Πώς λειτουργεί ένα αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων

Ένα αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων επιτρέπει στον κινητήρα ενός αυτοκινήτου να λειτουργεί σε ένα στενό εύρος ταχυτήτων, ακριβώς όπως ένα χειροκίνητο κιβώτιο ταχυτήτων. Καθώς ο κινητήρας φτάνει σε υψηλότερους βαθμούς ροπής (ροπή είναι το ποσό της περιστροφικής ισχύος του κινητήρα),…

Ένα αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων επιτρέπει στον κινητήρα ενός αυτοκινήτου να λειτουργεί σε ένα στενό εύρος ταχυτήτων, ακριβώς όπως ένα χειροκίνητο κιβώτιο ταχυτήτων. Καθώς ο κινητήρας φτάνει σε υψηλότερα επίπεδα ροπής (ροπή είναι η περιστροφική ισχύς του κινητήρα), τα γρανάζια στο κιβώτιο ταχυτήτων επιτρέπουν στον κινητήρα να εκμεταλλευτεί πλήρως τη ροπή που παράγει διατηρώντας παράλληλα μια κατάλληλη ταχύτητα.

Πόσο σημαντικό είναι ένα κιβώτιο ταχυτήτων για την απόδοση ενός αυτοκινήτου; Χωρίς κιβώτιο ταχυτήτων, τα οχήματα έχουν μόνο μία ταχύτητα, χρειάζεται πάντα για να φτάσει σε υψηλότερες ταχύτητες και ο κινητήρας φθείρεται γρήγορα λόγω των υψηλών στροφών που παράγει συνεχώς.

Αρχή του αυτόματου κιβωτίου ταχυτήτων

Η αρχή λειτουργίας ενός αυτόματου κιβωτίου ταχυτήτων βασίζεται στη χρήση αισθητήρων για τον προσδιορισμό της κατάλληλης σχέσης μετάδοσης, η οποία εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την επιθυμητή ταχύτητα του οχήματος. Το κιβώτιο ταχυτήτων συνδέεται με τον κινητήρα στο περίβλημα του κουδουνιού, όπου ένας μετατροπέας ροπής μετατρέπει τη ροπή του κινητήρα σε κινητήρια δύναμη και σε ορισμένες περιπτώσεις ενισχύει ακόμη και αυτή την ισχύ. Ο μετατροπέας ροπής του κιβωτίου ταχυτήτων το κάνει αυτό μεταφέροντας αυτή την ισχύ στον άξονα μετάδοσης κίνησης μέσω του πλανητικού γραναζιού και των δίσκων συμπλέκτη, οι οποίοι στη συνέχεια επιτρέπουν στους κινητήριους τροχούς του αυτοκινήτου να περιστρέφονται για να το ωθήσουν προς τα εμπρός, με διαφορετικές σχέσεις μετάδοσης που απαιτούνται για διαφορετικές ταχύτητες. Ανάλογα με τη μάρκα και το μοντέλο, αυτά είναι οχήματα με κίνηση στους πίσω τροχούς, με κίνηση στους εμπρός τροχούς και σε όλους τους τροχούς.

Εάν το όχημα είχε μόνο μία ή δύο ταχύτητες, η επίτευξη υψηλότερων ταχυτήτων θα ήταν πρόβλημα επειδή ο κινητήρας περιστρέφεται μόνο σε συγκεκριμένες στροφές ανάλογα με την ταχύτητα. Αυτό σημαίνει χαμηλότερες στροφές για χαμηλότερες ταχύτητες και συνεπώς χαμηλότερες στροφές. Εάν η επάνω ταχύτητα ήταν δεύτερη, θα χρειαζόταν το όχημα για πάντα για να επιταχύνει σε χαμηλότερες στροφές ανά λεπτό, ανεβάζοντας σταδιακά τις στροφές καθώς το όχημα ανέβαζε ταχύτητα. Η καταπόνηση του κινητήρα γίνεται επίσης πρόβλημα όταν λειτουργεί σε υψηλότερες στροφές για μεγαλύτερες χρονικές περιόδους.

Χρησιμοποιώντας ορισμένες ταχύτητες που λειτουργούν σε συνδυασμό μεταξύ τους, το αυτοκίνητο σταδιακά ανεβάζει ταχύτητα καθώς αλλάζει σε υψηλότερες ταχύτητες. Όταν το αυτοκίνητο αλλάζει σε υψηλότερες ταχύτητες, οι στροφές μειώνονται, γεγονός που μειώνει το φορτίο στον κινητήρα. Τα διάφορα γρανάζια αντιπροσωπεύονται από τον λόγο μετάδοσης (που είναι ο λόγος των γραναζιών τόσο στο μέγεθος όσο και στον αριθμό των δοντιών). Οι μικρότερες ταχύτητες περιστρέφονται γρηγορότερα από τις μεγαλύτερες ταχύτητες και κάθε θέση ταχύτητας (από την πρώτη έως την έξι σε ορισμένες περιπτώσεις) χρησιμοποιεί διαφορετικά γρανάζια διαφορετικού μεγέθους και αριθμού δοντιών για να επιτύχει ομαλή επιτάχυνση.

Ένα ψυγείο κιβωτίου ταχυτήτων είναι απαραίτητο όταν μεταφέρετε βαριά φορτία, επειδή ένα μεγάλο φορτίο ασκεί πρόσθετη πίεση στον κινητήρα, με αποτέλεσμα να λειτουργεί πιο ζεστά και να καίει υγρό κιβωτίου ταχυτήτων. Το ψυγείο μετάδοσης βρίσκεται μέσα στο ψυγείο όπου αφαιρεί τη θερμότητα από το υγρό μετάδοσης. Το υγρό ταξιδεύει μέσω σωλήνων στο ψυγείο στο ψυκτικό υγρό στο ψυγείο, έτσι ώστε η μετάδοση να παραμένει δροσερή και να μπορεί να χειριστεί μεγαλύτερα φορτία.

Τι κάνει ένας μετατροπέας ροπής

Ο μετατροπέας ροπής πολλαπλασιάζει και μεταδίδει τη ροπή που παράγεται από τον κινητήρα του οχήματος και τη μεταδίδει μέσω γραναζιών στο κιβώτιο ταχυτήτων στους κινητήριους τροχούς στο άκρο του κινητήριου άξονα. Ορισμένοι μετατροπείς ροπής λειτουργούν επίσης ως μηχανισμός κλειδώματος, συνδέοντας τον κινητήρα και το κιβώτιο ταχυτήτων όταν λειτουργούν στις ίδιες ταχύτητες. Αυτό βοηθά στην αποφυγή ολίσθησης του κιβωτίου ταχυτήτων με αποτέλεσμα την απώλεια της απόδοσης.

Ο μετατροπέας ροπής μπορεί να λάβει μία από τις δύο μορφές. Ο πρώτος, ο σύνδεσμος υγρού, χρησιμοποιεί τουλάχιστον μια κίνηση δύο τεμαχίων για τη μεταφορά της ροπής από το κιβώτιο ταχυτήτων στον άξονα μετάδοσης κίνησης, αλλά δεν αυξάνει τη ροπή. Ένας υδραυλικός συμπλέκτης, που χρησιμοποιείται ως εναλλακτική λύση σε έναν μηχανικό συμπλέκτη, μεταφέρει τη ροπή του κινητήρα στους τροχούς μέσω ενός άξονα μετάδοσης κίνησης. Ο άλλος, ο μετατροπέας ροπής, χρησιμοποιεί τουλάχιστον τρία στοιχεία συνολικά, και μερικές φορές περισσότερα, για να αυξήσει την απόδοση της ροπής από το κιβώτιο ταχυτήτων. Ο μετατροπέας χρησιμοποιεί μια σειρά από πτερύγια και έναν αντιδραστήρα ή πτερύγια στάτορα για να αυξήσει τη ροπή, με αποτέλεσμα περισσότερη ισχύ. Ο στάτορας ή τα στατικά πτερύγια χρησιμεύουν για να ανακατευθύνουν το υγρό μετάδοσης πριν φτάσει στην αντλία, βελτιώνοντας σημαντικά την απόδοση του μετατροπέα.

Η εσωτερική λειτουργία του πλανητικού γραναζιού

Γνωρίζοντας πώς συνεργάζονται τα μέρη ενός αυτόματου κιβωτίου ταχυτήτων μπορεί πραγματικά να τα βάλει όλα σε προοπτική. Αν κοιτάξετε μέσα σε ένα αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων, εκτός από διάφορους ιμάντες, πλάκες και μια αντλία γραναζιών, το πλανητικό γρανάζι είναι το κύριο εξάρτημα. Αυτό το γρανάζι αποτελείται από έναν ηλιακό, ένα πλανητικό γρανάζι, έναν πλανητικό φορέα γραναζιών και ένα γρανάζι. Ένα πλανητικό γρανάζι περίπου στο μέγεθος ενός πεπονιού δημιουργεί τις διάφορες σχέσεις μετάδοσης που χρειάζεται το κιβώτιο ταχυτήτων για να επιτύχει τις απαραίτητες ταχύτητες για να κινηθεί προς τα εμπρός κατά την οδήγηση, καθώς και να εμπλέξει την όπισθεν.

Οι διαφορετικοί τύποι γραναζιών συνεργάζονται, λειτουργώντας ως είσοδος ή έξοδος για τη συγκεκριμένη σχέση μετάδοσης που απαιτείται ανά πάσα στιγμή. Σε ορισμένες περιπτώσεις, τα γρανάζια είναι άχρηστα σε μια συγκεκριμένη αναλογία και ως εκ τούτου παραμένουν ακίνητα, με λωρίδες στο εσωτερικό του κιβωτίου ταχυτήτων να τα κρατούν μακριά μέχρι να χρειαστούν. Ένας άλλος τύπος γραναζιών, το σύνθετο πλανητικό γρανάζι, περιλαμβάνει δύο σετ ηλιακών και πλανητικών γραναζιών, αν και μόνο ένα γρανάζι. Ο σκοπός αυτού του τύπου γραναζιών είναι να παρέχει ροπή σε μικρότερο χώρο ή να αυξάνει τη συνολική ισχύ του οχήματος, όπως σε ένα φορτηγό βαρέως τύπου.

Η μελέτη των γραναζιών

Ενώ ο κινητήρας λειτουργεί, το κιβώτιο ταχυτήτων ανταποκρίνεται σε οποιαδήποτε ταχύτητα βρίσκεται ο οδηγός αυτή τη στιγμή. Σε Park ή Neutral, το κιβώτιο ταχυτήτων δεν εμπλέκεται επειδή τα οχήματα δεν απαιτούν ροπή όταν το όχημα δεν βρίσκεται σε κίνηση. Τα περισσότερα οχήματα έχουν διαφορετικές σχέσεις μετάδοσης κίνησης που είναι χρήσιμες όταν κινείστε προς τα εμπρός, από την πρώτη έως την τέταρτη ταχύτητα.

Τα αυτοκίνητα επιδόσεων τείνουν να έχουν ακόμη περισσότερες ταχύτητες, έως και έξι, ανάλογα με τη μάρκα και το μοντέλο. Όσο χαμηλότερη είναι η ταχύτητα, τόσο χαμηλότερη είναι η ταχύτητα. Ορισμένα οχήματα, ειδικά τα μεσαία και βαρέα φορτηγά, χρησιμοποιούν υπερκίνηση για να βοηθήσουν στη διατήρηση υψηλότερων ταχυτήτων και επίσης να παρέχουν καλύτερη οικονομία καυσίμου.

Τέλος, τα αυτοκίνητα χρησιμοποιούν όπισθεν για όπισθεν. Στην όπισθεν, μία από τις μικρότερες ταχύτητες εμπλέκεται με το μεγαλύτερο πλανητικό γρανάζι και όχι το αντίστροφο όταν κινείται προς τα εμπρός.

Πώς το κιβώτιο ταχυτήτων χρησιμοποιεί συμπλέκτες και ταινίες

Επιπλέον, το αυτόματο κιβώτιο χρησιμοποιεί συμπλέκτες και ζώνες για να το βοηθήσει να φτάσει στις διάφορες σχέσεις μετάδοσης που χρειάζονται, συμπεριλαμβανομένης της υπερέντασης. Οι συμπλέκτες μπαίνουν σε δράση όταν τα μέρη των πλανητικών γραναζιών συνδέονται μεταξύ τους και οι λωρίδες βοηθούν να διατηρούνται τα γρανάζια ακίνητα ώστε να μην περιστρέφονται άσκοπα. Οι ταινίες, που κινούνται από υδραυλικά έμβολα μέσα στο κιβώτιο ταχυτήτων, στερεώνουν μέρη του κιβωτίου ταχυτήτων. Οι υδραυλικοί κύλινδροι και τα έμβολα ενεργοποιούν επίσης τους συμπλέκτες, αναγκάζοντάς τους να εμπλέξουν τις ταχύτητες που απαιτούνται για μια δεδομένη σχέση μετάδοσης και ταχύτητα.

Οι δίσκοι του συμπλέκτη βρίσκονται μέσα στο τύμπανο του συμπλέκτη στο κιβώτιο ταχυτήτων και εναλλάσσονται με χαλύβδινους δίσκους ενδιάμεσα. Οι δίσκοι συμπλέκτη με τη μορφή δίσκων δαγκώνουν σε χαλύβδινες πλάκες λόγω της χρήσης ειδικής επίστρωσης. Αντί να καταστρέψουν τις πλάκες, οι δίσκοι τις συμπιέζουν σταδιακά, ασκώντας αργά δύναμη που στη συνέχεια μεταφέρεται στους κινητήριους τροχούς του οχήματος.

Οι δίσκοι συμπλέκτη και οι χαλύβδινες πλάκες είναι μια κοινή περιοχή όπου εμφανίζεται ολίσθηση. Τελικά, αυτή η ολίσθηση προκαλεί την είσοδο μεταλλικών τσιπς στο υπόλοιπο κιβώτιο ταχυτήτων και τελικά προκαλεί την αποτυχία της μετάδοσης. Ένας μηχανικός θα ελέγξει το κιβώτιο ταχυτήτων εάν το αυτοκίνητο αντιμετωπίζει προβλήματα με την ολίσθηση του κιβωτίου ταχυτήτων.

Υδραυλικές αντλίες, βαλβίδες και ρυθμιστής

Αλλά από πού προέρχεται η «πραγματική» ισχύς σε ένα αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων; Η πραγματική ισχύς βρίσκεται στα υδραυλικά που είναι ενσωματωμένα στο περίβλημα του κιβωτίου ταχυτήτων, συμπεριλαμβανομένης της αντλίας, των διαφόρων βαλβίδων και του ρυθμιστή. Η αντλία αντλεί υγρό μετάδοσης από ένα κάρτερ που βρίσκεται στο κάτω μέρος του κιβωτίου ταχυτήτων και το παραδίδει στο υδραυλικό σύστημα για να ενεργοποιήσει τους συμπλέκτες και τις ταινίες που περιέχονται σε αυτό. Επιπλέον, το εσωτερικό γρανάζι της αντλίας συνδέεται με το εξωτερικό περίβλημα του μετατροπέα ροπής. Αυτό του επιτρέπει να περιστρέφεται με την ίδια ταχύτητα με τον κινητήρα του αυτοκινήτου. Το εξωτερικό γρανάζι της αντλίας περιστρέφεται σύμφωνα με το εσωτερικό γρανάζι, επιτρέποντας στην αντλία να αντλεί υγρό από το κάρτερ στη μία πλευρά και να το τροφοδοτεί στο υδραυλικό σύστημα από την άλλη πλευρά.

Ο κυβερνήτης ρυθμίζει το κιβώτιο ταχυτήτων λέγοντάς του την ταχύτητα του αυτοκινήτου. Ο ρυθμιστής, ο οποίος περιέχει μια βαλβίδα με ελατήριο, ανοίγει περισσότερο όσο πιο γρήγορα κινείται το όχημα. Αυτό επιτρέπει στο υδραυλικό κιβώτιο ταχυτήτων να περνά περισσότερο υγρό σε υψηλότερες ταχύτητες. Ένα αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων χρησιμοποιεί έναν από τους δύο τύπους συσκευών, μια χειροκίνητη βαλβίδα ή έναν διαμορφωτή κενού, για να καθορίσει πόσο σκληρά λειτουργεί ο κινητήρας, αυξάνοντας την πίεση ανάλογα με τις ανάγκες και απενεργοποιώντας ορισμένες ταχύτητες ανάλογα με τη σχέση που χρησιμοποιείται.

Με τη σωστή συντήρηση του κιβωτίου ταχυτήτων, οι ιδιοκτήτες οχημάτων μπορούν να αναμένουν ότι θα διαρκέσει για όλη τη διάρκεια ζωής του οχήματος. Ένα πολύ στιβαρό σύστημα, ένα αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων χρησιμοποιεί πολλά διαφορετικά εξαρτήματα, όπως μετατροπέα ροπής, πλανητικά γρανάζια και τύμπανο συμπλέκτη, για να παρέχει ισχύ στους κινητήριους τροχούς του οχήματος, διατηρώντας το στην επιθυμητή ταχύτητα.

Εάν αντιμετωπίζετε προβλήματα με το αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων, ζητήστε από έναν μηχανικό να σας βοηθήσει να διατηρήσετε τη στάθμη του υγρού, να το επιθεωρήσετε για ζημιά και να το επισκευάσετε ή να το αντικαταστήσετε εάν χρειάζεται.

Συνήθη προβλήματα και συμπτώματα προβλημάτων αυτόματου κιβωτίου ταχυτήτων

Μερικά από τα πιο κοινά προβλήματα που σχετίζονται με ένα ελαττωματικό κιβώτιο ταχυτήτων περιλαμβάνουν:

• Έλλειψη απόκρισης ή δισταγμός κατά την αλλαγή ταχύτητας. Αυτό συνήθως υποδηλώνει ολίσθηση στο εσωτερικό του κιβωτίου ταχυτήτων.
• Το κιβώτιο ταχυτήτων κάνει διάφορους περίεργους θορύβους, τσιμπήματα και βουητά. Ζητήστε από έναν μηχανικό να ελέγξει το αυτοκίνητό σας όταν κάνει αυτούς τους θορύβους για να προσδιορίσει ποιο είναι το πρόβλημα.
• Μια διαρροή υγρού υποδηλώνει ένα πιο σοβαρό πρόβλημα και ο μηχανικός θα πρέπει να διορθώσει το πρόβλημα το συντομότερο δυνατό. Το υγρό κιβωτίου ταχυτήτων δεν καίγεται όπως το λάδι κινητήρα. Ο τακτικός έλεγχος της στάθμης του υγρού από έναν μηχανικό μπορεί να βοηθήσει στην επίλυση ενός πιθανού προβλήματος προτού παρουσιαστεί.
• Μια μυρωδιά καμένου, ειδικά από την περιοχή μετάδοσης, μπορεί να υποδηλώνει πολύ χαμηλή στάθμη υγρού. Το υγρό μετάδοσης προστατεύει τα γρανάζια και τα μέρη του κιβωτίου ταχυτήτων από υπερθέρμανση.
• Η λυχνία Check Engine μπορεί επίσης να υποδεικνύει πρόβλημα με το αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων. Κάντε ένα μηχανικό διαγνωστικό για να βρείτε το ακριβές πρόβλημα.