Двигатели, автоматические трансмиссии и АКПП для легковых и малых грузовых автомобилей. Устройство, запасные части и составляющие компоненты.

____________________________________________________________________________

Вариатор АКПП CVT 01J Multitronic Audi A4, Audi A6, A8


По компоновочным соображениям передача крутящего момента на вариатор осуществляется через промежуточную передачу.



Рис.11

Подбором передаточного числа промежуточной передачи вариатора коробки-автомат CVT Audi A4, Audi A6, A8 согласуется с различными двигателями. Это позволяет вариатору работать в оптимальном диапазоне крутящего момента.

Вариатор АКПП CVT Ауди А4, Ауди А6, А8

Работа вариатора Ауди А4, Ауди А6, А8 - В основу работы вариатора положена двухконтурная система гидравлического управления. Еще одной особенностью вариатора является наличие в шкиве 1 датчика крутящего момента.



Рис.12

Каждый из шкивов 1 и 2 имеет по одному гидроцилиндру для прижима дисков (прижимные гидроцилиндры) и одному гидроцилиндру для изменения передаточного отношения (регулировочные гидроцилиндры).

Двухконтурная система гидравлического управления позволяет с помощью небольшого объема масла очень быстро изменять передаточное отношение и при сравнительно небольшом давлении масла с достаточной силой прижимать диски шкивов.

Регулировка шкивов вариатора коробки-автомат CVT Audi A4, Audi A6, A8 - Динамика регулировки шкивов должна быть очень высокой, что требует соответствующего количества масла в гидравлической системе.

Чтобы сократить необходимый объем масла, регулировочные гидроцилиндры имеют меньшую опорную площадь, нежели прижимные гидроцилиндры.



Рис.13

Высокая динамика регулировки вариатора CVT Audi A4, Audi A6, A8 обеспечивается малой производительностью масляного насоса, что позитивно отражается на КПД агрегата.

Тарельчатая пружина в шкиве 1 и витая пружина в шкиве 2 поджимают цепь при отсутствии давления в гидравлической системе.

Под нажимом витой пружины в шкиве 2 вариатор при отсутствии давления в гидравлической системе устанавливается в положение максимального передаточного отношения.

Прижим вариатора АКПП CVT Ауди А4, Ауди А6, А8 - Для передачи крутящего момента требуется большая сила прижима дисков шкива к цепи. Эта силу обеспечивает соответствующее давление масла в прижимном гидроцилиндре.

Согласно законам гидравлики силу прижима можно варьировать, изменяя давление масла и площадь гидроцилиндра.

Благодаря большой площади прижимных гидроцилиндров, требуется меньшее давление масла для прижима дисков шкивов вариатора Ауди А4, Ауди А6, А8. Сравнительно низкое давление масла также положительно отражается на КПД.

Буксировка - При буксировке автомобиля шкив 2 приводит в движение шкив 1, что ведет к нагнетанию давления в регулировочных и прижимных гидроцилиндрах шкивов.

Конструкция системы вариатора коробки-автомат CVT Audi A4, Audi A6, A8 предусматривает, что при таком динамическом нагнетании давления вариатор устанавливается в положение, соответствующее передаточному отношению примерно 1:1.

Это предохраняет шкив 1 и планетарный механизм от слишком высоких оборотов. Возврату шкива 1 в это положение также способствует тарельчатая пружина.

Электронное управление передаточным отношением вариатора АКПП CVT Ауди А4, Ауди А6, А8

Для расчета заданного числа оборотов ведущего шкива вариатора CVT Audi A4, Audi A6, A8 у блока управления АКПП имеется динамическая программа регулирования (DRP).

Она представляет собой усовершенствованную динамическую программу переключения (DSP), известную по ступенчатым АКПП. Так для выбора оптимального передаточного отношения с ее помощью анализируются желание водителя и условия движения.



Рис.14

В зависимости от условий динамическая программа регулирования рассчитывает заданные обороты. Датчик G182 измеряет на шкиве 1 текущие обороты входного вала АКПП.

На основе сравнения фактического и заданного значений блок управления АКПП рассчитывает ток сигнала управления клапаном регулировки давления N216.

Почти пропорционально значению тока управляющего сигнала клапан N216 изменяет давление масла для управления гидравлическим клапаном регулировки передаточного отношения.

Управление передаточным отношением вариатора Ауди А4, Ауди А6, А8 контролируется посредством проверки взаимной достоверности сигналов от G182 (датчик числа оборотов входного вала АКПП), G195 (датчик числа оборотов выходного вала АКПП) и оборотов двигателя.

Гидравлическое управление передаточным отношением вариатора коробки-автомат CVT Audi A4, Audi A6, A8

Благодаря клапану давления предварительного управления VSTV на клапан регулировки давления N216 масло подается под постоянным давлением величиной примерно 5 бар.

В соответствии с током управляющего сигнала, рассчитанным блоком управления АКПП, клапан N216 создает управляющее давление, влияющее на положение клапана регулировки передаточного отношения.



Рис.15

Чем выше ток управляющего сигнала, тем выше управляющее давление. В зависимости от управляющего давления клапан регулировки передаточного отношения вариатора CVT Audi A4, Audi A6, A8 подает давление масла на регулировочный гидроцилиндр шкива 1 или 2.

При управляющем давлении от 1,8 до 2,2 бар клапан регулировки передаточного отношения закрыт.

При управляющем давлении менее 1,8 бар регулировочное давление подается на регулировочный гидроцилиндр шкива 1, в то время как из регулировочного гидроцилиндра шкива 2 масло стекает в картер.

Шкивы вариатора АКПП CVT Ауди А4, Ауди А6, А8 устанавливаются в положение минимального передаточного отношения.

При управляющем давлении более 2,2 бар регулировочное давление подается на регулировочный гидроцилиндр шкива 2, в то время как из регулировочного гидроцилиндра шкива 1 масло стекает в картер.

Шкивы вариатора коробки-автомат CVT Audi A4, Audi A6, A8 устанавливаются в положение максимального передаточного отношения.

Датчик крутящего момента (регулировки силы прижима) вариатора Ауди А4, Ауди А6, А8

Как уже говорилось, давление масла в прижимном гидроцилиндре создает соответствующую силу прижима дисков шкива вариатора CVT Audi A4, Audi A6, A8.

Если эта сила мала, то цепь проскальзывает на шкивах, что угрожает повреждением цепи и шкивов. Слишком высокое давление прижима уменьшает КПД трансмиссии. Поэтому важно как можно точнее и надежнее регулировать силу прижима дисков.



Рис.16

Гидромеханический датчик крутящего момента в шкиве вариатора АКПП CVT Ауди А4, Ауди А6, А8 очень точно измеряет фактический передаваемый крутящий момент и устанавливает правильное давление масла в прижимных гидроцилиндрах. Крутящий момент двигателя передается на вариатор через датчик крутящего момента.

Датчик крутящего момента регулирует давление прижима исключительно механико-гидравлическим способом.

Устройство и принцип действия датчика крутящего момента вариатора Ауди А4, Ауди А6, А8

Датчик крутящего момента состоит из двух полумуфт и семи стальных шариков, движущихся по наклонным дорожкам полумуфт. Полумуфта 1 плотно соединена с приводом шкива 1 (ведомой шестерней промежуточной передачи).

Полумуфта 2 подвижно сидит на прямых шлицах шкива 1 и упирается в поршень датчика крутящего момента. Поршень датчика крутящего момента служит для регулировки давления прижима и образует две внутренние полости (полости 1 и 2 поршня датчика крутящего момента).



Рис.17

Полумуфты датчика вариатора CVT Audi A4, Audi A6, A8 могут поворачиваться друг относительно друга вокруг оси. При этом за счет геометрии наклонных дорожек и шариков крутящий момент преобразуется в силу, действующую в осевом направлении.

Данная осевая сила через полумуфту 2 перемещает поршень датчика крутящего момента. При этом управляющие кромки поршня закрывают или открывают выходные отверстия полости 1.

Порождаемая датчиком крутящего момента вариатора Ауди А4, Ауди А6, А8 осевая сила является управляющей силой, пропорциональной крутящему моменту двигателя. В соответствии с ней устанавливается давление в прижимном гидроцилиндре.

Полость 1 поршня датчика крутящего момента имеет прямую связь с прижимным гидроцилиндром.

Конструкция всей системы такова, что осевая сила, являющаяся результатом преобразования крутящего момента, и сила от давления в прижимном гидроцилиндре уравновешивают друг друга (баланс сил).

При неизменных условиях движения выходные отверстия открыты лишь частично. Падение давления, вызванное тем, как датчик крутящего момента открывает выходные отверстия, изменяет давление в прижимном гидроцилиндре.

Когда крутящий момент увеличивается, выходные отверстия еще больше закрываются управляющей кромкой.

Давление в прижимном гидроцилиндре вариатора АКПП CVT Ауди А4, Ауди А6, А8 возрастает до тех пор, пока не восстановится баланс сил. Когда крутящий момент уменьшается, выходные отверстия открываются еще больше.

Давление в прижимном гидроцилиндре уменьшается до тех пор, пока не восстановится баланс сил. При скачках крутящего момента выходные отверстия полностью закрываются управляющей кромкой.

Если датчик крутящего момента вариатора CVT Audi A4, Audi A6, A8 перемещается еще дальше, то он работает как масляный насос. При этом вытесняемое масло очень быстро повышает давление в прижимных гидроцилиндрах до нужной величины.

Сильные скачки крутящего момента возникают, например, при наезде на выбоину или при сильном изменении сцепления колес с дорожным покрытием (выезд со льда на чистый асфальт).

Регулировка давления прижима вариатора Ауди А4, Ауди А6, А8 в зависимости от передаточного отношения

Давление прижима дисков шкивов вариатора CVT Audi A4, Audi A6, A8 зависит не только от крутящего момента, но и от радиуса цепи на шкиве, а значит — от текущего передаточного отношения вариатора.

Наибольшее давление прижима требуется при максимальном передаточном отношении. Цепь описывает на шкиве 1 минимальный радиус. Несмотря на значительную величину передаваемого крутящего момента, лишь небольшое число осей цепи контактирует с дисками шкива.

Поэтому до превышения определенного передаточного отношения (1:1) диски шкива прижимаются друг к другу с увеличенной силой.

Зависящая от передаточного отношения сила прижима регулируется через изменение давления в полости 2 поршня датчика крутящего момента вариатора АКПП CVT Ауди А4, Ауди А6, А8.

При увеличении или уменьшении давления в полости 2 изменяется давление в прижимном гидроцилиндре. Управлять давлением в полости 2 позволяют два поперечных отверстия в вале шкива 1.

При осевом смещении подвижного диска шкива они открываются/закрываются. При максимальном передаточном отношении вариатора поперечные отверстия открыты (давление в полости 2 отсутствует).

При изменении положения вариатора Ауди А4, Ауди А6, А8 в сторону понижения передаточного отношения оба поперечных отверстия сначала закрываются. Начиная с определенного передаточного отношения, левое отверстие открывается и при этом через соответствующее отверстие в подвижном диске шкива сообщается с прижимным гидроцилиндром.

Теперь масло под давление поступает из прижимного гидроцилиндра в полость 2 поршня датчика крутящего момента. Это давление противодействует осевой силе датчика крутящего момента и отодвигает поршень датчика влево.

Управляющая кромка еще больше открывает выходные отверстия и давление масла в прижимном гидроцилиндре уменьшается.

Основное преимущество двухступенчатой регулировки давления заключается в том, что уже в среднем диапазоне передаточных чисел давление прижима дисков шкивов достаточно мало, что повышает КПД агрегата.

Компенсационная полость вариатора коробки-автомат CVT Audi A4, Audi A6, A8

Еще одной особенностью вариатора CVT Audi A4, Audi A6, A8 является наличие у шкива 2 компенсационной полости. Она нужна для того, чтобы противодействовать динамическому нагнетанию давления в прижимном гидроцилиндре.



Рис.18

При высоких оборотах возникают значительные центробежные силы, которые отбрасывают масло к стенкам прижимного гидроцилиндра и повышают его давление. При этом говорят о «динамическом нагнетании давления».

Динамическое нагнетание давление нежелательно, потому что оно вызывает ненужное увеличение давления прижима и отрицательно влияет на управление передаточным отношением.

Масло, заключенное в компенсационной полости вариатора АКПП CVT Ауди А4, Ауди А6, А8, подвержено динамическому нагнетанию давления в той же мере, что и масло в прижимном гидроцилиндре.

Поэтому оно создает противодавление и компенсирует динамическое нагнетание давления в прижимном гидроцилиндре.

Масло подается в компенсационную полость через отверстие для впрыска прямо из гидравлического блока управления. Через это отверстие масло непрерывно впрыскивается в подводящий трубопровод компенсационной полости.

При уменьшении объема компенсационной полости (при изменении передаточного отношения), лишнее масло выдавливается из полости через подводящий трубопровод.

Цепь вариатора Ауди А4, Ауди А6, А8

Важнейшим элементом вариатора multitronic является его цепь. Впервые в коробке передач CVT J1 автомобилей Ауди А4, Ауди А6, А8 в качестве промежуточного гибкого элемента использована цепь.



Рис.19

Это абсолютно новое решение, которое по сравнению с до сих пор известными промежуточными гибкими элементами, такими, как наборный металлический или клиновой ремни, имеет следующие преимущества:

- Очень маленькие радиусы обкатки делают возможным большой диапазон передаточных чисел при малых конструктивных размерах вариатора коробки-автомат CVT Audi A4, Audi A6, A8.

- Способность передавать большой крутящий момент.

- Высокий КПД.

Диапазон передаточных чисел указывается в виде коэффициента. Максимальное передаточное отношение, поделенное на коэффициент диапазона передаточных чисел, дает минимальное передаточное отношение.

В целом большой диапазон регулирования вариатора CVT Audi A4, Audi A6, A8 является достоинством, потому что допускает как высокое максимальное передаточное отношение (хорошая динамика), так и низкое минимальное передаточное отношение (низкий расход).

Особенно это верно для вариаторов, у которых возможны практические любые промежуточные отношения, изменение которых происходит плавно, без скачков.

У обычной цепи звенья подвижно соединяются между собой осями. Для передачи крутящего момента зуб звездочки входит в пространство между пластинами звена и зацепляется за ось. Цепь вариатора CVT автомобилей Ауди работает по другому.

Цепь вариатора АКПП CVT Ауди А4, Ауди А6, А8 состоит из набранных в ряд пластин, соединенных составными осями. Через каждый ряд пластин проходят две составных оси. Когда диски шкива сближаются, они зажимают между собой выступающие по бокам оси.

Крутящий момент передается за счет сил трения между торцами осей и рабочими поверхностями дисков. Каждая из двух составных осей неподвижно соединена с одним рядом пластин. Составная ось образует качающийся шарнир.

Когда цепь вариатора CVT Audi A4, Audi A6, A8 описывает радиус на шкиве сегменты составной оси, как бы качаются друг на друге, то есть трение между ними почти полностью отсутствует.

Поэтому, несмотря на высокие значения крутящего момента и угол изгиба, потери мощности и износ сводятся к минимуму. Это способствует продолжительному сроку службы и увеличению КПД вариатора.

Чтобы цепь вариатора коробки-автомат CVT Audi A4, Audi A6, A8 работала бесшумно, она состоит из пластин двух размеров. Если бы пластины имели одну длину, то соединяющие их оси входили бы в контакт со шкивами через равные промежутки времени и вызывали бы колебания, чреватые неприятным шумом.

Использование пластин разной длины позволило ликвидировать резонансные явления и свести к минимуму уровень шума.

 


____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________