Плюс автоматической коробки передач в том, что вам не нужно думать о переключении передач. С места водителя они кажутся простыми, но, как вам скажет любой, кто знает, как работают автоматические коробки передач, это совсем не так. Автоматические трансмиссии имеют несколько ключевых элементов, включая гибкую пластину, гидротрансформатор и саму коробку передач. Эта вторая часть, гидротрансформатор, также является одной из самых загадочных.
Гидротрансформатор выполняет в вашей трансмиссии несколько функций, но наиболее важной является роль сцепления. Это посредник, принимающий крутящий момент двигателя и передающий его на коробку передач. Однако вместо диска сцепления для вращения набора компонентов используется жидкость для автоматической коробки передач, которая отличается от трансмиссионного масла или жидкости для механической коробки передач. Внутри гидротрансформатора имеется несколько частей, каждая из которых служит для отжима этой жидкости, как в стиральной машине.
Для простоты разделим гидротрансформатор на три части: крыльчатку, турбину и статор. Эти компоненты позволяют трансмиссионной жидкости работать как своего рода сцепление. А поскольку он жидкий, а не неподвижный кусок металла, как сцепление механической коробки передач, двигатель не заглохнет, когда автомобиль остановлен. Но почему именно жидкость является ответом на эту проблему? И как же сравнительно небольшое количество жидкости может сдвинуть автомобиль с места даже на крутом подъеме? Давайте обсудим детали и то, как они работают, чтобы выяснить это.
Компоненты, из которых состоит гидротрансформатор
Как упоминалось ранее, гидротрансформатор состоит из трех основных частей: крыльчатка, статор и турбина. Мы начнем с самого начала и вернемся назад. Крыльчатка вращается вместе с двигателем, приводя в движение весь узел. Он состоит из половины внешнего корпуса и большого вентиляторообразного узла внутри. По сути, это маленькая турбина реактивного двигателя, вокруг которой вращается двигатель. Это перемещает трансмиссионную жидкость, находящуюся в гидротрансформаторе, циркулируя жидкость и приводя в действие насос трансмиссии.
Затем вся эта жидкость проходит через так называемый статор, который работает мало чем отличается от свободного хода велосипеда — он может свободно вращаться в одном направлении, но блокируется в другом. Он тоже похож на лопатку турбины, хотя лопасти движутся в противоположном направлении. Это меняет направление трансмиссионной жидкости, увеличивая крутящий момент, создаваемый системой. Он передает «крутящий момент» в «гидротрансформатор».
Затем все это возвращается к турбине, которая соединена с трансмиссией. Когда вращается турбина, вращается и трансмиссия. Чем быстрее вал трансмиссии вращается относительно колес, тем легче турбине передавать мощность — поэтому автоматические трансмиссии обычно имеют несколько передач. Еще один компонент, присутствующий в более современной автоматике, — это муфта, блокирующая турбину и крыльчатку. Это повышает эффективность использования топлива за счет устранения вредных последствий потери мощности в жидкости — подробнее об этом чуть позже.
Как все взаимодействует, чтобы управлять автомобилем
Перво-наперво: почему бы просто не взять клатч? Ну, один тип автоматической коробки передач делает это. Это ДКП, которые существенно отличаются от другой автоматики. Однако основная проблема сцепления заключается в том, что оно механически связывает двигатель и трансмиссию.
Когда вы стоите с включенным двигателем, выходной вал двигателя вращается — это достаточно очевидно. Проблема в том, что передача ничего не делает; включено, но машина не едет. Если бы между ними существовала физическая связь, то двигатель останавливался бы всякий раз, когда колеса переставали вращаться. Вот почему в руководствах есть педали сцепления: чтобы выключить сцепление, когда есть разница в скорости между выходным валом двигателя и входным валом трансмиссии. Но жидкость есть жидкость. Это не механическое звено, и оно будет продолжать вращаться даже при включенных тормозах.
Далее представьте, что двигатель — это рука, мешающая кастрюлю. Жидкость действует аналогичным образом: немного медленнее внизу и по краям из-за потери мощности. Это также влияет на гидротрансформатор; независимо от того, насколько быстро он вращается, всегда будет небольшая потеря мощности. Вот тут-то и пригодится муфта турбины — она механически блокирует две половины, устраняя эту проблему.
И наконец, статор. Увеличение крутящего момента помогает автомобилю двигаться, работая на чрезвычайно низких скоростях, что дает вашему автомобилю немного больше мощности при запуске. После этого это ничем не отличается от езды на свободном ходу на велосипеде, поддерживая крутящий момент на приемлемом уровне.
