КПП

Коробка передач (трансмісія, коробка перемикання передач, коробка швидкостей, КП) — агрегат (як правило — шестереньчастий) різних промислових механізмів (наприклад, верстатів) і трансмісій механічних транспортних засобів.

Коробка передач в автомобілі (або на будь-якому іншому) механічному транспортному засобі) — це важільна (з погляду фізики) покрокова система, яка буквально передає енергію від двигуна колесам — тобто та сила, яку виробляє двигун, щоб привести в рух колеса, спочатку проходить через спеціальну систему, звану Коробкою перемикання передач (або поширеною абревіатурою — КПП). Образно та часто фізично коробка передач розміщена між двигуном і провідними колесами — це свого роду асистент у процесі, який змушує автомобіль рухатися, і це проста в разі механічної КПП або варіатора (про це - нижче) і складна практично у всіх інших випадках частина машини... Зазвичай.

ДІЗНАТИСЯ ДЕТАЛЬНІШЕ ПРО ТРАНСМІСІЮ

ДІЗНАТИСЯ БІЛЬШЕ ПРО ОСОБЛИВОСТІ ТРАНСМІСІЇ, КПП ТА ЇХ ДІАГНОСТИКУ

КП транспортних засобів призначена для зміни частоти та крутного моменту на передових колесах у ширших межах, ніж це може забезпечити двигун транспортного засобу. Зазвичай, це стосується двигунів внутрішнього згоряння (ДВС), які мають недостатню пристосовуваність. Транспортні засоби з паровими або електричними (трамвай, тролейбус, електромобіль) двигунами, що мають високу пристосовуваність і гіперболічну (у парових) або параболічну (у електродвигунів постійного струму) тягову характеристику зазвичай виконуються без КП. Також КП забезпечує можливість руху транспортного засобу заднім ходом і тривалого вимкнення двигуна від двигуна під час пуску двигуна та роботи його на стоянках.

У металорізальних та інших верстатах КП застосовують насамперед для забезпечення оптимальних режимів різання — частот обертання (швидкості переміщення) різального інструменту або оброблюваної деталі (наприклад, частота обертання шпинделя токарного або свердлильного верстата).

Коробка передач є важливим конструктивним елементом трансмісії автомобіля і призначена для зміни крутного моменту, швидкості та напрямку руху автомобіля, а також тривалого роз'єднання двигуна від трансмісії.

Коробки змінних передач класифікуються за кількома ознаками.

За способом передавання потоку потужності

• Механічні — коробки передач, у яких використовуються механічні передачі, зазвичай — зубчасті.
• Із співосними валами — виготовлені з використанням циліндричних і конічних зубчастих передач.
• Планетарні — виготовлені з використанням планетарних рядів.
• Гідромеханічні — коробки передач, у яких механічні передачі, зазвичай, планетарні ряди, використовуються в поєднанні з гідравлічним передаванням (гідромуфта, гідротрансформатор).
• Варіаторні в основі мають безступеневе механічне фрикційне передавання — варіатор, часто в поєднанні з гідромуфтою та планетарними або простими шестеринчастими передачами.

Класифікація КП із співвісними валами

• За кількістю основних валів із шестірнями:

— двовальні з одним ступенем зачеплення осі — найпростіші, але не мають прямого передавання (більшість передньоприводних і деякі задньомоторні автомобілі)
— тривальні з двома ступенями зачеплення:
      - співосні (співвісні) — первинний і вторинний вал співвісні — мають пряме передавання, характеризуються зменшеним поперечним габаритом, але збільшеним (несуттєво) поздовжнім (велике керування задприводних автомобілів), дають змогу отримати в тих же габаритах більший діапазон редукування завдяки послідовному перетворенню моменту
      - з неспіввісними валами — не мають прямого передавання (роздаткові коробки повноприводних автомобілів, КПП тракторів)
— багатовальні зі змінним числом зачеплень — дають змогу отримувати велику кількість передач (КПП тракторів, коробки швидкостей і подавач токарних верстатів)
— багатовальні з послідовним редукуванням — фактично поєднують у собі кілька послідовно увімкнених КПП (нашли застосування на тракторах і бронетехніці, на верстатному обладнанні)
— безвальні КП
      - смоктальні безвальні КП (німецький танк Pz.III)
      - неспіввісні безвальні КП (німецький танк Pz.VI «Тигр»)

• За кількістю ходів ( Рухомих шестерень-кареток або муфт):
  - дво-, три-, чотири- та п'ятиходові.
   
• За способом перемикання ступенів:

— з рухомими шестернями-каретками (тільки прямозубі). Застосовуються там, де перемикання відбувається у разі встановлених валах (станки, що знижують редуктори тракторів);
— з торцевими кулачковими муфтами та шестернями постійного зачеплення (старі типи тракторів, мотоцикли, багатоступеневі КПП спортивних автомобілів)
— з постійним зачепленням шестерень і перемиканням за допомогою зубчастих муфт:
      - без синхронізаторів (роздаткові коробки совр. автомобілів)
      - із синхронізаторами
-- з фрикційним увімкненням щаблів — переважна більшість гідромеханічних КПП, ходозуменшувачі тракторів, реверс редуктори на річкових судах
— з увімкненням ступенів інерційними або відцентровими муфтами

Класифікація планетарних КП

• За кількістю ступенів свободи під час вимкнення всіх фрикційних пристроїв:

-- з двома ступенями свободи;
-- з трьома ступенями свободи;
— з чотирма й більш ступенями свободи.

• За типом використовуваних планетарних рядів:
  - КП з епіциклічними и зі приєднаними планетарними рядамиі зовнішнього або внутрішнього зачеплення.
   

За способом керування

-- З ручним увімкненням передач — передавання вмикає водій (оператор).
      - Безпосередня дії — використовується тільки зусилля оператора. Приводи безпосередньої дії бувають механічними та гідравлічними.
      - Сервоприводи — використовується зусилля оператора та сервопристрої, водночас основна частина роботи виконує сервопристрій, а зусилля оператора необхідне для керування роботою сервопристрої. Залежно від джерела (перетворювача) енергії сервоприводи поділяються на гідравлічні, механічні, електричні, вакуумні, змішані та ін. В автомобілі- танкобудуванні найбільше поширення отримали гідросервоприводи.
-- Автоматичні — залежно від зовнішніх умов (наприклад, частота обертання й навантаження на колінчастому валу двигуна) передавання перемикає автоматизована система керування КП без участі водія.
-- Роботизована (аналог автоматичний) працює так само, як і вищезгадана, але за допомогою комп'ютера (примір: коробка передач DSG компанії Volkswagen).

За кількістю передач

Надається кількість передач переднього та заднього ходу.

Типи коробок передач

• Механічна коробка передач — являє собою багатоступеневий циліндричний редуктор, у якому передбачене ручне перемикання передач.

Механічна коробка передач (Прикрашене найменування — МКПП, чудова назва — механіка) являє собою багатоступеневий циліндричний редуктор, у якому передбачене ручне перемикання передач. Залежно від числа ступенів розрізняють чотириступеневу, п'ятиступеневу, шестиступеневу, семиступеневу й більше коробки передач.

Основними перевагами механічної коробки передач є простота конструкції, надійність, можливість ручного керування у всіх режимах руху. Завдяки цим якостям МКПП є найпоширенішим типом коробки передач. Водночас дедалі більше споживачів в останні роки вибирають коробки з автоматичним керуванням.

• Автоматизована коробка передач — забезпечує автоматичний (без прямої участі водія) вибір відповідного поточним умовам руху передавального числа, залежно від безлічі чинників. Починаючи з 2010 року, всі автомобілі в стандартній комплектації обладнуються автоматизованою коробкою передач. 

Коробка-автомат забезпечує плавне перемикання передач і високу надійність роботи. Водночас АКПП має підвищена витрата палива та низьку розгінну динаміку. У ряді конструкцій автоматичної коробки передач передбачена імітація ручного перемикання передач Типтронік, Стептронік.

Зараз терміном "автоматична коробка передач" позначаються не тільки класична гідротрансформаторна коробка, а також роботизована коробка передач и варіатор. Усі вони мають електронне керування.

Різновид автоматичної коробки передач є т. ін. адаптивна коробка передач, що враховує стиль водіння конкретної людини.​

• Роботизована коробка передач — являє собою механічну коробку передач, у якій автоматизовані функції вимикання зчеплення та перемикання передач.

Застосування роботизованої коробки передач із подвійним зчепленням забезпечує зниження витрати палива, високу розгінну динаміку. Завдяки цим якостям популярність роботів стрімко зростає. Зараз преселятивні коробки передач встановлюються як на бюджетні автомобілі (Volkswagen, Ford), так і автомобілі преміумкласу (Bentley, Porsche). Відомими конструкціями роботизованих коробок передач є коробки передач DSG (Direct Shift Gearbox), SMG (Sequential M Gearbox), Іденач.

• Варіаторна коробка передач — це механічний вузол, призначений для передавання зусилля двигуна безступенево до провідних коліс.

Завдяки своїй конструкції варіатор забезпечує оптимальні динамічні характеристики автомобіля. З іншого боку варіаторна коробка передач має обмеження за величиною крутного моменту. Окремі конструкції мають нарекання щодо надійності та ресурсу. Варіатори використовують, уновному японські автомобільні компанії (Nissan, Honda, Subaru), з європейських — Audi. Відомими конструкціями варіаторів є Мультитронік, Екстроїд.
 

Залежно від принципу дії:

(ступеневі, безступеневі та комбіновані коробки передач. Тип коробки передач багато в чому визначає тип трансмісії автомобіля)

• Ступеневі коробки передач

В ступеневих коробках передач крутний момент змінюється східчасто. До них належать механічна та роботизована коробки передач .

• Безступеневі коробки передач

До безступеневих коробках передач належить варіатор (Виразна назва варіаторна коробка передач). На відміну від ступеневих коробок, передавальне число в варіаторах змінюється плавно. Це досягається завдяки гідравлому або механічному перетворенню крутного моменту.

• Комбіновані коробки передач

Комбінований принцип дії використовується в автоматичній коробці перемикання передач (зменшене найменування — АКПП,хідна назва — коробка-автомат). Класична автоматична коробка передач містить гідротрансформатор (замінювальний зчеплення і забезпечує безступеневе регулювання крутного моменту) і механічну коробку передач (зазвичай планетарний редуктор). Сучасні автомати мають сім (7G-Tronic) і навіть вісім ступенів передач.

ТОРМОЗ-ЗАМІДЛЕК

РЕТАРДЕР

Гальмо-повільнювач, ретардер (англ. retarder) — пристрій, призначений для зниження швидкості транспортного засобу без залучення основної гальмівної системи. Використання гальма-повільника необхідне для експлуатації транспортних засобів (переважно вантажних автомобілів і автобусів, а також поїздів) у гірських умовах на тривалих спусках. З великої кількості схем найчастіше застосовуються електромагнітна та гідравлічна. Перевага гідравлічного гальма-повільнювача у стабільності гальмівного зусилля в міру підвищення температури, тоді як електродинамічний ретардер здатний видавати більше гальмівного зусилля. Крім того, є гальма-затримувачі, здатні до рекуперації енергії під час гальмування з подальшим поверненням її під час розгону.

За місцем встановлення виділяють первинні гальма-затримувачі — встановлені на первинному валу коробки зміни передач або на валу двигуна, і вторинні — на вторинному валу КПП.

ІНДУКЦІОННІ ТОРМОЗА TELMA

Індукційні гальма Telma, зазвичай звані електричними або електромагнітними гальмами, являють собою гальмівну систему міцної конструкції. Вони розсіюють чималу частину енергії, що виділяється під час гальмування і знижують у такий спосіб навантаження на звичайні гальмівні системи.

Гальма-повільнювачі Telma забезпечують розсіювання енергії гальмування завдяки генерації струмів Фуко. До складу гальма-повільнювача Telma входять нерухомий статор і пара роторів, жорстко з'єднаних із обертовим їхнім приводним валом. Статор і ротори встановлені коаксіально один навпроти одного та розділені невеликим повітряним проміжком, щоб уникнути будь-якого тертя.

Статор відіграє роль індуктора. Він складається з послідовно з'єднаної пари електромагнітних, які під час безперервного протікання електричного струму через обмотки статора створюють електромагнітне поле, необхідне для виникнення струмів Фуко в матеріалі роторів.

Ротори відіграють роль якоря. Вони виготовлені зі спеціально розробленого провідного матеріалу, і вихрові струми в роторах виникають тільки під час обертання роторів за допомогою приводного вала в магнітному полі, створеному статором.

Струми Фуко за визначенням являють собою струми, що виникають у масивному металевому провідникі під час його приміщення в змінне магнітне поле. У разі індукційних гальм Telma мінливість магнітного поля, впливу якого зазнають ротори, досягається завдяки обертанню останніх. Струми Фуко циркулюють навколо ліній магнітного потоку, і ці струми також називаються вихровими струмами.

Поява струмів Фуко в матеріалі ротора призводить до виникнення локшинових сил, що діють у напрямку, протилежному обертанню ротора. Унаслідок цього створюється гальмівний момент, який діє на привабливий вал і уповільнює рух автомобіля.

Струм Фуко є причиною інтенсивного підвищення температури роторів, від яких тепло відводиться в атмосферу за допомогою системи вентиляції.

Завдяки використанню індукційного гальма Telma виявляється можливим ефективне гальмування обертового вала без тертя, а отже, без зношування.

Принцип дії індукційних гальм може здатися простим, але він ґрунтується на складних фізичних законах, як, наприклад, електричний опір матеріалів, електромагнітизм, термодинаміка та механіка рідини. Загальнопризначена компетентність компанії Telma в галузі індукційних гальмівних систем ґрунтується на докладному моделюванні всіх фізичних законів, що лежать в основі роботи індукційних гальмівних систем. Таке моделювання підкріплюється багаторічним практичним досвідом і результатами відповідних лабораторних досліджень.

Переваги гальмівних систем Telma

Індукційні гальмівні системи Telma високо цінуються через безліч переваг.

Гальмо-затримувач Telma неабияк підвищує рівень безпеки транспортного засобу, сприяючи спокою та комфорту як водія, так і пасажирів.

Підтримка процесу гальмування збільшує надійність основної гальмівної системи, забезпечуючи її роботу й ефективність в екстрених випадках.

Крім того, використання гальма-повільнювача Telma дає змогу зменшити витрати, пов'язані з заміною гальмівних колодок і дисків, і, як наслідок, є реальним джерелом економії на кожен кілометр пробігу.

Нарешті, індукційні гальма Telma не завдають шкоди довкіллю: їхня робота не викликає викиду забруднювальних речовин, унаслідок чого зменшується загроза здоров'ю, пов'язана з утворенням дрібних частинок.

КОЖЕН ВІДЛІЧАЄ РІТАРДЕР ВІД ІНТРАДОРУ

Інтардер — трансмісійний гальмо-затримувач автобусів і середньотоннажних вантажівок європейської конструкторської школи; розробка німецької компанії ZF Friedrichshafen AG. За конструкцією являє собою гальмо-затримувач (ретардер), вбудований (інтегрований — in) у коробку передач.

Якщо ретардер об'єднаний із коробкою передач, він називається інтегрованим: фірма ZF навіть ввела для нього окрему назву — «інтардер».

Інтардер з'єднується з вторинним валом не безпосередньо, а через пару шестерень із передавальним ставленням приблизно 1:2, тому швидкість обертання ротора тут удвічі вища (що дає змогу поліпшити характеристики гальмівного моменту на малих швидкостях).

ІНТАРДЕР

Інтардер — це гідродинамічний невиношуваний гальмо-повільнювач з інтенсивним теплообміном. Це пристрій для ефективного гальмування. Система створює гальмівне зусилля на валі добору потужності коробки передач. Створюване зусилля впливає безпосередньо на вихідний вал коробки передач і через карданний вал — на колеса автомобіля. Інтардер постійно підтримує гальмівне зусилля, навіть у момент перемикання передавання. 
Гальмо — сповільнювач здатний на 90% забезпечити гальмування, з мінімальним залученням основного гальма, тобто фактично мінімізувати знос гальмівних колодок. Неабияк підвищується керованість і безпека руху. 

Питання виправданості вкладок у цей пристрій, з одного боку, можна оцінювати за економією на вартості обслуговування гальмівної системи та часу простою транспорту, але часто ефективне гальмування — це питання надійності доставки, збережності вантажу та охорони життя людей. Інтардер підвищує керованість, стійкість автомобіля. Сміливе використання інардера, безперечно, принесе користь.

• Встановлюється на виході коробки передач.
• Гальмування незалежно від обертів двигуна.
• П'ять ступенів гальмування забезпечують м'яке дозування гальмівного зусилля. 
• Компактна конструкція інардера практично не впливає на габарити коробки передач.
• Безперервне гальмівне зусилля під час увімкнення та вимкнення зчеплення або перемикання передач.
• Інтардер працює з механічними синхронізованими коробками передач ZF і з автоматичною коробкою передач AS Tronic, MAN TipMatic®.
• Удосконалена конструкція попередньої моделі менше важить, має менший рівень шуму та на 25% ефективніше.
• Тепер інтардер можна вбудувати в системи механічних або автоматичних коробок передач і інтегрувати в електронну систему керування гальмівним механізмом автомобіля — включно з функцією круїз-контролю Tempomat. Це досягнуто завдяки спрощенню конструкції стикувальних вузлів.
• Інтардер може виконувати функції охолодження й підігрівання коробки передач. Після пуску двигуна він дає змогу швидше встановити необхідну температуру трансмісійного олива і в такий спосіб — оптимальний температурний режим із погляду витрати палива.
• Функція бромзомат дає змогу задати постійну швидкість під час руху під ухил. Якщо встановлено Tempomat (Круїз контроль), можна задати постійні швидкості руху на рівнині у підйом і під ухил.

Intarder Гальмо уповільнювач у розрізі Конструкція інардера:

1. привод із циліндричною зубчастою передачею (1)
2. статор і ротор (2)
3. гідравлічний блок керування з електромагнітними клапанами 4+5+6
4. регульований гідронасос
5. теплообмінник із неіржавкої сталі (3)
6. електроніка

Олія

Інтардер ZF як робоча рідина використовує олію з коробки передач, що не вимагає зовнішніх оливопроводів. Теплообмінник інардера (3) під'єднується до контуру охолодження двигуна. Олія циркулює між інтардером і теплообмінником і повертається в коробку передач. Енергетична енергія, що рухається під час гальмування, перетворюється на теплову енергію, нагріваючи оливу, яка відводиться через теплообмінник у контур охолодження двигуна. Для захисту двигуна від перегрівання в інтардері передбачена система обмеження гальмівної потужності. 
Коли Інтардер вимкнений гідронасос спрямовує оливу з коробки передач мінуя камеру Інтардера безпосередньо в теплообмінник інардера та знову в коробку передач. Завдяки цьому унеможливлюються стрибки температури в коробці передач і досягається знижена середня робоча температура оливи. Це продовжує термін придатності олії.

Як інтардер впораються:

Інтардер активується або за допомогою електричного перемикача гальмування або робочим гальмом. Керування режимами гальмування здійснюється за допомогою електронного блока керування, який аналізує кількість обертів, температуру рідини тощо. 
За сигналом із блока керування спрацьовують пропорційно активний клапан (6) гідравлічного блока керування (4) і перемикальний клапан (5). Вони забезпечують подавання необхідної кількості оливи для необхідного моменту гальмування. Залежно від температури охолоджувальної рідини потужність гальмування автоматично адаптується до охолоджувальної здатності теплообмінника двигуна в момент гальмування.

Як інтардер влаштований і як працює:

У разі активації функції гальма-повільнювача гідронасос за короткий час подає необхідну кількість олії у внутрішню порожнину інардера, де обертається крильчатка ротора, з'єднаного з вихідним валом коробки передач через зубчасте передавання пускового приводу. Лопаті ротора та статора розташовуються зустрічно щодо один одного. Пусковий привод надає ротору подвоєну швидкість обертання відносно вихідного вала коробки передач. Ротор розганяє потік оливи в камері інардера, і воно нагнітається в порожнини нерухомих лопатей статора, звідки повертається назад на лопаті ротора. У разі потрапляння зустрічного потоку оливи на лопаті ротора виникає зворотний крутний момент, проти напрямку обертання ротора. 
У такий спосіб і створюється гальмівний момент, який передається назад на вихідний вал коробки передач, тобто на трансмісію. Відбувається гальмування автомобіля.

МОТОРНИЙ ТОРМОЗ

Також до гальма-повільнювача відносять моторне гальмо, є кілька його різновидів. Найстаріша конструкція — компресійне гальмо, що застосовується, зокрема, на деяких модифікаціях двигунів ЯМЗ-236 і 238 для вантажівок МАЗ, Урал, КРАЗ — заслінка в випускному колекторі, що перекриває вихід відпрацьованих газів, що створює протидалення, гальмівний двигун і автомобіль. Також водночас відсікається подавання палива в циліндри. Обидві дії виконують пневмоциліндри, що містять педаллю, що стоїть під педаллю зчеплення. 

Американський винахідник Джекобс створив інший тип моторного гальма — декомпресійне гальмо, названий на його честь Jake brake і в тому чи іншому вигляді перейнятий виробниками інших країн.

Суть Jake brake — у випуску повітря з циліндра відразу після такту стиснення, у такий спосіб повітря не використовується для спалювання палива, двигун не виробляє корисної роботи, а працює як компресор. Наприклад, на двигуні Detroit Diesel MBE 4000 (Mercedes-Benz OM 460 LA), що стоїть на деяких вантажівках Freightliner та інших, для гальмування кожен циліндр має спеціальний випускний клапан, що відкривається пневмоприводом. У двигунах Iveco Cursor декомпресійне гальмо реалізоване інакше — рокери (коромисла) випускних клапанів сидять на ексцентриковому валу, а розподіл має по два кулачки на кожен випускний клапан — високий і низький. Під час звичайної роботи двигуна клапанами керують лише високі кулачки розподобала, а низькі завдяки зазорам не працюють, під час повороту ексцентрикового вала рокери опускаються та низькі кулачки відкривають випускні клапани після такту стиснення.

ВИДИ ПЕРЕВАГИ АКПП

 

Перетворювач обертання — гідротрансформатор

Принцип функціонування перетворювача обертання

Одним з основних вузлів гідромеханічної передачі є перетворювач обертання (гідротрансформатор), який слугує для автоматичного й безступеневого (плавного) зміни крутного моменту двигуна (аналог зчеплення в механічній трансмісії). 

Усередині гідротрансформатора АКПП є три лопатні колеса: насос (ротор), турбіна и реактор.

Під час роботи двигуна він повністю заповнюється оливою під тиском, яка робить складний рух, передаючи крутний момент двигуна від насосного колеса на турбіну.

У процесі своєї роботи будь-який гідротрансформатор коробки-автомат може бути одним із двох станів:

• функціонування в режимі редуктора,
• функціонування в режимі рідинної муфти зчеплення. 

Характерним відмінністю першої фази є велика швидкість обертання насоса (ротора) проти турбіну, коли перетворювач обертання виступає в ролі редукторного блока. 

У механічних редукторах для приводу шестерні більшого розміру використовується шестірня меншого розміру, причому вал більшої шестерні обертається повільніше, розвиваючи водночас більший крутний момент (завдяки збільшенню плеча). 

У перетворювачі обертання, коли насос обертається швидше турбіни, основна енергія витрачається на розкручування робочої рідини. 

Завдяки специфічності форми лопаток центр тиску зміщується до зовнішнього боку колеса турбіни, яке на цьому етапі може бути уподібне більшій шестірні механічного редуктора. 

До певної межі, чим більша різниця швидкостей обертання турбіни та насоса, тим сильніше проявляється редукторний ефект. 

Крім того, реактор, дотримуючись обертання обгінної муфтої, забезпечує повернення більшої частини невикористовуваного турбіного потоку назад до насоса, додатково посилюючи ефективність передавання крутного моменту.

У разі повного відкривання дросельної заслінки та нерозкрученої турбіне насос забезпечує максимальне підіймання тиску робочої рідини з концентрацією центру тиску на зовнішніх кінцях турбінних лопаток (максимальне плече). 

Граничний, розвивальний перетворювачем обертання крутний момент іноді називають також моментом пробаксування гідротрансформатора. 

Максимальне передавальне співвідношення, що забезпечується перетворювачами обертання, здебільшого АКПП становить 2:1 - 2.5:1, що визначається не межею можливостей перетворювача обертання, а компромісом, що досягається з урахуванням таких негативних ефектів, що супроводжують подальший ріст посилення, як підвищення температури та збільшення витрати палива.

Коли турбінне колесо розкручується, тиск обертової рідини на його лопатки, природно, падає, що призводить до автоматичного зниження, що забезпечується перетворювачем передавального відношення. 

У момент, коли швидкості обертання турбіни та насоса максимально зближуються, перетворювач обертання перетворюється з підбивання редуктора на звичайну рідинну муфту зчеплення.

Треба зауважити, що повного вирівнювання швидкостей насоса та турбіни досягти не можливо через неминучість природних втрат енергії. 

Зазвичай турбіна розганяється не більш ніж до 90% від швидкості насоса. На цьому етапі потреба в реакторі відпадає й відбувається його відпускання завдяки перемикання обгінної муфти.

У процесі руху транспортного засобу, залежно від зміни навантаження (степіні вичавлювання педалі газу), перетворювач обертання може безперервно переходити з стану редуктора в стан зчеплення і назад.

Перетворювачі неблокованого типу

Перетворювач обертання поміщається в купол AКПП, привертається до приводному диску колінчастого вала двигуна і забезпечує передавання крутного моменту первинному (вхідному) валу трансмісії. 

Типовий перетворювач коробки-автомат складається з трьох головних компонентів:

• насоса, іноді званого також ротором,
• турбіни,
• реактора.

Насос вбудований у корпус перетворювача, жорстко з'єднаний з приводним диском. Обертання насоса призводить до розкручування рідини, що міститься всередині перетворювача, яка так само передає крутний момент турбіні за допомогою шліц, з'єднаної з первинним валом. трансмісії. 

Насос и турбіна АКПП в сукупності формують рідинну муфту зчеплення. Відповідним способом прорахована форма лопаток обох елементів забезпечує максимальну ефективність передавання крутного моменту від двигуна трансмісії. 

Треба зауважити, що найбільший крутний момент розвивається двигун на холостих обертах і за його величиною приблизно 23 Нм навіть найефективніша рідинна муфта зчеплення здатна забезпечити достатню прийомистість автомобілю, маса якого становить майже тонну, тільки завдяки повному відкриванню дросельного заслінка на оптимальних обертах.

Використання реактора в автоматичних коробках передач дає змогу неабияк підвищити ефективність функціонування рідинної муфти в повному діапазоні зміни експлуатаційних параметрів двигуна (обороти та навантаження). 

Реактор покликаний забезпечувати максимальне підвищення ефективності передавання крутного моменту від насоса до турбіне. 

Реактор коробки автомат являє собою встановлений у центр складання перетворювача обертання турбінне колесо, лопатки якого забезпечують перенапрямлення насоса вихрового потоку, який тепер починає уже не перешкоджати, а сприяти обертанню колінчастого вала.

У ступину частину реактора встановлюється роликова обгінна муфта, вал якої жорстко з'єднаний із корпусом збирання.

Муфта забезпечує можливість обертання ректора лише в одному напрямку, повністю блокуючи протилежне. 

Коли швидкості обертання насоса та турбіни максимально зближуються, що зазвичай відбувається під час руху автомобіля з крейсерською швидкістю або під час деселерації, реактор відпускається і починає вільно обертатися на роликах підшипника муфти. 

У разі перевищення відносної швидкості насоса певного значення відбувається блокування обгінної муфти завдяки впливу на лопатки реактора гідравлічного тиску, що призводить до ввімкнення механізму перенапрямлення потоку.

У деяких перетворювачах, коли потрібне максимальне підвищення ефективності передавання крутного моменту двигуна, використовуються два реактори:
- первинний розгорнуть у бік насоса,
- вторинний убік турбіни. 

У разі підвищених навантажень на двигун обидва реактори блокуються своїми обгінними муфтами і до насоса перенаправляється велика частина вихрового потоку. 

У міру розгону турбіни навантаження поступово падає й вторинний реактор відпускається, скорочуючи передавання крутного моменту, одночасно обмежуючи прослизання, що забезпечує підвищення ефективності відбою конструкції.

Перетворювачі блокованого типу

Головним завданням, який покликаний вирішувати рідкоста муфта коробки-автомат є забезпечення обмеженого прослизання між провідним і відомним елементами автоматичної коробки передач.

Прослизання не тільки забезпечує безударність введення компонентів у зачеплення, але також дає змогу уникнути розвитку вібрацій, що викликаються крутильними коливаннями. 

Однак будь-яке інженерне рішення ґрунтується на компромісах, і в цьому разі платою за переваги, виграні завдяки використанню рідинної муфти замість механічного або фрикційного зачеплення, стає зниження ефективності відбою силового агрегату та підвищення витрати палива. 

Навіть у найсучасніших перетворювачах автоматичних коробок передач максимальна швидкість обертання турбіни не перевищує 90% від швидкості обертання насоса. Сказане означає, що на кожні 10 обертів насоса припадає лише 9 обертів турбіни. 

Зараз на більшості АКПП легкових автомобілів і легких вантажівок використовуються перетворювачі обертання блокованого типу. 

За конструкцією блоковані перетворювачі відрізняються від розглянутих вище неблокованих, додається лише один вузол, що забезпечує механічне зачеплення колінчастого вала двигуна з первинним валом коробки-автомат. 

Зараз найширшу популярність набули три основні типи блокованих перетворювачів, докладному опису конструкцій і принципу функціонування яких присвячений матеріал наведених нижче підрозділів.

1.  Перетворювачі обладнані блокіратором поршневого типу з гідравлічним приводом

У цій найпростішій схемі як блокувальний елемент коробки-автомат зазвичай використовується натискний фрикційний диск із торсійними демпферними пружинами, аналогічним, що застосовується в зчепленнях ручних коробок передач.

За допомогою обладнаної шліцами маточини диск жорстко зчується з турбінним колесом перетворювача. 

Фрикційною поверхнею диск розгорнутий до приводного диска секції кожуха перетворювача. Під час увімкнення зчеплення диск притискається до шкіри, забезпечуючи сприйняття турбіної крутного моменту безпосередньо від колінчастого вала двигуна. 

Активація блокатора відбувається завдяки подаванню гідравлічного тиску на всю задню поверхню натискного диска коробки-автомат. Для виведення турбіни із зачеплення зі шкіропридбача тиск подається на протипоживну сторону диска. 

У такій схемі натискний диск працює як посаджений на шліцьовий вал поршень, що власне й визначає емологію назви блокіратора. 

У продуктах компанії Chrysler, попри деякі конструктивні відмінності, використовується та сама концепція.

Замість обладнаної шліцами маточини тут використовуються торсійні демпферні пружини, рівномірно розподілені за зовнішнім периметром блокувального поршня (диска зчеплення) і забезпечують блокування останнього з турбінним колесом перетворювача. 

Під час подавання керівного тиску поршень (диск) притискається до закріпленого на приводному диску кожуха перетворювача.

2.  Перетворювачі обладнані блокіратором в'язкісного типу

Ця схема широко використовується в перетворювачах обертання автоматичних коробок передач розробки компанії GM. Використання в'язкісної муфти дає змогу повністю усунути ймовірність ривків під час увімкнення блокування. 

Попри те, що немає можливості повного усунення ковзання перетворювача під час руху автомобіля в крейсерському режимі, застосування такого блокіратора дає змогу все ж помітно скоротити витрату палива. 

Основними конструктивними елементами муфти коробки-автомат є корпус, ротор і заповнювальна порожнина між ними спеціальна силіконова рідина. Ротор за допомогою шліц з'єднаний із турбінним колесом перетворювача. 

Під час підіймання тиску трансмісійної рідини зовнішня стінка корпусу муфти прогинається, унаслідок чого роторний диск під впливом силіконового наповнювача щільно притискається до кришки перетворювача. 

У цій схемі силікон виконує функцію демпферної пружини. Забезпечуючи високу інерційність зачеплення, блокатори в'язкісного типу можуть використовуватися під час руху транспортного засобу практично на будь-яке передавання, крім першої.

Брак можливості повного усунення прослизання призводить до швидкого розігрівання корпусу такого перетворювача за високих навантажень. 

Для усунення ризику неприборканого перегрівання компонентів в електронну систему керування обладнаних в'язкісним блокатором автоматичної коробки передач зазвичай додається спеціальний контур, що забезпечує автоматичне вимикання зчеплення сигналу спеціального інформаційного датчика, що зчитує температуру рідини безпосередньо з корпусу ротора.

3.  Перетворювачі, обладнані механічним блокіратором прямої дії

Перетворювачі з механічною схемою блокування використовуються в 4-ступеневих АКПП AOD розробки компанії Ford, а також у трансмісій ZF Chrysler. 

Кришка перетворювача обладнана пружинним торсійним демпфером і вбудованою шліцьовою муфтою. 

Всередину порожнистого первинного (вхідного) вала коробки-автомат поміщений приводний вал прямої дії, один кінець якого введений у зачеплення з вбудованою в корпус перетворювача шліцьовою маточкою, а другий з'єднаний із муфтою зчеплення 3-й і 4-х передач усередині трансмісійної складання. 

Під час руху на 3-му передаванні 40% крутного моменту передається через перетворювач обертання і 60- через приводний вал. На 4-му передаванні весь крутний момент передається безпосередньо за валом, обхід перетворювача.

ПУТЕВІДНИК ПО РЕДУКТОРАМ ІНШІМ ЕЛЕМЕНТАМ ТРАНСМІСІЇ