementos de entrada es bastante extensa. Entonces, esto incluye sensores:

• Posiciones del pedal del acelerador.
• Temperaturas del ATP líquido.
• Velocidades del eje de entrada y salida.
• Posiciones del selector de marchas automático.

La unidad de control de la transmisión automática procesa continuamente las señales que provienen de estos elementos y genera pulsos de control para los actuadores. Esta unidad se comunica con la ECU del motor.

El módulo de distribución activa los embragues de fricción y controla el flujo de fluido ATP en la transmisión. Este módulo consta de correderas de control y electroválvulas accionadas mecánicamente. Estas partes están encerradas en una caja de aluminio separada y están interconectadas por canales.

Un elemento importante en la transmisión automática Honda son los solenoides. También se les llama válvulas de solenoide. Son necesarios para regular la presión del aceite de transmisión. Y las bobinas realizan el modo de funcionamiento de la caja. Los elementos se accionan desde la palanca de la transmisión automática.

Dado que el aceite ATP es el principal fluido de trabajo, se proporciona una bomba de engranajes en el dispositivo de cualquier transmisión automática. Funciona desde el cubo del convertidor de par y es la base del sistema hidráulico de la caja de cambios. Para enfriar el aceite en el dispositivo de transmisión automática Mercedes, se proporciona un intercambiador de calor especial. Este es un pequeño radiador que se encuentra en la parte delantera del coche. En algunos modelos, está incluido con el enfriador de refrigerante del motor principal.

Selector de transmisión automática

Es esta parte la que controla directamente la transmisión automática. Hay varios modos de transmisión automática:

• Estacionamiento.
• Reversa.
• Neutro.
• Conducir (avanzar).

En algunos automóviles Nissan, el dispositivo de transmisión automáticaasume la presencia de un modo deportivo. Para encenderlo, debe mover el selector de caja de cambios a la posición S. El modo difiere en que el cambio de marcha se realiza a velocidades más altas del motor. Esto da como resultado más torque y velocidad del vehículo. Si consideramos el Nissan Qashqai, el dispositivo de transmisión automática también asume la presencia de un modo de cambio de marchas manual. Tal caja se llama "Tiptronic".

Transmisión robótica DSG

Este es un desarrollo de la empresa Volkswagen-Audi. Este punto de control apareció a mediados de la década de 2000 y está instalado en la mayoría de los automóviles Skoda y Audi, así como en los Volkswagen (incluido el Tuareg).

Una característica clave del DSG automático son los cambios rápidos de marcha sin interrupción del flujo de potencia. Esto le permite aumentar el rendimiento y la eficiencia de la transmisión. Los coches con DSG tienen una buena dinámica de aceleración. Al mismo tiempo, tienen un menor consumo de combustible en comparación con los convertidores de par clásicos.

El diseño y funcionamiento de este tipo de transmisión automática difiere significativamente de la transmisión anterior. Por lo tanto, no hay una "rosquilla" habitual. La transmisión de par se realiza mediante el uso de dos embragues. Además, se puede instalar un dispositivo antirrobo en este tipo de transmisión automática.

Transmisión DSG

Incluye:

• Volante bimasa.
• Dos filas de engranajes.
• Transmisión final y diferencial.
• Sistema de control electrónico.
• Dobleembrague.

Todo está encerrado en una caja de metal. Si hablamos del doble embrague, asegura que la potencia se transmita simultáneamente a la segunda y primera fila de engranajes. Si se trata de un DSG de seis velocidades, la caja lleva plato de arrastre (se conecta a un volante bimasa a través de un buje de entrada) y embragues de fricción. Estos últimos están conectados a los trenes de engranajes a través del eje principal.

Por cierto, el tipo de embrague puede diferir en la caja DSG. Si es de seis velocidades, el diseño utiliza un embrague húmedo. El aceite proporciona no solo lubricación, sino también enfriamiento de los discos de fricción. Esto aumenta significativamente el recurso de los agregados.

Si hablamos de la transmisión de siete velocidades, aquí se aplica un esquema seco. Esto reduce significativamente la cantidad de aceite utilizado. Si en el primer caso, la operación del DSG requería al menos seis litros y medio, entonces en el segundo, no más de dos. La bomba que bombea el lubricante es eléctrica. Este diseño, según los expertos, es menos confiable y no tiene un alto recurso.

En cuanto a las marchas, la primera es la responsable del funcionamiento de las marchas atrás e impares. El segundo se utiliza para controlar marchas pares. Cada una de las filas es un eje secundario y primario con un juego específico de engranajes. El elemento primario es completo y coaxial, y los engranajes están rígidamente conectados al eje. Al mismo tiempo, los engranajes secundarios giran libremente. También en el diseño hay sincronizadores. Facilitan la inclusión de una determinada velocidad en el punto de control. Ael coche podría moverse hacia atrás, en la caja DSG está previsto un eje intermedio, está equipado con una marcha atrás.

El cambio de marchas se controla electrónicamente. Incluye varios sensores, una unidad de control y una unidad electrohidráulica con una masa de actuadores. El módulo de control está ubicado en el cárter de la transmisión robótica automática. Durante el funcionamiento de la caja de cambios, los sensores analizan la velocidad de los ejes de salida y entrada, la presión del aceite, la posición de las horquillas de cambio, así como la temperatura del lubricante. En base a estas señales, la ECU implementa uno u otro algoritmo de control.

Gracias al bloque se controla el circuito hidráulico de la caja de cambios. Este sistema incluye:

• Carretes de distribuidor. Se accionan desde la palanca de cambios.
• Válvulas de solenoide. Estos elementos se utilizan para cambiar de velocidad.
• Válvulas de control de presión. Gracias a ellos, el embrague de fricción funciona.

Los dos últimos componentes se refieren a los controles del actuador de la caja de cambios robótica.

Además, el diseño de esta caja proporciona un multiplexor. Le permite controlar cilindros hidráulicos con válvulas de solenoide. Sorprendentemente, el número de los primeros es el doble que el de los segundos. Así, en la posición inicial del elemento, se accionan unos cilindros hidráulicos, y en la posición de trabajo, otros.

El algoritmo de la transmisión robótica consiste en el cambio secuencial de varias marchas. Entonces, cuando el automóvil comienza a moverse en el primero, el segundoya comprometido con el segundo disco. Después de un conjunto de ciertas revoluciones, se produce un cambio instantáneo. Después de todo, el sistema no necesita seleccionar uno u otro eje: los engranajes ya han comenzado a funcionar.

¿Dónde se usa esta caja de cambios? Básicamente, DSG se usa en automóviles de clase B, C y D. En muchos aspectos, todo depende de las características técnicas del motor en sí. Así, una caja de seis velocidades es capaz de soportar un par de 350 Nm. Y el DSG de siete bandas es solo 250. Por lo tanto, dicha caja no está instalada en automóviles potentes.

Variador

Este es un tipo de transmisión automática relativamente nuevo, aunque las primeras copias comenzaron a usarse ya en el año 59. Entonces, el primer automóvil con caja de cambios variable fue el Daf. Además, este esquema comenzó a ser practicado por fabricantes como Ford y Fiat. Sin embargo, esta caja fue ampliamente utilizada hace solo 10 años. Ahora esta caja de cambios se usa en automóviles:

• Mercedes.
• Subaru.
• Toyota.
• Nissan.
• Audi.
• Ford.
• Honda.

La característica clave es que no tiene engranajes en sí. El variador es una transmisión continuamente variable que proporciona un cambio suave en las relaciones de transmisión a medida que el vehículo acelera. La principal ventaja de una caja de cambios de este tipo es la coordinación óptima de la carga en el automóvil con la velocidad del cigüeñal. Esto da como resultado una alta eficiencia de combustible y productividad. La suavidad de marcha también mejora notablemente, ya que aquí se excluyen los tirones durante la aceleración dinámica.

El automóvil acelera rápidamente, sin sacudidas, con la mayor suavidad posible. Pero debido a ciertas restricciones de torque y potencia, las transmisiones automáticas variables se usan solo en automóviles y algunos crossovers. Además, el coste del coche en el variador aumenta notablemente, ya que esta transmisión es de bastante alta tecnología.

Dispositivos y tipos

Solo hay dos tipos de estas transmisiones. Este es un variador toroidal y de correa trapezoidal. Este último es el más utilizado. Pero independientemente del tipo, tienen el mismo dispositivo (la transmisión automática Toyota no es una excepción). Entonces, el diseño incluye:

• Transmisión CVT.
• Mecanismo que transmite el par.
• Sistema de control.
• Mecanismo de desembrague de la caja de cambios y de enganche de la marcha atrás.

Para que la caja perciba y transmita el par, se activan los siguientes mecanismos de embrague:

• Centrífuga automática. Usado en Transmatic CVT.
• Multidisco húmedo. Estos son los variadores Multimatic.
• Electrónica (cajas "Hyper" usadas en algunos autos japoneses).
• Convertidor de par. Los ejemplos incluyen transmisiones Extroid, Multidrive y Multimatic.

El último tipo de conexión es el más popular e ingenioso. Tenga en cuenta que la transmisión de la caja de cambios variable puede ser por correa o cadena.

El primer tipo consta de una o dos transmisiones por correa. También enEl dispositivo de transmisión automática de Toyota incluye dos poleas. Estos últimos forman una especie de discos cónicos que pueden separarse y separarse. Por lo tanto, se cambia el diámetro de la polea. Para acercar los conos, se proporcionan resortes especiales en el dispositivo de transmisión automática Mazda (a veces se usa fuerza centrífuga). El disco cónico tiene un ángulo de inclinación de 20 grados. Esto permite que la correa de transmisión se mueva con una resistencia mínima.

Se utiliza una cadena de metal en los CVT Multitronic. Se compone de varias placas que están conectadas por ejes. Este diseño tiene buena flexibilidad. El radio de curvatura es de hasta 25 milímetros. A diferencia de un variador de correa, un variador de cadena proporciona transmisión de par con punto de contacto de las placas con los discos. En estas áreas se producen altos voltajes. Gracias a este esquema, se asegura la mínima pérdida en la transmisión de par y la mejor eficiencia. Los discos cónicos están hechos de acero para cojinetes de alta resistencia.

Debido a las características de diseño y la disposición, el cuerpo de la válvula de transmisión automática no puede proporcionar un movimiento inverso. Por lo tanto, se utilizan mecanismos auxiliares en el variador para engranar la marcha atrás. Este es un engranaje planetario. Tiene el mismo dispositivo y principio de funcionamiento que en las clásicas transmisiones automáticas de convertidor de par.

También en el diseño de dicho puesto de control hay un sistema de control electrónico. Proporciona un ajuste sincrónico del diámetro de la polea del variador en función de la velocidad actual del motor. Este sistemaproporciona y la inclusión de la transmisión inversa. El variador se controla a través del selector, que se encuentra en la cabina. Los modos de control son los mismos que en una transmisión automática convencional. El dispositivo y la reparación de estas cajas también son similares. Sin embargo, notamos que muchos servicios tienen miedo de llevar estos autos al trabajo, simplemente porque no tienen la experiencia adecuada. Tal caja apareció en Rusia recientemente, y existen muchos mitos sobre la corrección del mantenimiento y la reparación a su alrededor. Los expertos dicen que para una caja de cambios de este tipo, basta con cambiar el aceite a tiempo y no sobrecalentar el mecanismo en sí.

Conclusión

Entonces, descubrimos qué tipos de transmisión automática son, cómo funciona y cómo funciona. ¿Qué elegir para un entusiasta de los automóviles ordinarios? La experiencia operativa muestra que la mejor opción sería comprar un automóvil con una transmisión automática clásica de convertidor de par. Tal caja es familiar para muchos: se puede reparar y reparar en cualquier servicio. Además, las máquinas modernas de este tipo se distinguen por un buen recurso de 300-400 mil kilómetros. En cuanto al robot DSG y el variador continuo, tales cajas cuidan no más de 150 mil en nuestras carreteras. Entonces comienzan los problemas y las inversiones serias. Por lo tanto, debe abstenerse de comprarlos.