Hydromechanická převodovka, co to je: princip činnosti, video

Spojka a převodovka jsou tradičními součástmi jakéhokoli domácího i zahraničního automobilu. Převodovka je prvek, který zajišťuje přísun točivého momentu z pohonné jednotky na kola. Jestliže dříve byla většina vozidel vybavena manuální převodovkou, dnes stále více motoristů dává přednost hydromechanické automatické převodovce. To je částečně způsobeno skutečností, že řízení vozu je jednodušší, protože neexistuje žádný spojkový pedál a řazení probíhá automaticky.

Úloha automatické převodovky s hydromechanickým ovládáním

U automobilu nebo podobného vozidla je převodovka jednotkou, která přenáší točivý moment z motorů na kola. Takto to vypadá u aut se spojkou, ale ty jsou postupně z trhu vytlačovány automatickými převodovkami. „Automaty“ se dnes instalují stále častěji. Nemají spojku a rychlostní stupně se řadí automaticky. Hydromechanika pomáhá usnadnit řazení za jízdy. V klasických převodovkách se při řízení auta provádějí následující procesy:

• odpojení převodovky od motoru při řazení;
• když se změní podmínky na vozovce, změní se i hodnota točivého momentu.

Skříň měniče momentu se otáčí společně s čerpacím kolem. Turbína není ke skříni připojena (s výjimkou doby blokování GT) – je připojena k hřídeli převodovky. Reaktor je zajištěn volnoběžnou spojkou – ta mu neumožňuje otáčení pod tlakem proudění, když je rozdíl otáček čerpacích a turbínových kol velký, ale umožňuje mu otáčení společně s nimi v jednom směru, když se vůz pohybuje konstantní rychlostí a prokluz GT je minimální. To umožňuje zvýšit účinnost převodovky.

K provedení těchto úkonů je potřeba hydromechanická automatická převodovka. Současně plní funkce spojky a převodovky. Tato převodovka byla speciálně navržena pro použití v městském prostředí, kde může být neustálé sešlápnutí spojky problematické kvůli častému zastavování v dopravních zácpách. Automobil s hydromechanikou se ovládá pomocí brzdového a plynového pedálu.

Čtěte také: Jak funguje termostat – zajištění efektivního chlazení

Výhody a nevýhody automatické převodovky

1. Žádné manuální řazení;
2. Zajišťuje rovnoměrné napájení.

Vozy s automatickým řazením jsou obzvláště hladké. Když řidič nemusí řadit ručně, proces řízení vozidla se zjednoduší. Nevýhodou je složitější konstrukce převodovek a jejich velká hmotnost. Mezi nevýhody patří nižší účinnost, která snižuje spotřebu paliva vozidla. Jedná se o nejjednodušší verzi hydromechanické převodovky a dnes jsou na osobních vozech instalovány pokročilejší modely.

Druhy mechaniky tekutin

Tato převodovka nutně zahrnuje měnič točivého momentu, komponenty řídicího systému a manuální převodovku. Může se jednat o jeden z několika systémů:

• vícehřídelový;
• dvouhřídelový;
• tříhřídelový;
• planetární.

Poslední typ boxu je nejběžnější. Často se instaluje do osobních automobilů, protože nemá vysoký obsah kovu. Vyznačuje se menší hlučností během provozu, dlouhou životností a kompaktností.

Hřídelové mechanismy se nacházejí v nákladních automobilech a autobusech. Mají vícelamelové spojky pro řazení, které jsou umístěny v oleji. První rychlostní stupeň a zpátečka se řadí pomocí ozubené spojky. Díky speciální konstrukci hřídelových skříní dochází k řazení v důsledku činnosti klikového hřídele. Rychlost pohybu se neodebírá, točivý moment a výkon se nepřerušují.

Hlavní účel automatické převodovky

Perspektivy použití hydromechanické převodovky

Hydromechanická převodovka se neustále vylepšuje:

• Počet stupňů roste: ZF dodává 9stupňovou ZF9НР pro osobní automobily, Caterpillar montuje 7stupňové hydraulické převodovky do speciálních zařízení;
• změna kinematických schémat;
• vyvíjejí se nové algoritmy pro elektronické řízení;
• Snižuje spotřebu paliva a emise;
• zvyšuje rychlost a plynulost práce.

Hydromechanická převodovka s planetovým mechanismem má velký potenciál. Převodovka je vhodná pro motory s nízkým i vysokým výkonem díky přidání nových planetových řad a variabilním převodovým poměrům. Nová technická řešení zvyšují účinnost vozu. Přidání stupňů eliminuje „mezery“ v řazení a dosahuje maximální plynulosti.

Výrobci vyrábějí hydraulické převodovky různých velikostí pro výkon motoru od 50 do 1500 kW. S růstem nosnosti speciálních zařízení se zvyšuje účinnost a trakční vlastnosti převodovky.

Vývoj inteligentních automatizovaných řídicích a diagnostických systémů je zaměřen na zvýšení účinnosti vozu a zajištění bezpečnosti řidiče. Hydromechanická převodovka je přizpůsobena automatizaci, což otevírá velké možnosti pro rozšíření funkčnosti mechanismů a systémů.

Funkce měniče točivého momentu

Měnič točivého momentu plní v moderních automatických převodovkách funkci spojky. Díky této jednotce se vůz pohybuje plynule, bez trhání. Dynamické zatížení se snižuje, což pomáhá provozovat motor v šetrném režimu a zvyšuje jeho životnost. Při použití měniče točivého momentu vydrží součásti převodovky mnohem déle. Řidič se méně unaví díky sníženému počtu převodových stupňů. Měniče točivého momentu se doporučují pro použití v SUV, protože je lze použít ke zvýšení průchodnosti vozidla v obtížných podmínkách – na sněhu nebo písku.

Důležité! V Rusku se také vyplatí volit převodovky s touto jednotkou, protože v zimě speciální technika často nemá čas čistit silnice. Díky měniči točivého momentu se vytváří stabilní trakční síla s nízkou rychlostí otáčení hnacích kol, což zvyšuje jejich přilnavost k povrchu vozovky.

Silné a slabé stránky mechaniky tekutin

Hydromechanická převodovka láká řidiče jednoduchým ovládáním, plynulým řazením a nízkou cenou ve srovnání s CVT nebo DSG. A to nejsou všechny výhody.

Čtěte také: Jak zkontrolovat kompresi bez kompresometru na skútru

Hydromechanická převodovka bude při pravidelné údržbě a dodržování provozních podmínek spolehlivě fungovat po mnoho let.

Zařízení měniče točivého momentu

Hydraulický transformátor je umístěn mezi motorem a mechanickou částí převodovky. Skládá se z propojených kotoučů s lopatkami. Prvním je kolo čerpadla, které je hnacím. Spojuje motor a transformátor. Turbínové kolo je hnané, dotýká se primární hřídele. Reaktorové kolo je zodpovědné za zvýšení točivého momentu. Turbíny jsou prakticky utopeny v oleji (jsou v něm ponořeny ze tří čtvrtin). Jsou zakryty pouzdrem, které chrání před vniknutím cizích částic do oleje. Během provozu turbíny je síla točivého momentu motoru směrována na kotouč čerpadla. Současně je na kotouč turbíny veden proud oleje pod tlakem. Ten je roztáčen reaktorovým kolem, které se nachází v centrální části. Výsledná síla se přenáší na hřídel převodovky.

Měnič momentu pracuje díky speciální cirkulaci oleje, který do něj vstupuje z vnější části kotouče čerpadla, poté se přesouvá k turbínovému kolu a vrací se zpět přes centrální část této jednotky. Cyklus cirkulace oleje na kotouči čerpadla je dokončen. Točivý moment v měniči momentu se automaticky nahrazuje s rostoucím zatížením motoru. Tato jednotka vysílá točivý moment do převodovky, kde spojky zabírají s ozubenými koly. Požadovaný převodový poměr je automaticky určen transformátorem, v závislosti na jeho hodnotě se mění tlak cirkulujícího oleje.

Měnič točivého momentu automatické převodovky v sekci

Účel a konstrukce hydromechanické převodovky osobního automobilu

Nedílnými prvky konstrukce klasického automobilového zařízení jsou spojka a převodovka. Ale měnící se životní styl diktuje vytvoření optimálního pohodlí pro řidiče. To vede ke změnám standardních součástí vozu. Stále častěji jsou nahrazovány kombinovaným hydromechanickým převodem, který zahrnuje mechanické i hydraulické převody. U zařízení tohoto typu se převodový poměr a točivý moment mění postupně a plynule.

Planetové zařízení

Ve většině moderních automatických převodovek pracuje měnič točivého momentu v tandemu s planetovým systémem. Přenáší točivý moment na třecí spojky. V nejjednodušší verzi je síla směrována na centrální ozubené kolo (sluneční kolo). Dva další satelity (pomocná kola) jsou v neustálém záběru s centrálním ozubeným kolem díky zubům aplikovaným na tyto prvky. Satelitní kola nejsou pevná, ale volně se otáčejí kolem svých os. Ozubený mechanismus je umístěn uvnitř korunového kola, které je v závislosti na zařazeném rychlostním stupni pevně uchyceno nebo se začne pohybovat. Když je korunové kolo pevně uchyceno, začne se pohybovat hnaný hřídel (síla se na něj přenáší). V opačném případě satelity přenášejí točivý moment na korunové kolo a hnaný hřídel zůstává nehybný. Pro řazení rychlostních stupňů se v planetových automatických převodovkách instalují třecí spojky. Každá z nich vypadá jako několik kotoučů, což jsou tenké desky vyrobené z hladkého kovu. Každá deska je pokryta speciální třecí pastou, která zabraňuje jejímu opotřebení. Na některých z nich se nacházejí drážky. Mezi spojkami jsou těsnění. Jsou k sobě přitlačovány hydraulickým pístem, který funguje při přívodu pracovní kapaliny. Když se tlak v něm zvýší, třecí kotouče se pevně sevřou a stanou se téměř jedním celkem. Po poklesu tlaku kapaliny v hydraulickém pístu se třecí kotouče pomocí pružiny vrátí na své místo. Činnost třecích kotoučů je úzce spjata s činností brzdového a planetového mechanismu. Do těchto momentů se přenášejí povely z řídicího systému převodovky a točivý moment motoru. Bez jejich účasti se brzdění motorem a tažení neprovádí. Mechanická jednotka pracuje plynule a jasně.

Důležité! V neutrálu jsou spojky a brzdy vypnuté. Při zrychlování a řazení se spojky začnou aktivovat a planetové systémy se synchronně otáčejí.

Elektronická část hydromechanické automatické převodovky

Elektronické řízení je nezbytné pro přesnost řazení v moderních automatických převodovkách. V dnešní době je téměř nemožné najít převodovky, jejichž provoz není podporován elektronickými součástkami. Ty jsou zodpovědné za:

• Fungování automatické převodovky. V hydromechanice se tento systém skládá z regulátorů tlaku a čerpadel.
• Shromažďování informací o aktuálním programu řízení.
• Generování řídicích impulsů.
• Provádění povelů při řazení.
• Pro ochranu motoru a převodovky v případě nebezpečné situace.
• Pro ruční ovládání je blok zodpovědný za všechny operace a ovládání se provádí pomocí páky.

Elektronická část hydromechanické automatické převodovky

O zdroji

Jak dlouho může spojková sada sloužit? Životnost lamel je poměrně dlouhá. Protože neustále pracují v oleji, podléhají minimálnímu opotřebení. Při včasné výměně převodové kapaliny bude životnost spojek 200–350 tisíc kilometrů. Odborníci se zaměřují na předpisy pro výměnu oleje v automatické převodovce. Pokud se totiž podmínky ignorují, mazivo rychle ztratí své vlastnosti.

V důsledku toho budou komponenty automatické převodovky (včetně spojek) pracovat se zvýšeným zatížením. Jejich životnost se zkracuje 3–5krát. Proto je tak důležité včas měnit převodový olej. U automatických převodovek je tento předpis 60 tisíc kilometrů (neplatí pro převodovky se suchou spojkou). Provádí se jak úplná, tak i částečná výměna. Odborníci doporučují použít první možnost. Při jakých teplotách začíná obložení selhávat? Kritické hodnoty pro něj jsou 140–150 stupňů. Ano, materiál vydrží zatížení 300 stupňů, ale pouze na zlomek vteřiny. Pak se papír začne drolit a hořet. Mimochodem, trpí tím nejen obložení, ale i axiální kotouče.