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

____________________________________________________________________________

Детали и узлы коробки передач CVT 01J вариатор Ауди А4, Ауди А6, А8 - фрикционы и планетарный механизм


Маховик с демпфером крутильных колебаний коробки передач CVT 01J вариатор Ауди А4, Ауди А6, А8

В поршневых двигателях процесс сгорания протекает неравномерно. Из-за этого возникают крутильные колебания коленчатого вала. Эти колебания передаются на коробку передач и вызывают в ней резонансные вибрации.



Рис.3

Негативными последствиями резонансных вибраций являются шум и чрезмерная нагрузка на детали и узлы. Крутильные колебания и вызванные ими шумы гасятся маховиком с демпфером крутильных колебаний или двухмассовым маховиком.

Крутящий момент двигателя V6 объемом 2,8 л передается на коробку-автомат вариатор CVT 01J Multitronic Audi A4, Audi A6, A8 через маховик с демпфером крутильных колебаний.

Четырехцилиндровые двигатели работают не равномернее 6-цилиндровых агрегатов, поэтому на них устанавливается двухмассовый маховик.



Рис.4. Коробка передач CVT 01J вариатор Ауди А4, Ауди А6, А8 в разрезе

Серый - Картер, болты/винты, шпильки
Зеленый - Гидравлические узлы и детали/система управления
Желтый - Электронный блок управления коробки передач CVT 01J вариатор Ауди А4, А6, А8
Голубой - Валы, шестерни
Темно-желтый - Многодисковые фрикционные муфты
Красный - Поршни, датчик крутящего момента
Коричнывый - Подшипники, шайбы, стопорные кольца
Черный - Пластмассовые детали, уплотнения, резиновые детали

Фрикцион переднего хода, фрикцион заднего хода и планетарный механизм коробки-автомат вариатор CVT 01J Multitronic Audi A4, Audi A6, A8

В отличие от ступенчатых гидромеханических АКПП, где для передачи крутящего момент используется гидротрансформатор, в коробке передач CVT 01J вариатор Ауди А4, Ауди А6, А8 эту задачу выполняют два фрикциона: по одному фрикциону для переднего и заднего хода.

Это работающие в масле многодисковые фрикционы, аналогичные тем, которые используются в ступенчатых АКПП для переключения передач.

Они служат для плавного соединения трансмиссии в начальной фазе движения автомобиля и дальнейшей передачи крутящего момента к промежуточной передаче.



Рис.5

Процессы трогания с места и передачи крутящего момента контролируются электроникой и регулируются с помощью электрогидравлической системы.

Многодисковый фрикцион с электрогидравлическим управлением коробки передач CVT 01J вариатор Ауди А4, Ауди А6, А8 имеет следующие преимущества перед гидротрансформатором:

- малая масса и компактность

- электронно-управляемая адаптация характеристики трогания с места к дорожным условиям

- электронно-управляемая адаптация крутящего момента при медленном маневрировании к дорожным условиям

- защита от перегрузок, ошибок и неправильных действий водителя

Планетарный механизм коробки-автомат вариатор CVT 01J Multitronic Audi A4, Audi A6, A8

Планетарный механизм коробки передач CVT 01J вариатор Ауди А4, Ауди А6, А8 служит исключительно для изменения направления вращения привода при включении заднего хода. Передаточное отношение планетарного механизма при движении задним ходом равно 1.



Рис.6

Сопряжение деталей - Солнечная шестерня (вход) соединена с входным валом коробки-автомат вариатор CVT 01J Multitronic Audi A4, Audi A6, A8 и стальными дисками фрикциона переднего хода. Водило (выход) соединено с ведущей шестерней промежуточной передачи и металлокерамическими дисками фрикциона переднего хода.

Коронная шестерня соединена с сателлитами и металлокерамическими дисками фрикциона заднего хода.



Рис.7. Схема планетарного механизма коробки передач CVT 01J вариатор Ауди А4, Ауди А6, А8

Через соединенную с входным валом солнечную шестерню крутящий момент подводится к планетарному механизму, где он приводит в движение сателлиты 1. Сателлиты 1 заставляют вращаться сателлиты 2, которые находятся в зацеплении с коронной шестерней.

Водило сателлитов (выход планетарного механизма) остается неподвижным, потому что оно соединено с промежуточной передачей, а автомобиль пока стоит на месте.

Коронная шестерня вращается вхолостую с частотой, равной половине оборотов двигателя, в том же направлении, что и коленвал двигателя.

Передача крутящего момента при движении вперед

Стальные диски фрикциона переднего хода соединены с солнечной шестерней, а его металлокерамические диски — с водилом. При замыкании фрикцион переднего хода соединяет входной вал коробки передач с водилом (выход).

Планетарный механизм заблокирован и вращается как единое целое в том же направлении, что и коленвал двигателя. При этом передаточное отношение планетарного механизма равно 1.

Передача крутящего момента при движении назад

Металлокерамические диски фрикциона заднего хода соединены с коронной шестерней, а его стальные диски — с картером коробки-автомат вариатор CVT 01J Multitronic Audi A4, Audi A6, A8. При замыкании фрикцион заднего хода замыкает коронную шестерню на картер коробки передач.

Крутящий момент передается на водило, которое вращается в направлении, обратном направлению вращения коленвала двигателя. Автомобиль движется назад.

При движении задним ходом скорость ограничивается электроникой. Вариатор остается в положении, соответствующем наибольшему передаточному отношению.

Управление фрикционами коробки передач CVT 01J вариатор Ауди А4, Ауди А6, А8

При трогании с места важнейшим параметром для регулировки фрикционов является число оборотов двигателя.

В зависимости от характеристики трогания с места, блок управления коробки-автомат вариатор CVT 01J Multitronic Audi A4, Audi A6, A8 рассчитывает заданное число оборотов двигателя, которое регулируется через момент проскальзывания фрикциона.

Характеристику трогания с места определяют желание водителя, выражающееся в нажатии на педаль газа, и запросы внутри блока управления коробкой передач CVT 01J вариатор Ауди А4, Ауди А6, А8.

При плавном старте, который, среди прочего, характеризуется слабым нажатием на педаль газа, требуется незначительное увеличение числа оборотов двигателя.

Непродолжительное проскальзывание фрикциона и малые обороты двигателя способствуют низкому расходу топлива. При резком старте обороты двигателя необходимо увеличить сильнее.

При этом более высокий крутящий момент делает разгон стремительнее. На характеристику трогания с места влияет также тип двигателя (бензиновый/дизельный, крутящий момент и изменение крутящего момента).

Электронное управление коробкой-автомат вариатор CVT 01J Multitronic Audi A4, Audi A6, A8

При управлении фрикционами коробки передач CVT 01J вариатор Ауди А4, Ауди А6, А8 учитываются следующие параметры:

- число оборотов двигателя

- число оборотов входного вала коробки-автомат вариатор CVT 01J Multitronic Audi A4, Audi A6, A8

- положение педали акселератора

- крутящий момент двигателя

- информация «тормоз нажат»

- температура масла в коробке передач



Рис.8

По этим параметрам блок управления коробки-автомат вариатор CVT 01J Multitronic Audi A4, Audi A6, A8 рассчитывает заданное давление масла, подаваемого к поршням фрикционов, а также ток сигнала управления клапаном регулировки давления N215.

Почти пропорционально току сигнала управления изменяется давление масла, подаваемого к поршням фрикционов и, соответственно, передаваемый фрикционом крутящий момент.

Находящийся в гидравлическом блоке управления датчик 1 давления масла (G193) измеряет давление масла, подаваемое к фрикциону (фактическое).

Фактическое значение давления постоянно сравнивается с заданным значением, которое рассчитывает блок управления коробки передач CVT 01J вариатор Ауди А4, Ауди А6, А8.

При этом фактическое и заданное значения давления постоянно сравниваются друг с другом. При обнаружении недостоверности принимаются защитные меры.

Чтобы не допустить перегрева фрикциона, предусмотрено его охлаждение. Температура фрикциона контролируется блоком управления АКПП.

Гидравлическое управление коробкой-автомат вариатор CVT 01J Multitronic Audi A4, Audi A6, A8

Давление масла, подаваемого к фрикционам, пропорционально крутящему моменту двигателя и не зависит от давления в общей гидросистеме.

Благодаря клапану давления предварительного управления VSTV на клапан регулировки давления N215 масло подается под постоянным давлением величиной примерно 5 бар.

В зависимости от тока управляющего сигнала, рассчитанного блоком управления коробкой передач CVT 01J вариатор Ауди А4, Ауди А6, А8, клапан N215 обеспечивает управляющее давление, влияющее на положение клапана управления фрикционами KSV.

Чем выше ток управляющего сигнала, тем выше управляющее давление. Клапан управления фрикционами KSV регулирует давление масла в гидросистеме фрикционов и, таким образом, передаваемый крутящий момент от двигателя.

К клапану KSV масло под давлением поступает из основной гидросистемы. В зависимости от того, как им управляет клапан N215, клапан KSV создает давление масла в гидросистеме фрикционов.

Чем выше управляющее давление, тем выше давление в гидросистеме фрикционов. Нагнетаемое в гидросистему фрикционов масло проходит через предохранительный клапан SIV и достигает золотника ручного управления HS.

В соответствии с положением рычага селектора золотник HS направляет его либо к фрикциону переднего хода (положение D), либо к фрикциону заднего хода (положение R). Из не задействованного в данный момент фрикциона масло стекает в масляный картер.

При установке селектора в положениях N и P золотник перекрывает ток к обоим фрикционам. Масло из фрикционов стекает в масляный картер.

Аварийное отключение

Если фактическое давление в гидросистеме фрикционов коробки-автомат вариатор CVT 01J Multitronic Audi A4, Audi A6, A8 значительно превышает заданное значение, то это свидетельствует об опасных неполадках.

В этом случае, независимо от положения золотника ручного управления и других элементов, подача масла к фрикциону перекрывается.

Аварийное отключение осуществляется через предохранительный клапан SIV и позволяет быстро разомкнуть фрикцион. Клапаном SIV управляет электромагнитный клапан 1 N88.

При управляющем давлении 4 бар и выше ток масла от клапана KSV перекрывается и масло из трубопровода соединения с золотником HS стекает в катер.

Защита от перегрузок

Температура фрикциона рассчитывается блоком управления коробкой передач CVT 01J вариатор Ауди А4, Ауди А6, А8 при помощи математической модели на основе величин проскальзывания фрикциона, передаваемого крутящего момента и температуры масла в АКПП.

Если фрикцион чрезмерно нагружен и его расчетная температура превышает определенный порог, то крутящий момент двигателя уменьшается.

Крутящий момент двигателя может быть уменьшен до значений, соответствующих повышенному числу оборотов на холостом ходу. Двигатель может кратковременно перестать реагировать на нажатие педали газа.

Конструктивные меры по охлаждению фрикционов коробки-автомат вариатор CVT 01J Multitronic Audi A4, Audi A6, A8 способствует их быстрому остыванию. Поэтому на фрикцион вскоре снова подается неограниченный крутящий момент двигателя. Перегрузка фрикциона практически исключается.

Управление фрикционом при медленном маневрировании (управление при движении с малой скоростью)

Управление фрикционом коробки передач CVT 01J вариатор Ауди А4, Ауди А6, А8 при движении с малой скоростью способствует тому, что при холостых оборотах двигателя и рычаге селектора в положении для движения у фрикциона настраивается определенный момент проскальзывания.

Автомобиль ведет себя так же, как при автоматической КПП с гидротрансформатором. За счет регулировки давления масла, подаваемого к фрикциону, устанавливается крутящий момент, заставляющий автомобиль двигаться с очень небольшой скоростью.

Крутящий момент варьируется в пределах определенных границ в зависимости от условий и скорости движения. Для точной регулировки момента проскальзывания фрикциона используется значение давления прижима дисков шкива, измеряемое датчиком G194.

Управление коробкой-автомат вариатор CVT 01J Multitronic Audi A4, Audi A6, A8 при движении с малой скоростью позволяет водителю очень осторожно маневрировать (например, когда он паркует автомобиль), не нажимая на педаль акселератора. Такой режим значительно облегчает управление.

Давление прижима дисков шкива пропорционально фактическому крутящему моменту на шкиве 1, поэтому момент проскальзывания фрикциона можно очень точно вычислять и регулировать с помощью датчика G194.

Управление проскальзыванием

Регулировка проскальзывания служит для адаптации управления фрикциона и для гашения крутильных колебаний, вызываемых двигателем.

Адаптация характеристик фрикционов коробки передач CVT 01J вариатор Ауди А4, Ауди А6, А8 в диапазоне частичных нагрузок происходит до достижения двигателем крутящего момента 160 Нм.

В диапазоне до 1800 об/мин и до 220 Нм фрикцион может работать в режиме так называемого малого проскальзывания.

В этом режиме устанавливается угловая скорость проскальзывания (разность оборотов входного вала АКПП и шкива 1) примерно от 5 до 20 об/мин.

Адаптация управления фрикционами коробки-автомат вариатор CVT 01J Multitronic Audi A4, Audi A6, A8

Чтобы регулировка фрикциона осуществлялась стабильно комфортно в любых режимах и на протяжении всего срока его службы, необходимо постоянно обновлять характеристику зависимости тока управляющего сигнала и момента проскальзывания фрикциона.

Необходимость этого вызвана тем, что коэффициенты трения во фрикционах постоянно изменяются.

Коэффициент трения зависит от следующих факторов:

- масло (качество, степень старения, наличие продуктов износа)

- температура масла в коробке передач

- температура фрикциона

- проскальзывание фрикциона

Для компенсации этих факторов и, тем самым, оптимизации регулировки фрикционов осуществляется адаптация характеристик зависимости тока сигнала управления и момента проскальзывания фрикциона во время управления при движении с малой скоростью и в диапазоне частичных нагрузок.

Охлаждение фрикционов коробки-автомат вариатор CVT 01J Multitronic Audi A4, Audi A6, A8

В целях защиты фрикционов коробки передач CVT 01J вариатор Ауди А4, Ауди А6, А8 от чрезмерного нагрева (особенно при трогании с места в сложных условиях) они охлаждаются отдельным потоком масла.

Чтобы на охлаждение фрикционов затрачивалась как можно меньшая мощность насоса, охлаждающий поток масла подается системой управления по необходимости.



Рис.9

Еще большему снижению нагрузки на масляный насос способствует подпитка охлаждающего контура эжекционным насосом.

Для оптимизации охлаждения фрикционов охлаждающий поток масла направляется только на тот фрикцион, который участвует в передаче крутящего момента.

Масло для охлаждения и регулировки фрикциона переднего хода течет внутри полого входного вала АКПП, где его потоки разделены внутренней стальной трубой.

Рядом с отверстиями для выхода масла из входного вала находится маслораспределитель, который подает охлаждающее масло к фрикциону либо переднего, либо заднего хода.

Охлаждение фрикциона переднего хода коробки-автомат вариатор CVT 01J Multitronic Audi A4, Audi A6, A8

Когда фрикцион переднего хода замкнут, его гидроцилиндр (нажимной диск) отжимает распределительную шайбу назад.

При таком положении распределительной шайбы охлаждающий поток масла омывает ее переднюю сторону и далее — фрикцион переднего хода.

Охлаждение фрикциона заднего хода коробки передач CVT 01J вариатор Ауди А4, Ауди А6, А8

Когда фрикцион переднего хода разомкнут (на холостом ходу или при замкнутом фрикционе заднего хода), распределительная шайба находится в исходном положении.

При таком положении шайбы охлаждающий поток масла омывает ее тыльную сторону и с помощью распределительной шайбы направляется далее к фрикциону заднего хода. Кроме того, часть масла направляется к планетарному механизму для его смазки.

Гидравлическое управление охлаждением фрикционов коробки-автомат вариатор CVT 01J Multitronic Audi A4, Audi A6, A8

Одновременно с управлением регулировкой фрикционов осуществляется управление контуром охлаждения фрикционов.

Блок управления коробкой передач CVT 01J вариатор Ауди А4, Ауди А6, А8 подает определенный токовый сигнал на электромагнитный клапан 1 (N88), который в свою очередь создает управляющее давление для переключения клапана охлаждения фрикционов KKV.



Рис.10

Клапан охлаждения фрикционов KKV пропускает масло из обратного трубопровода радиатора к эжекционному насосу. Находящееся под давлением масло приводит в действие эжекционный насос.

 

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________