Корпус гидротрансформатора

1. Корпус гидротрансформатора.

2. Корпуса АКПП.

В качестве уплотнения при соединении частей корпуса используется специальный герметик Threebond 1281B. Так же в корпусе трансмиссии выполнены каналы для подачи масла к исполнительным механизмам. При установке поддона и задней крышки корпуса АКПП так же используется специальный герметик.

Масляный насос.

Масляный насос обеспечивает поток масла и развивает управляющее давление (давление в линии). Масло от насоса через клапанную систему управления подводится в исполнительные механизмы АКПП (фрикционные многодисковые муфты и тормозы), а так же запитывает гидротрансформатор. Если насос не в состоянии создать нужное давление – система становится полностью или частично неисправна. Насос приводится в действие механически от коленчатого вала двигателя.

Рисунок 4. Масляный насос.

Планетарная передача АКПП F4AEL-K представляет собой планетарный механизм с двойным сателлитом, выполненный по схеме Равиньи (Ravigneaux type planetary gear set). Две солнечные шестерни передняя и задняя, соединены через длинный сателлит. Подведение крутящего момента к передней шестерне для различных передаточных чисел при движении вперед, к задней солнечной шестерне для включении заднего хода. Два ряда сателлитов расположенных на одном поводке. Одна планетарная шестерня. Отвод крутящего момента к главной передаче. На шестерне расположен парковочный зубчатый венец. Для управления включением передач используются передняя и задняя муфты, дополненные двумя удерживающими ленточными муфтами и удерживающей обгонной муфтой. КПП позволяет включать передачи:

- нейтральную;

- пониженную (первую и вторую передачи);

- прямую передачу;

- задний ход.

Для получения четвертой ускоряющей передачи используется такой же узел планетарного редуктора. При этом муфта включения ускоряющей передачи зацепляется с водилом. Планетарная КПП системы Равиньи может иметь различные модификации, но все они работают по одинаковым принципам и исполняют одинаковые функции. Система Равиньи получила распространение благодаря компактной компоновке планетарного редуктора, поэтому широко применяется на переднеприводных автомобилях с поперечным расположением двигателя.

Рисунок 5. Планетарный механизм с двойным сателлитом.

Исполнительные механизмы АКПП

Чтобы включить ту или иную передачу, необходимо механически соединить между собой корпус КПП и водило (или эпициклическую или солнечную шестерню). При этом будет достигнуто включение соответственно заднего хода, либо одной, либо другой передачи. В настоящее время все производители автоматических трансмиссий используют одни и те же механизмы. Это многодисковые сцепные муфты (см. Рисунок 6), ленточный тормоз с сервоприводом (см. Рисунок 8), и муфты свободного хода (см. Рисунок 9).

Наиболее ответственный и наименее долговечный узел в КПП - автомате это многодисковые сцепные муфты. Они позволяют соединять с валом КПП различные части планетарного редуктора. Внешний вид муфты в сборе и её составных частей почти не отличается от мотоциклетного сцепления. Муфта состоит из:

- металлических ведущих дисков со шлицами по внутреннему периметру, которые входят в зацепление с валом внутри муфты;

-ведомых дисков с фрикционными накладками. Диски имеют шлицы на внешнем периметре и они входят в зацепление с внешним корпусом муфты;

-нажимного диска (он устанавливается первым) с уплотнительными манжетами по внешнему и внутреннему диаметру.

Ведущие и ведомые диски чередуются между собой. В незадействованном состоянии диски сцепной муфты не сжаты между собой и крутящий момент не передаётся. Включение муфты достигается путем нагнетания масла между корпусом муфты (имеющего форму стакана с прорезями для шлицев) и нажимным диском. Таким образом, корпус муфты одновременно выступает в роли гидроцилиндра. Масло поступает через сверление внутри вращающего вала КПП от блока гидравлического управления. При выключении передачи из муфты всё масло назад вытечь не может. Этому воспрепятствует центробежная сила – частота вращения вала и муфты на нём достигает шести тысяч оборотов в минуту.

Рисунок 6. Многодисковая сцепная муфта.

Чтобы полностью сбрасывать масло из корпуса при выключении передачи, существует шариковый клапан на наружной стенке муфты (см. Рисунок 7).

Клапан работает следующим образом:

а) Когда давление масла внутри муфты велико за счёт включенной передачи, металлический шарик прижат напором масла к выходному отверстию (левая часть рисунка).

б) Когда давление масла внутри муфты упало из-за выключения передачи, металлический шарик уже не так сильно прижат напором масла к выходному отверстию. Центробежная сила теперь перевешивает относительно малую силу от давления масла. Шарик "забегает" в углубление и более не препятствует вытеканию масла (правая часть рисунка).

Рисунок 7. Принцип действия шарикового клапана.

Ленточный тормоз.

Ленточный тормоз позволяет зафиксировать большую солнечную шестерню относительно корпуса АКПП. Принцип действия тормоза очень прост: лента, охватывающая цилиндрическую поверхность – барабан, связанную с шестерней, при сильной затяжке её свободного конца позволяет заблокировать шестерню. Цилиндрическая поверхность в свою очередь имеет много отверстий, расположенных в шахматном порядке. Благодаря этому при срабатывании ленточного тормоза масло на поверхности барабана быстрее выдавливается из зазора между лентой и барабаном. Для лучшего эффекта лента тормоза имеет фрикционную накладку на внутренней стороне. Сила натяжения самопроизвольно увеличивается за счет вращения планетарной шестерни. Включение узла в работу происходит за счет нагнетания масла в гидроцилиндр сервотормоза. Команду на подачу масла даёт блок гидравлического управления.

Рисунок 8. Ленточный тормоз второй и четвертой передачи.

Муфта свободного хода.

Муфта свободного хода позволяет избежать конфликта между двумя передачами при работе АКПП. Это сильно ускоряет процесс переключения передач и упрощает блок гидроавтоматики. Свойство роликовой и эксцентриковой муфты передавать крутящий момент только в одну сторону используется для улучшения качества включения передач. Когда включена другая передача, данное свойство муфты устраняет проблему согласования времён соединения – рассоединения соответствующих фрикционных муфт. На рисунке 9 показаны два положения элементов обгонной муфты обоих типов - "включено" и "выключено". Обе иллюстрации показывают, что обгонная муфта может быть использована как для блокировки внешнего вращающегося кольца, так и внутреннего периметра вала. При практической реализации конструкции, неподвижное кольцо обгонной муфты может быть прикреплено к корпусу АКПП с помощью болтов, заклёпок, прессовой посадки, шлицев.

Следует обратить внимание на другое свойство как эксцентриковой, так и роликовой обгонной муфты. Они работают только, когда двигатель разгоняет автомобиль. При торможении двигателем муфта свободного хода расцепляется и состояние трансмиссии эквивалентно нейтральной передаче, что делает невозможным торможение двигателем и запуск двигателя от тягового усилия при буксировке.

Рисунок 9. Муфта свободного хода.

  Гидроцилиндры

Гидроцилиндры являются исполнительными механизмами для включения передач. Они преобразуют давление масла в усилие, включающее сцепную муфту.

Гидроцилиндр состоит из корпуса, поршня с уплотнительной манжетой, возвратной пружины, штуцера для подвода рабочей жидкости. Жесткость пружины определяет момент начала срабатывания гидроцилиндра.

Для срабатывания дисковых сцепных муфт применяется конструкция гидроцилиндра, встроенного в дисковую муфту. Масло подаётся вовнутрь кожуха дисковой муфты. Уплотнительные манжеты не дают вытечь маслу. Масло давит на диафрагму и создаёт усилие, прижимающее ведомые диски к ведущим. На внешнем периметре корпуса имеется разгрузочный клапан, который позволяет быстрее снять давление с муфты при её отключении.

Корпус блока клапанов.

Корпус блока клапанов (Рисунок 10) является сердцем гидравлической системы управления. Он является сложной сетью взаимосвязанных каналов, прецизионных клапанов, пружин, шариковых клапанов и штуцеров. Узел в сборе содержит гидравлический клапан управления включением передач, дроссельный регулирующий клапан и клапаны выключения передач, клапаны управления включением передач и на некоторых модификациях КПП - регулирующий клапан.

Корпус блока клапанов работает как компьютер. Он запрограммирован на определённый режим работы гидравлическим клапаном управления включением передач и отслеживает два гидравлических сигнала - один от дроссельного регулирующего клапана, и другой - от датчика скорости автомобиля. На основании этих данных выбирается момент переключения передачи.

Третий сигнал воспринимается от рычага управления КПП.

Этот сигнал даёт команду на принудительное включение водителем пониженной передачи.

В режиме ручного управления нужная передача определяется положением золотника управления. В автоматическом режиме включением передач управляют два узла: клапан включения передач, базируясь на показаниях датчика скорости и дроссельного регулирующего клапана. Блок включения передач обеспечивает как автоматическое, так и ручное переключение передач. Ручное переключение передач обеспечивается с помощью гидравлического клапана управления включением передач и обычно включает в себя нейтраль, задний ход, все передачи переднего хода плюс режимы торможения двигателем. Автоматическое переключение передач обеспечивается в соответствии со скоростью движения.

Рисунок 10. Блок управляющих клапанов АКПП