Automatická převodovka (automatická převodovka, automatická převodovka) v nejširším slova smyslu - převodovka , jejíž zařízení a mechanika jí umožňují nezávisle určit nejvhodnější dostupný převodový poměr v procesu pohybu vozidla , přepínat (přepínat) z jednoho převodového poměru na další poskytuje řidiči zjednodušený postup automatického spouštění, přičemž nejoptimálněji přizpůsobuje vnější rychlostní charakteristiku motoru rychlosti nastavené řidičem v aktuálních podmínkách vozovky. Automatická převodovka je jedním ze dvou (spolu s manuální převodovkou ) rozšířených typů převodovek používaných na různých kolových, pásových a kolejových vozidlech.
Konstrukce moderních automatických převodovek se může velmi lišit, ale vzhledem k tomu, že v historickém zpětném pohledu je naprostá většina automatických převodovek vyráběna na bázi planetových převodovek montovaných s měničem točivého momentu , rozumí se automatická převodovka standardně (pokud není uvedeno jinak) být jen takový design. Tento článek je primárně věnován právě takové automatické převodovce - abychom ji odlišili od robotů a CVT , které se rozšířily v roce 2000 , nazývá se " hydromechanická převodovka ", "hydraulická automatická", "planetární automatická", "klasická automatická".
Tři původně nezávislé vývojové linie vedly ke vzniku klasické hydromechanické automatické převodovky, které byly následně spojeny do její konstrukce.
Za nejstarší z nich lze považovat ty, které se používaly na některých konstrukcích automobilů z první čtvrtiny 20. století, včetně planetových mechanických převodovek Ford T . I když stále vyžadují od řidiče určitou zručnost pro včasné a plynulé zařazení odpovídajícího rychlostního stupně (například u dvoustupňové planetové převodovky Ford T se to dělalo pomocí dvou nožních pedálů, jedním řazením dolů a nahoru, druhá zařazená zpátečka), již umožňují výrazně zjednodušit jeho práci, zejména ve srovnání s tradičními typy převodovek používaných v těchto letech bez synchronizátorů .
Chronologicky lze za druhý směr vývoje, který následně vedl ke vzniku automatické převodovky, nazvat práci na vytvoření poloautomatických převodovek, u kterých byla část řazení převodových stupňů automatizována nebo bylo k řazení použito servo . .
Ve většině případů bylo ovládání spojky automatizované , což bylo technicky nejjednodušší, ale zároveň mělo hmatatelný efekt z hlediska zjednodušení jízdy. Takže u některých předválečných vozů byl mechanický spojkový pohon od pedálu nahrazen nebo doplněn automatickým z odstředivého stroje - příkladem je odstředivá automatická spojka Traffic Clutch britské firmy Talbot nebo Newton , používaná Brity. Riley. V současné době se podobné konstrukce používají na skútrech . Méně často se používal podtlakový spojkový pohon z podtlaku v sacím potrubí motoru - již v poválečných letech byl tento princip vylepšen a vytvořil základ pro činnost v západní Evropě na přelomu populární automatické spojky Saxomat z 50. a 60. let 20. století .
V polovině třicátých let americké firmy Reo a General Motors téměř současně představily poloautomatické převodovky vlastní konstrukce. Nejzajímavější z nich byla převodovka navržená GM - stejně jako později se objevily automatické převodovky využívala planetový mechanismus, jehož činnost byla řízena hydraulikou v závislosti na rychlosti vozu. Jednalo se o bezprostředního předchůdce pozdějších plně automatizovaných převodovek společnosti.
Planetový mechanismus byl pro konstruktéry automatických převodovek velmi výhodný v tom smyslu, že na řízení jeho převodového poměru a směru otáčení výstupního hřídele bylo možné vynaložit relativně malé, a navíc konstantní úsilí, prováděné brzděním jednotlivých částí převodovky. planetové soukolí, využívající jako ovládací mechanismy třecích spojek a pásových brzd, jejichž ovládání pomocí servopohonů v těchto letech nezpůsobovalo žádné zvláštní potíže, protože bylo již dobře vyvinuto, například na nádržích, kde tření k zatáčení se používaly spojky. Navíc nebylo potřeba vyrovnávat rychlosti jednotlivých prvků, protože všechna ozubená kola planetového soukolí jsou v konstantním záběru. Naproti tomu automatizace „klasické“ mechanické převodovky, se vší logikou takového rozhodnutí, v těchto letech narazila na řadu významných obtíží, souvisejících především s nedostatkem servopohonů vhodných pro princip řazení, který se v ní používá: k pohybu ozubených kol nebo spojek a jejich vzájemnému uvedení do záběru byly vyžadovány spolehlivé a rychle působící akční členy poskytující dostatečně velké síly a pracovní zdvihy - mnohem větší než ty, které jsou nutné ke stlačení bloku spojky nebo utažení pásové brzdy. Uspokojivé řešení problému jejich vytvoření bylo až blíže polovině 50. let a vhodné pro hromadné modely - teprve v posledních desetiletích, zejména po objevení se vícekuželových synchronizátorů , jako jsou ty, které se používají v převodovkách DSG. Značné problémy až do nástupu moderní řídicí elektroniky na bázi mikropočítačů způsobovalo také vytvoření řídicí jednotky, která zajišťuje plynulé automatické řazení manuální převodovky s oddělením motoru a převodovky, což vyžadovalo velmi složitý algoritmus práce se sledováním. mnoho různých parametrů; planetové soukolí umožňuje mnohem jednodušší logiku řazení, uspokojivě realizovanou pomocí analogových řídicích zařízení, která ke své činnosti využívají hydrauliku.
Zvláštní místo mezi předchůdci automatických převodovek zaujímá elektromechanická planetová převodovka Kotal, která byla instalována na některých drahých evropských autech třicátých let - jako jsou značky Delage nebo Delahaye . Měl tři planetové převody – dva pro čtyři převody vpřed a třetí pro pohyb vzad (ve kterém byly k dispozici také čtyři převody) a neutrál. Ovládání bylo prováděno elektropohonem s elektromagnetickými kotouči jako akčním členem, při řazení byl motor stále odpojen od převodovky. Volbu převodového stupně prováděl řidič ručně pomocí malé páčky namontované na sloupku řízení nebo náboji volantu. Tato skříň byla drahá, nespolehlivá - její životnost před generální opravou i při pravidelné údržbě nepřesáhla několik let - a mohla dokonce způsobit požár kvůli přehřátí, navíc - v té době, před příchodem mikropočítačů, automatická převodovka řazení hydraulikou by mohlo být Realizuje se mnohem snadněji než u elektrického pohonu, takže tento směr se dalšího vývoje nedočkal.
Planetová převodovka typu Wilson, původně vyvinutá Walterem G. Wilsonem pro tank Mark V a později instalovaná na britská vozidla značek Daimler, Lanchester a BSA, pásové brzdy byly použity k brzdění prvků planetového mechanismu. Volba převodového stupně se prováděla pákou na sloupku řízení a rychlostní stupeň se zapínal přímo sešlápnutím pedálu. Wilsonova skříňka byla preselektor, to znamená, že řidič mohl předem zvolit požadovaný rychlostní stupeň, který se zapínal až po sešlápnutí pedálu řazení, který byl obvykle umístěn v místě pedálu spojky - bez nutnosti přesné koordinace akcí páky a pedálu, což zjednodušilo řízení a zrychlilo řazení, zejména ve srovnání s tehdejšími nesynchronizovanými manuálními převodovkami. Toto provedení bylo použito i na britských a zahraničních obrněných vozech - zejména licenčně vyráběná planetová předvolební převodovka typu Praga-Wilson byla instalována na československé tanky.
Wilsonova předvolební převodovka je příkladem programovatelného mechanického zařízení: polohou páky si řidič zvolil jeden z v ní zabudovaných algoritmů , který se provedl při sešlápnutí pedálu, včetně příslušného převodu.
Obdobně fungovala předvoličová převodovka vyráběná firmou de Normanville (později Laycock-de Normanville), která se vyznačovala použitím hydraulického pohonu pro ovládání brzd, což umožnilo eliminovat pedál řazení - rychlostní stupeň byl přeřazen automaticky v okamžiku jeho výběru. Byl instalován na některých modelech britské značky Humber .
Maybach se vydal jinou cestou: jeho převodovka používala systém vakuových servopohonů s písty ovládanými cívkami, které pohybovaly vačkovými spojkami zodpovědnými za řazení. Ve skutečnosti to byla mechanická převodovka poháněná servomotorem. Hudsonova převodovka Bendix fungovala podobně , ale k ovládání vakuového systému používala elektromechanický pohon.
Obecně byly všechny částečně automatizované převodovky první generace velmi složité a drahé a také zpravidla nízká spolehlivost a životnost, což jen stěží platilo za nějaké zlepšení jízdního komfortu. Jejich distribuce spadala především do éry nesynchronizovaných manuálních převodovek, jízda s autem byla docela dřina, vyžadující od řidiče značnou zručnost. Bohatí kupci drahých vozů s poloautomatickou převodovkou oceňovali možnost bez námahy měnit rychlostní stupně a „cítit se“ rychlostní stupně, jak to vyžaduje konvenční nesynchronizovaná převodovka, a přitom si dovolit nevěnovat pozornost jejich nedostatkům. Po rozsáhlém používání synchronizátorů se prakticky přestaly používat, protože konvenční synchronizovaná převodovka umožňovala řadit rychlostní stupně s celkem srovnatelným komfortem při mnohem nižší složitosti a vysoké ceně a v případě použití automatického spojkového pohonu, jako např. Systém Saxomat se jim v tomto ohledu zcela stal podobným. Přesto mnohá konstrukční řešení v nich použitá byla z čistě technického hlediska velmi zajímavá a byla následně vyvinuta.
Třetí vývojovou linií bylo zavedení hydraulického prvku do převodovky zmírňující rázy při řazení převodových stupňů, což bylo v těchto letech s poměrně primitivní automatikou řízení, která se nebyla schopna pružně přizpůsobit různým jízdním podmínkám, nezbytnou podmínkou pro vytvoření úspěšné automatické převodovky.
Příkladem jsou převodovky Chrysler Corporation . První vývoj se datuje do 30. let 20. století , ale hydromechanické převodovky se na vozech této společnosti hojně používaly až v posledních předválečných a poválečných letech (tedy po objevení se vůbec prvních automatických hydromechanických převodovek). Kromě zavedení hydraulické spojky (později nahrazené měničem momentu ) se lišila tím, že souběžně s dvoustupňovou konvenční manuální převodovkou byl automaticky zařazen rychloběh (rychloběh s převodovým poměrem menším než jedna) pracoval v něm. I když se tedy technicky jednalo o manuální převodovku s hydraulickým prvkem a rychloběhem, výrobcem byla inzerována jako poloautomatická.
Nesla označení M4 (na předválečných modelech komerční označení - Vacamatic nebo Simplimatic ) a M6 (od roku 1946 komerční označení - Presto-Matic, Fluidmatic, Tip-Toee Shift, Gyro-Matic a Gyro-Torque ) a původně byla kombinace tří jednotek - hydraulická spojka, tradiční manuální převodovka se dvěma rychlostními stupni vpřed a automaticky (u M4 s podtlakem, na M6 s elektrickým pohonem) se aktivuje rychloběh (overdrive).
Každý blok této převodovky měl svůj vlastní účel:
Přepínání provozních rozsahů se provádělo konvenční pákou umístěnou na sloupku řízení. Pozdější verze přehazovačky napodobovaly kvadrant ukazatele rozsahu nad pákou, který je charakteristický pro skutečné automatické převodovky - ačkoli samotný proces volby převodového stupně se nezměnil. Spojkový pedál byl přítomen, ale používal se pouze pro výběr rozsahu a byl natřen červeně.
Bylo doporučeno startovat za normálních silničních podmínek v rozsahu High , tedy na druhý převodový stupeň dvoustupňové manuální převodovky a třetí převodový stupeň převodovky jako celku - točivý moment vícelitrových šesti a osmi -válcové motory Chrysler to umožňovaly. Při stoupání a při projíždění bahnem bylo nutné začít jezdit z rozsahu Low , tedy z nižšího prvního převodového stupně. Po překročení určité rychlosti (liší se podle konkrétního modelu) a ukončení intenzivního zrychlování, které bylo určeno uvolněním plynového pedálu řidičem, došlo k automatickému přeřazení na druhý rychlostní stupeň z důvodu zařazení rychloběhu ( manuální převodovka zůstal na prvním rychlostním stupni). Řidič v případě potřeby přepnul na horní rozsah, přičemž ve většině případů byl okamžitě zařazen čtvrtý rychlostní stupeň (protože rychloběh byl již zapnut pro přijetí druhého rychlostního stupně). Projíždět všechny dostupné čtyři rychlostní stupně za sebou při praktické jízdě bylo téměř nemožné, přestože převodovka byla formálně považována za čtyřstupňovou. K tomu bylo nutné začít se pohybovat v režimu Low, poté uvolnit pedál plynu pro přepnutí do režimu Low-Overdrive a poté, při přepnutí do rozsahu High, sešlápnout pedál plynu do selhání („kickdown“), čímž se otočil off overdrive, v důsledku čehož převodovka skončila ve třetích rychlostech - High, a ne hned na High-Overdrive.
Rozsah zpátečky obsahoval i dva stupně a zařazoval se jako obvykle po úplném zastavení vozu se sešlápnutou spojkou.
Řízení vozu s takovou převodovkou se tedy z pohledu řidiče velmi podobalo řízení vozu s dvoustupňovou automatickou převodovkou s tím rozdílem, že k přepínání mezi rozsahy L a H docházelo se sešlápnutou spojkou.
Tento typ převodovky byl instalován z továrny nebo byl k dispozici jako volitelná výbava na vozech všech divizí koncernu Chrysler ve 40. a počátkem 50. let 20. století. Po představení skutečné dvoustupňové automatické převodovky PowerFlite a později třístupňové TorqueFlite byla rodina poloautomatických převodovek Fluid-Drive ukončena. Naposledy byly instalovány v roce 1954 na nejlevnější značku korporace - Plymouth . Staly se vlastně přechodným článkem od manuálních převodovek k hydrodynamickým automatickým převodovkám a sloužily k „záběhu“ technických řešení, která na nich byla později použita.
První plně automatickou převodovku na světě však vytvořila jiná americká společnost – General Motors . V 1940 modelovém roce, toto stalo se dostupné jako volba na Oldsmobile auta , pak Cadillac , a pozdnější Pontiac . Nesla obchodní označení Hydra-Matic a byla kombinací kapalinové spojky a čtyřstupňové planetové převodovky s automatickým hydraulickým ovládáním. Řídicí systém zohlednil faktory, jako je rychlost vozidla a poloha škrticí klapky. Hydra-Matic byl použit nejen na vozech všech divizí GM, ale také na vozech značek jako Bentley , Hudson , Kaiser , Nash a Rolls-Royce a také na některých modelech vojenské techniky. Od roku 1950 do roku 1954 byly vozy Lincoln vybaveny také automatickou převodovkou Hydra-Matic. Německý výrobce Mercedes-Benz následně vyvinul na jeho základě čtyřstupňovou automatickou převodovku, která je principiálně velmi podobná, i když má značné konstrukční rozdíly.
V roce 1956 představil GM vylepšenou automatickou převodovku Jetaway, která se vyznačovala použitím dvou kapalinových spojek namísto jednoho na Hydra-Matic. Díky tomu bylo řazení mnohem plynulejší, ale vedlo to k velkému snížení účinnosti. Kromě toho se na něm objevil parkovací režim (poloha voliče „P“), ve kterém byla převodovka blokována speciální zátkou. U Hydra-Matic blokování zahrnovalo reverzní režim „R“.
Od modelového roku 1948 na vozech Buick (značka vlastněná GM) byla k dispozici dvourychlostní automatická převodovka Dynaflow, která se vyznačovala použitím měniče točivého momentu místo kapalinové spojky. Následně se podobné převodovky objevily na vozech Packard ( 1949 ) a Chevrolet ( 1950 ). Jak si jejich tvůrci představovali, přítomnost měniče točivého momentu, který má schopnost zvýšit točivý moment, kompenzovala nedostatek třetího rychlostního stupně.
Již na počátku 50. let se objevily třístupňové automatické převodovky s měničem točivého momentu vyvinuté firmou Borg-Warner (první stupeň používali pouze v režimu Low, při běžné jízdě probíhal rozjezd na druhý stupeň). Oni a jejich deriváty byly použity na vozidlech od American Motors , Ford , Studebaker a dalších, a to jak v USA, tak v zahraničí, jako je International Harvester , Volvo a Jaguar . Mnoho myšlenek obsažených v jeho konstrukci bylo použito také v SSSR při navrhování automatických hydromechanických převodovek Gorkého automobilového závodu, instalovaných na vozech Volha a Čajka , a západoněmecké společnosti ZF při navrhování své první automatické převodovky 3HP-12.
V roce 1953 představil Chrysler také svou dvourychlostní automatickou převodovku PowerFlite . Od roku 1956 byl navíc k dispozici třístupňový TorqueFlite. Ze všech raných vývojů jsou modely Chrysler často nazývány nejúspěšnějšími a nejdokonalejšími.
Západoněmecká firma Borgward-Lloyd montuje od roku 1953 automatickou převodovku do některých svých vozidel, především do modelů Hansa 1800 a 2400 a také do limuzín Pullman . Dvoustupňové převodovky si firma vyráběla sama, později čtyřstupňové Hansamatics dodala britská firma Hobbs. Tyto převodovky měly obecně stejný princip činnosti jako americké - využívaly planetový mechanismus, jehož chod byl řízen hydraulickým systémem skládajícím se z čerpadla a ventilového bloku. Podstatným rozdílem však byla absence hydraulického transformátoru v jejich konstrukci, místo kterého byly na setrvačníku motoru instalovány dvě spojky (A a B), které se podílely na řazení, spolu se třemi brzdami spojenými s prvky planetového mechanismu. . Čtvrtý rychlostní stupeň v této skříni byl přímý, přičemž obě spojky byly sepnuty a všechny brzdy byly uvolněny a točivý moment byl přenášen z primárního na sekundární hřídel přímo, beze ztrát. Vozy Hansa 1800, Hansa 2400 a Pullman měly relativně málo výkonné motory (60 a 82 k), u kterých by byly ztráty v hydraulickém převodovém prvku velmi citlivé a vedly by k prudkému zhoršení dynamických kvalit, navíc Hansamatic převodovka byla konstrukčně mnohem jednodušší než podobná americká, je jednodušší a technologicky vyspělejší ve výrobě. Tato konstrukce však nebyla široce používána, protože byla v mnoha ohledech výrazně horší než tradiční automatická převodovka. [jeden]
V polovině 60. let bylo definitivně schváleno a v USA právně zafixováno moderní schéma přepínání rozsahu automatické převodovky - PRNDL. Pryč jsou tlačítkové spínače rozsahu a starší modely neparkovacích zámků.
Koncem 60. let se první příklady dvou a čtyřrychlostních automatických převodovek ve Spojených státech téměř všeobecně nepoužívaly a ustoupily třístupňové převodovce s měničem točivého momentu. Vylepšeny byly i používané provozní kapaliny - např. od konce 60. let byl z jeho složení vyloučen nedostatkový velrybí tuk , nahrazován syntetickými materiály.
V 80. letech vedly zvyšující se nároky na hospodárnost automobilů k návratu čtyřstupňových automatických převodovek, u kterých měl čtvrtý stupeň převodový poměr menší než jedna („overdrive“). Kromě toho získávají na oblibě měniče momentu blokující se při vysokých otáčkách, které umožňují výrazně zvýšit účinnost převodovky snížením ztrát vznikajících v jejím hydraulickém prvku.
Koncem 80. a 90. let minulého století proběhla elektronizace řídicích systémů motoru. Stejné nebo podobné systémy se začaly používat pro ovládání řazení. Zatímco dřívější řídicí systémy používaly pouze hydrauliku a mechanické ventily, nyní toky kapalin řídí počítačem řízené solenoidy. To umožnilo jak plynulejší a pohodlnější řazení, tak zlepšení účinnosti zvýšením účinnosti převodovky. Kromě toho jsou u některých vozů k dispozici „sportovní“ režimy automatické převodovky nebo možnost ručního ovládání převodovky („ Tiptronic “ a podobné systémy). Objevují se první pětistupňové automatické převodovky. Zlepšení spotřebního materiálu umožňuje mnoha automatickým převodovkám eliminovat postup výměny oleje během provozu automobilu, protože zdroj oleje nalitý do klikové skříně v továrně se stal srovnatelným se zdrojem samotné převodovky.
V roce 2002 se na sedmé řadě BMW objevuje šestistupňová automatická převodovka vyvinutá společností ZF (ZF 6HP26). V roce 2003 vytvořil Mercedes-Benz první sedmistupňovou automatickou převodovku 7G-Tronic . V roce 2007 Toyota představila Lexus LS460 s osmistupňovou převodovkou. V roce 2013 představil Mercedes - Benz první 9-stupňovou automatickou převodovku 9G-Tronic , montovanou do vozu E350 BlueTEC [2] [3] . V témže roce Land Rover oznámil brzké uvedení 9stupňové automatické převodovky vyvinuté společností ZF do svých vozidel , která ji jako první obdržela v roce 2014 s aktualizovaným modelem Evoque.
Měnič točivého momentu automatické převodovky je vždy tzv. " komplexní hydraulická převodovka " - tedy hydraulická převodovka schopná fungovat jak jako měnič točivého momentu, tak i jako kapalinová spojka. Název takové hydraulické převodovky jako měnič točivého momentu není zcela správný, ale v kontextu automatické převodovky je obecně používaný, a proto přijatelný. Měnič točivého momentu umožňuje přerušení toku výkonu v sobě a plní tak funkci spojky . Právě díky měniči točivého momentu je možné vůz nakrátko zastavit bez nutnosti přeřazení automatické převodovky do neutrálního režimu. Měnič točivého momentu umožňuje zvýšit točivý moment v závislosti na zatížení, což je výhoda každé hydromechanické automatické převodovky. Měnič točivého momentu tlumí torzní vibrace od motoru. Je to také měnič točivého momentu, který poskytuje možnost takzvaného „plazivého režimu“, kdy se vůz s motorem na volnoběh může pohybovat velmi nízkou rychlostí. Z důvodu úspory paliva je měnič točivého momentu zablokován v naprosté většině jízdních režimů, od 20 km nebo od druhé rychlosti. Na automatických převodovkách autobusů a pásových vozidel je možné jako hydrodynamickou brzdu použít měnič točivého momentu. Měnič točivého momentu je naplněn kapalinou ze společného hydraulického systému automatické převodovky. Standardně je měnič točivého momentu umístěn mezi motorem a vlastní převodovkou, ale u převodovek nákladních automobilů, autobusů a pásových vozidel může být měnič točivého momentu umístěn i uvnitř samotné převodovky mezi soukolím planetových soukolí.
Zámek měniče momentu je třecí hydraulická spojka , která pevně spojuje čerpadlová a turbínová kola měniče momentu a je zabudována do společného hydraulického systému automatické převodovky. Blokování není povinným prvkem automatické převodovky: je přítomno u všech moderních automatických převodovek, ale u starších automatických převodovek (se čtyřmi a méně rychlostními stupni) by nemuselo být. U moderních automatických převodovek je blokování zahrnuto do práce ve všech rychlostních stupních vpřed, počínaje prvním. Porsche bylo průkopníkem tohoto přístupu v roce 1990 uvedením čtyřstupňové automatické převodovky Tiptronic , která poprvé mohla zablokovat všechny rychlostní stupně. Blokování jakoby vypíná měnič točivého momentu z práce, uvádí jej do režimu přímého přenosu a zvyšuje účinnost celého systému. Zámek také umožňuje účinně brzdit motorem.
Automatická převodovka (planetární část automatické převodovky) se skládá z planetových převodovek (jedná se také o planetová soukolí), třecích a jednosměrných spojek , spojovacích hřídelí a bubnů. Někdy se také používá brzdový pás, který při zařazení konkrétního rychlostního stupně zpomalí jeden z bubnů vzhledem ke skříni převodovky. Výjimkou jsou vzácné automatické převodovky, u kterých jsou místo planetového soukolí použity hřídele s válcovými ozubenými koly stálého záběru a záběru ozubených kol jednotlivými hydraulickými spojkami.
Třecí spojky (v každodenním životě se někdy nazývají „třecí pakety“) provádějí řazení prostřednictvím komunikace nebo oddělení prvků automatické převodovky - vstupních a výstupních hřídelů a prvků planetových převodovek, jakož i jejich brzdění na těle převodovky. automatická převodovka. Spojka vypadá jako kříženec mezi spojkou a synchronizátorem v manuální převodovce a skládá se z bubnu a náboje, buben má uvnitř velké obdélníkové štěrbiny, náboj má na vnější straně velké obdélníkové zuby. Mezi bubnem a nábojem je balíček prstencových třecích kotoučů, z nichž některé jsou vyrobeny z kovu a mají na vnější straně výstupky, které zapadají do drážek bubnu, a některé jsou vyrobeny z plastu a mají výřezy uvnitř, kde jsou zuby vstupu z hubu. Třecí spojka je spojena stlačováním svazku kotoučů hydraulicky prstencovým pístem instalovaným v bubnu. Olej je dodáván do válce speciálními otvory (olejovými kanály) v bubnu, hřídelích a skříni automatické převodovky.
Volnoběžka v jednom směru volně prokluzuje a ve druhém se zadře kroutícím momentem. Obvykle se skládá z vnějších a vnitřních kroužků a separátoru s válečky umístěnými mezi nimi. Slouží ke snížení rázů třecích spojek při řazení rychlostních stupňů (přenos točivého momentu začíná až při zvýšení otáček motoru po přeřazení, což vede k pokusu jedné z částí planetového soukolí otočit se v opačném směru a jeho zablokování při přeběhu spojka), stejně jako k deaktivaci brzdění motorem v některých režimech převodovky.
Příklad kinematiky řazení v jedné z automatických převodovek (Nissan Almera):
Řídicí zařízení automatické převodovky je sada šoupátek (reléových ventilů), které řídí průtok oleje k pístům brzdových pásů a třecích spojek. Polohy cívek se nastavují jak ručně mechanicky (manuální ventil) pomocí páky voliče, tak automaticky. Automatizace může být hydraulická nebo elektronická.
Hydraulická automatika využívá tlak oleje z odstředivého regulátoru připojeného k výstupnímu hřídeli automatické převodovky a také tlak oleje z plynového pedálu stlačeného řidičem. Tím automatika získá informace o rychlosti vozu a poloze plynového pedálu, na základě které se přepínají cívky.
Elektronická automatizace využívá solenoidy , které pohybují cívkami. Kabely od elektromagnetů vystupují mimo automatickou převodovku a jdou do řídicí jednotky umístěné někde mimo automatickou převodovku, někdy kombinované s řídicí jednotkou vstřikování paliva a zapalování. Rozhodnutí o pohybu elektromagnetů se provádí elektronicky na základě informací o poloze plynového pedálu a rychlosti vozidla a také poloze volicí páky.
V některých případech je provozuschopnost automatické převodovky zajištěna i při úplném výpadku elektronické automatiky, ale pouze se třetím rychlostním stupněm vpřed, případně se všemi rychlostními stupni vpřed, avšak s nutností jejich ručního přepínání pákou voliče.
Průměrná doba sepnutí u většiny sériových vozů je asi 130-150 ms , u superaut - 50-60 ms, u vozů Formule 1 - 25 ms.
Některé automatické převodovky měly režim ručního ovládání, ve kterém může řidič řadit rychlostní stupně podle vlastního uvážení, jako u manuální převodovky – buď pomocí standardního voliče umístěného ve speciální poloze, nebo pomocí samostatného ovladače (klíče, pádla řazení atd.) . Podobná funkce byla implementována na prvních automatických převodovkách - například v roce 1966 Ford na modelu Fairlane GT / A nabízel Sport Shift, variantu automatické převodovky Cruise-O-Matic, ve které bylo možné projet všechny tři dostupné převodové stupně rozjezdem z míst v režimu „1“ (pouze první rychlostní stupeň) a následným přepnutím do režimů „2“ (pouze druhý rychlostní stupeň) a D (v tomto případě se box okamžitě přepnul na třetí rychlostní stupeň). Vzhledem k nízké jednoduchosti použití však takové návrhy nebyly široce rozšířeny.
TipTronic se ukázal jako úspěšnější - režim automatické převodovky s manuálním řazením, implementovaný Porsche . V některých zemích SNS se slovo „tiptronic“ často používá jako obecný termín pro všechny podobné designy od jiných výrobců, ačkoli se jedná o ochrannou známku Porsche (jiní výrobci nazývají podobné designy jinak).
V tomto režimu řidič volí převodový stupeň ručně zatlačením řadicí páky ve směru „+“ a „-“ – přechod na další rychlostní stupně nahoru a dolů. V kanonickém provedení se při poklesu otáček motoru na volnoběh automaticky provede pouze podřazení. Převodovky řady výrobců navíc při dosažení maximálních otáček motoru automaticky přeřazují nahoru. Mechanicky je převodovka shodná s běžnou automatickou převodovkou, změněna je pouze páka voliče a automatika řízení. Znakem automatických převodovek podobných TipTronic je výřez ve tvaru písmene H pro pohyb páky voliče a také symboly + a -.
Volič umožňuje řidiči zvolit aktuální režim automatické převodovky. Umístění páky voliče se může lišit.
Na vozech americké výroby až do 90. let byl volič z větší části umístěn na sloupku řízení, což umožňovalo usadit tři osoby na pevnou přední pohovku. Pro přepnutí provozních režimů převodovky bylo nutné ji přitáhnout k sobě a přesunout do požadované polohy, což bylo označeno šipkou na speciálním indikátoru - kvadrantu. Zpočátku byl kvadrant umístěn na plášti sloupku řízení, později byl u většiny modelů přenesen na přístrojovou desku, obvykle se nacházel pod rychloměrem.
Blízkému typu lze přiřadit i voliče umístěné na přístrojové desce vedle sloupku řízení a přístrojové desky, jako jsou některé modely Chrysler z 50. let nebo třetí generace Honda CR-V .
Uspořádání podlahového voliče se poprvé objevilo na sportovním Chevroletu Corvette v roce 1953 a následně se rozšířilo na evropské vozy.
Na japonských vozech byly splněny obě možnosti v závislosti na cílovém trhu - na vozech pro domácí japonský a americký trh a v naší době se voliče převodovky nacházejí na volantu, zatímco pro ostatní trhy jsou voliče na podlaze téměř výhradně používané.
V současné době se běžně používá podlahový volič.
Na minivanech a užitkových vozidlech s uspořádáním kombi a poloviční kapotou, stejně jako na některých SUV a crossoverech s vysokou pozicí řidiče, je volič na přístrojové desce uprostřed (nebo vysoko na konzole) zcela běžný.
Existují systémy pro volbu provozních režimů převodovky bez páky, ve kterých se tlačítka přepínají - například na vozech Chrysler konce 50. let - začátek 60. let, Edsel , sovětský "Racek" GAZ-13 , mnoho moderních autobusů (od ty známé v Rusku lze nazvat městské modely LiAZ , MAZ s automatickou převodovkou Allison, která má tlačítkový volič). V posledních letech si opět získávají na oblibě (například u Lincolnu MKC se volba režimu převodovky provádí tlačítky umístěnými na přístrojové desce vlevo od multimediální jednotky).
Pokud má systém volicí páku, požadovaný režim se volí jejím posunutím do jedné z možných poloh.
Aby se zabránilo náhodnému přepnutí režimu, používají se speciální ochranné mechanismy. Takže u vozů s voličem na sloupku řízení musíte pro přepnutí rozsahu převodovky zatáhnout za páku směrem k sobě, teprve poté ji lze přesunout do požadované polohy. V případě podlahové páky se zpravidla používá blokovací tlačítko umístěné na straně pod palcem řidiče (většina modelů), nahoře (například u Hyundai Sonata V) nebo vpředu (příklady - Mitsubishi Lancer X, Chrysler Sebring , Volga Siber , Ford Focus II ) na páce , případně páku je potřeba trochu zapustit. V ostatních případech je drážka pro páku stupňovitá (mnoho modelů Mercedes-Benz , platforma Hyundai Elantra i30 nebo Chevrolet Lacetti , na druhém je drážka stupňovitá a páka musí být utopena, aby se přesunula z řady R na N dosah a dále.
Zpravidla je možné přepínat mezi režimy, jejichž zařazení je přípustné v pohybu, bez mačkání tlačítka - např. u převodovek Volkswagen z 80. let je nutné tlačítko stisknout pouze pro přechod z P do R, od R na N a od "2" do "1" (a naopak). Mezi rozsahy N, D a 2 lze přepínat bez stisknutí tlačítka. Mnoho moderních modelů má také zařízení, které zabrání posunutí volicí páky automatické převodovky do jízdní polohy při nesešlápnutí brzdového pedálu, což také zvyšuje bezpečnost manipulace s převodovkou.
Jaguar svého času používal štěrbinu ve tvaru písmene U pro páku voliče s dělením P, R, N a D na pravé straně a D, 3, 2 na levé straně.
Jestliže dříve byl algoritmus činnosti voliče pevně nastaven mechanickým hnacím zařízením na automatickou převodovku, dnes elektronické řízení převodovky v zásadě umožňuje použití jakýchkoli vstupních zařízení s libovolným provozním algoritmem pro přepínání mezi jejími provozními režimy - jediné omezení Faktorem jsou aktuálně existující standardy, které poskytují režimy standardizace (PRNDL a tak dále), ale jejich výrobci se je naučili obcházet. U některých moderních automobilů je tedy volicí páka automatické převodovky nahrazena joystickem , který má místo jednotlivých pevných poloh odpovídajících převodovým rozsahům pro sekvenční přepínání mezi nimi dvě nepevné polohy, které umožňují „listování ” provozní režimy jeden po druhém. Například u vozů BMW pro rozjezd se sešlápnutým brzdovým pedálem stiskněte tlačítko umístěné v horní části joysticku, které deaktivuje parkovací zámek – zatímco automatická převodovka přepne z režimu P do režimu N (což je signalizováno světelný indikátor), poté zatlačte joystick zpět a uvolněte zapnutím režimu D a začněte se pohybovat sešlápnutím brzdového pedálu - nebo již v režimu D zatlačte joystick doleva a uvolněte jej, včetně ovládání manuální převodovky režim, ve kterém může řidič přepínat mezi vyššími a nižšími rychlostními stupni tlačením joysticku tam a zpět. Někdy je samotná páka nahrazena klíči, otočnou „podložkou“ a podobnými zařízeními s podobným operačním algoritmem, jaký je popsán výše. Dodržování provozních norem výrazně prodlužuje životnost převodovky.
Pokud jde o provozní režimy, téměř každá automatická převodovka má následující režimy, které se staly standardem od konce padesátých let:
Od konce 50. let byly tyto režimy uspořádány v tomto pořadí a v roce 1964 byl v USA zakotven jako povinný pro použití Americkou společností automobilových inženýrů (SAE) , v důsledku čehož se stal v podstatě celosvětovým průmyslovým standardem. . Tento standard byl akceptován drtivou většinou automobilových společností i mimo Spojené státy, protože za prvé byl americký automobilový trh v těchto letech nejobjemnější a nejziskovější, a za druhé, americká auta tvořila drtivou většinu automobilů s automatickými převodovkami, což znamenalo logický krok ke sjednocení algoritmu řízení automatické převodovky, který byl u nich přijat v celosvětovém měřítku.
Tato sekvence byla navíc ergonomicky odůvodněná, protože jejímu vývoji ve Spojených státech předcházelo poměrně dlouhé období provozu automobilů s algoritmy řízení automatické převodovky, které nebyly mezi sebou sjednoceny, z nichž mnohé se ukázaly jako nepohodlné nebo dokonce nebezpečné. v praxi. Například řidiči zvyklí z tehdejších let na manuální převodovky s pádlovým řazením, pro které bylo pro zařazení prvního převodového stupně nutné přitáhnout páku směrem k sobě a snížit ji až na doraz, mohli náhodně zařadit zpátečku obvyklým pohybem a dostat se k nehodě na parkovišti nebo srazit chodce při uspořádání režimů PNDLR (automatická převodovka Buick DynaFlow) nebo PNDSLR ( GM Hydramatic) - což vedlo k řadě nároků vůči výrobcům ze strany obětí. Kromě toho byly na starších opotřebovaných vozech s uspořádáním PNDLR pozorovány případy spontánního přepínání z L do R za jízdy při brzdění motorem nebo při otřesech na nerovných vozovkách, což vedlo k poruchám převodovky a nehodám.
V souladu se zkušenostmi získanými v tomto období se poloha odpovídající zpětnému režimu R začala umisťovat před neutrální polohu voliče N. Poprvé bylo na vozech Ford použito uspořádání PRNDL .
Později se začalo používat mechanické blokování, které neumožňovalo přepínání do režimů P a R bez stisknutí speciálního tlačítka, což ještě zvýšilo bezpečnost manipulace s vozem. Vzhledem k tomu, že zahrnutí režimů R a P na cestách může způsobit poškození převodovky, v moderních elektronicky řízených modelech, i když řidič zámek obejde, nebude převodovka provádět chybné příkazy, ale jednoduše zůstane v aktuálním rozsahu.
V moderních automatických převodovkách s velkým počtem provozních rozsahů mohou být přítomny další provozní režimy a polohy voliče mohou být označeny odlišně:
U traktorů vybavených automatickou převodovkou se pomocí voliče volí rozsah provozních rychlostí: pomalý, výkon, doprava a také směr pohybu. Traktorové automatické převodovky umožňují nucené zařazení požadovaného rychlostního stupně řidičem traktoru.
Automatická převodovka na rozdíl od manuální převodovky nepodporuje brzdění motorem ve všech režimech. V režimech, kde je brzdění motorem zakázáno, převodovka volně prokluzuje v jednosměrných spojkách (jako u jízdního kola) a auto se pohybuje „doběhem“. Například v některých případech je první rychlostní stupeň s brzděním motorem zařazen pouze tehdy, když řidič zvolí polohu „1“. Když je první rychlostní stupeň zvolen automatikou z polohy "D", brzdění motorem není možné.
Existují také další přepínače (implementované například ve formě tlačítek) režimů automatické převodovky:
V některých případech se režim Sport aktivuje automaticky při úplném sešlápnutí plynového pedálu (a u moderních elektronických řídicích systémů – často jen při silném nebo náhlém přidání plynu), v režimu „kickdown“ ( angl. Kickdown ) . V některých případech je režim kickdown deaktivován, když je deaktivován režim Overdrive .
Většina aut v Severní Americe se prodává s automatickou převodovkou, v Evropě je situace obrácená – asi 80 % motoristů volí manuální převodovku. Na ruském trhu byl podíl nových vozů s automatickou převodovkou 31,2 % v roce 2009, 33,8 % v roce 2010, 37,5 % v roce 2011, 41,5 % v roce 2012 a 59 % v roce 2018 [4] .
Mnoho tříd vozů je dodáváno s hydraulickými automaty a je jednodušší uvést dvě kategorie vozů: kde automat je hlavní převodovkou a kde automat prakticky neexistuje.
Automatický měnič točivého momentu - hlavní volba:
Stroj nesplňuje:
Kromě klasických hydromechanických automatických převodovek, pracujících v tandemu s měničem točivého momentu , existují také „robotizované“ převodovky – konstrukčně blízké těm mechanickým, ale chod spojky a řazení jsou řízeny automatikou vybavenou servo mechanismy.
Převodovky tohoto typu se ve většině případů používaly na malých vozech, u nichž bylo použití hydromechanického převodu nepřijatelné z důvodu příliš velkých ztrát výkonu. Hlavním znakem manuálních převodovek s automatizovaným řazením je absence měniče točivého momentu, který dokáže výrazně snížit převodové ztráty. To však způsobilo i charakteristický nedostatek první generace mechanických převodovek s automatizovaným řazením: nedostatečně plynulé řazení mezi rychlostními stupni v důsledku prudkého přerušení přenosu točivého momentu, které bylo výrazně zhoršeno komparativní nedokonalostí použitých ovládacích prvků a akčních členů. , která neumožňovala srovnávat se v těchto kvalitách s žádnou mechanickou či hydromechanickou automatickou převodovkou. V tom druhém je to měnič točivého momentu, který zajišťuje plynulé spínání, a v tom prvním je to dáno dovedností řidiče dosaženým dlouholetým cvičením. Kromě toho se „robotické“ převodovky první generace vyznačovaly poměrně nízkou spolehlivostí – jak ve srovnání s mechanickými, tak ve srovnání s hydromechanickými automatickými převodovkami dobře vyvinutými ve výrobě. Takové převodovky nabízely zejména Aisin Seiki (Toyota Multimode) a Magneti Marelli (Opel Easytronic, Fiat Dualogic, Citroën Sensodrive), stejně jako Ricardo, jehož převodovky byly instalovány na sportovních vozech - Lamborghini , Ferrari , Maserati atd.
V současné době jsou jednospojkové robotické boxy téměř všeobecně ukončeny. Jsou stále instalovány na některých modelech Opel a Fiat, ale pravděpodobně, protože současná modernizace bude nahrazena vysokorychlostními 6stupňovými planetovými automatickými převodovkami, jako je Aisin Seiki AWTF-80SC . Tento box se již používá na vozidlech Alfa Romeo, Citroën, Fiat, Ford, Lancia, Land Rover/Range Rover, Lincoln, Mazda, Opel/Vauxhall, Peugeot, Renault, Saab a Volvo. Tato převodovka je určena pro vozidla s pohonem předních kol s točivým momentem do 400 Nm (6500 ot./min), díky čemuž je vhodná pro přeplňované a vznětové motory.
Druhou generací robotických převodovek je tzv. předselektivní převodovka . Nejznámějším zástupcem tohoto typu je Volkswagen DSG (vyvinutý společností Borg-Warner), dále je to Audi S-tronic, dále Getrag Powershift, Porsche PDK, Mitsubishi SST, DCG, PSG, Ford Durashift. Charakteristickým rysem tohoto typu převodovek je, že mají dva samostatné hřídele pro sudé a liché převody, z nichž každý je ovládán vlastní spojkou. To vám umožní předřadit rychlostní stupně dalšího rychlostního stupně, po kterém téměř okamžitě přepnete spojky, přičemž nedochází k přerušení točivého momentu. Tento typ automatické převodovky je v současnosti nejpokročilejší z hlediska hospodárnosti a rychlosti řazení.
Převodovka s proměnnou rychlostí používaná u některých vozů, která také zajišťuje automatickou změnu převodového poměru, není striktně vzato převodovka - variátor provádí plynulou změnu převodového poměru bez jakýchkoli pevných převodových stupňů, a je tedy poddruhem plynule měnitelného převodového poměru. přenos .
Používají se na některých sportovních vozech: například Koenigsegg Jesko má tři hřídele, sedm spojek a devět převodů. Mají „sportovní charakter“, jako robotické, a rychlý přechod z civilního řízení do sportovního režimu, jako automaty.
U Jeska fungují řadicí páčky jako třípolohová tlačítka fotoaparátu: namáčknutím levého řadíte nižší rychlostní stupeň, úplným stisknutím řadíte ten nej „sportovnější“. Podobně poloviční stisk pravé zvedá, plný stisk nejekonomičtěji.
Povahou jízdy je blízký, ale má zcela jiné zařízení „automatická spojka“, používané například u některých sportovních „ mercedesů “.
Osobní vůz GAZ-23: Návod na údržbu . - Gorkij, 1965. - 115 s.