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

____________________________________________________________________________

Компоненты АКПП - Клапаны и регуляторы


Клапанная сборка АКПП

В корпусе клапанной сборки автоматической коробки передач собраны все управляющие клапаны, а также организована схема подачи гидравлической жидкости к исполнительным различным устройствам AКПП.

Корпус клапанной сборки коробки автомат представляет собой сложное металлическое литье, подвергнутое затем высокоточной механической обработке, и может быть похож на печатную плату, токопроводные дорожки которой заменены гидравлическими каналами.

Укомплектованная же клапанная сборка с установленными в нее управляющими клапанами, контрольными шариками и жиклерами способна выполнять сложнейшие логические переключения и может рассматриваться как своего рода гидромеханический компьютер.

Ввод программного кода в данный компьютер производится посредством клапана ручного переключения, исходные же данные поступают от корпуса дросселя, центробежного регулятора и прочих управляющих элементов AКПП.

В клапанной сборке имеется три входных порта, через которые на нее подаются управляющие давления от центробежного регулятора (скорость движения автомобиля), дроссельной заслонки (текущая нагрузка на двигатель) и рычага селектора (выбранное положение AКПП).

Количество выходных портов определяется сложностью конструкции AКПП и количеством обеспечиваемых ею переключений. Обычно предусматривается по одному выходу к каждому исполнительному устройству, а при соответствующей комплектации, - еще один, обеспечивающий блокировку преобразователя вращения.

Так как клапанная сборка автоматической коробки передач является все-таки механическим устройством, логика ее функционирования определяется главным образом особенностями конструктивного исполнения, обладая, тем не менее, интерактивностью, обеспечивающей способность адекватного реагирования на изменение параметров, поступающих на три входных порта.

В современных AКПП с электронным управлением количество входных параметров расширяется за счет мониторинга модулем управления дополнительных сигналов, поступающих от все более расширяющегося спектра информационных датчиков.

Не смотря на все сказанное, главной задачей клапанной сборки коробки-автомат является тем не менее простейшее перераспределение гидравлического давления между подключенными к ней исполнительными устройствами.

Более подробное рассмотрение устройства составляющих компонентов клапанной сборки должно облегчить понимание принципа ее функционирования.

Клапан-регулятор давления АКПП

Из масляного насоса рабочая жидкость поступает в клапан-регулятор давления главного гидравлического тракта AКПП.

Данная точка тракта отличается максимальным постоянным давлением во всей системе, обеспечивающим срабатывание всех расположенных ниже по потоку исполнительных устройств.

В случае необходимости клапан-регулятор коробки-автомат может быть использован для подачи потока рабочей жидкости непосредственно в преобразователь вращения.

Чаще всего клапан-регулятор автоматической коробки передач устанавливается на корпусе насосной сборки, реже входит непосредственно в состав последней.

Как большинство используемых в AКПП клапанов, клапан-регулятор является по принципу действия золотниковым, а по форме запорного элемента относится к катушечным.

Предельное давление срабатывания клапана определяется усилием, развиваемым возвратной пружиной.

При определенных условиях давление в тракте может быть поднято за счет срабатывания дополнительного напорного клапана, входящего в состав клапана-регулятора.

Напорный клапан АКПП

В некоторых ситуациях требуется обеспечение более надежного обжимания тормозных лент сцепления AКПП. Задача решается путем повышения давления, подаваемого на соответствующие исполнительные механизмы.

Временное увеличение давления в главном тракте системы управления автоматической коробки передач обеспечивается при помощи специального напорного клапана, обеспечивающего прикладывание дополнительного усилия к подпираемой возвратной пружиной стороне запорного элемента клапана-регулятора.

Дополнительное давление на напорный клапан, в зависимости от логики функционирования и особенностей конструкции трансмиссии, может подаваться из различных управляющих контуров гидравлического тракта AКПП, обязательным является лишь контур корпуса дросселя, отвечающий за ввод информации по текущей нагрузке на двигатель.

Используемый в некоторых конструкциях более чем одноуровневый способ повышения главного давления реализуется при помощи набора золотниковых клапанов различного размера.

Клапаны-переключатели АКПП

Функциональное назначение гидравлических клапанов-переключателей АКПП аналогично назначению реле в электрических цепях: включение / выключение контура.

В простейших случаях используются двухпозиционные клапаны-переключатели автоматической коробки передач, перевод которых в запертое положение осуществляется при помощи пружины, однако в такой логически сложной конструкции как клапанная сборка не обойтись и без более сложных клапанных переключателей, посредством которых производится управление подачей рабочего давления сразу в несколько контуров.

Так, клапаны автоматического и ручного переключения являются типичными примерами достаточно сложных гидравлических переключателей.

Клапан ручного переключения АКПП

Привод клапана ручного переключения подведен к рычагу селектора AКПП. Посредством данного клапана осуществляется управление большинством (но не всеми) функциями автоматической коробки передач.

В классической схеме клапан ручного переключения автоматической коробки передач обеспечивает возможность контроля функционирования большей части исполнительных устройств, управляющие контуры которых подсоединены непосредственно к главной напорной линии.

Однако следует заметить, что в современных конструкциях коробки-автомат наблюдается отчетливая тенденция к сужению сферы влияния данного клапана, вплоть до полного его устранения, как это имеет место в некоторых коробках-автомат с полностью электронным управлением, где перевод рычага селектора приводит лишь к выработке соответствующих команд, выдаваемых модулем управления электромагнитным клапанам-переключателям, входящим в состав клапанной сборки.

Клапаны переключения AКПП

Управление клапанами переключения механического типа (в отличие от используемых на коробки-автомат с полностью электронным управлением электромагнитных клапанов-переключателей) осуществляется посредством управляющих давлений, подаваемых из контуров центробежного регулятора и корпуса дросселя.

Исходное возвратное усилие развивается торцевой возвратной пружиной. К выходному порту клапана подсоединяется управляющий контур соответствующего исполнительного устройства.

Так, выжимание водителем педали акселератора приводит к повышению дроссельного давления, удерживающего клапан в закрытом положении, что обеспечивает требуемую задержку моментов переключения AКПП.

Когда давление регулятора начинает превосходить суммарное усилие, прикладываемое к поршню со стороны дросселя и пружины, клапан открывается, обеспечивая автоматический перевод АКПП на очередную повышенную передачу.

Четкость переключений обеспечивается за счет сведения к минимуму инерционности срабатывания клапана.

Дроссельный клапан АКПП

Дроссельный клапан автоматической коробки передач обеспечивает ввод исходных данных, поступающих на клапанную сборку через управляющую линию корпуса дросселя.

Посредством специального плунжера клапан соединен с приводом дроссельной заслонки от педали акселератора.

Выдаваемое клапаном управляющее давление, поступающее на клапан переключения, противодействует давлению, выдаваемому регулятором, что позволяет осуществлять управление моментами переключения трансмиссии в полном соответствии с текущими рабочими параметрами (скоростью движения автомобиля и нагрузкой на двигатель).

Нагрузка определяется сиюминутными запросами двигателя и контролируется водителем, причем ее снижение приводит к тому, что переключение автоматической коробки передач на очередную повышенную передачу производится с минимальной задержкой, выжимание же педали акселератора приводит к повышению дроссельного давления и соответствующему запаздыванию переключений.

Клапан-модулятор АКПП

Клапан модулятор в определенном смысле дублирует функции дроссельного клапана и также служит для управления моментами автоматических переключений АКПП в зависимости от глубины разрежения во впускном трубопроводе.

Обычно клапан-модулятор коробки-автомат имеет отдельный входной порт в корпусе клапанной сборки и является очень точным инструментом, позволяющим отслеживать мельчайшие изменения текущей нагрузки на двигатель.

Конструкция клапана отличается простотой ввиду отсутствия необходимости организации нуждающегося в регулировках механического соединения с дроссельной заслонкой.

Управление подачей разрежения на чувствительную диафрагму клапана может осуществляться электронным способом, что обеспечивает еще один дополнительный уровень контроля переключений единственной слабой точкой данного устройства является диафрагма, малейшее нарушение герметичности которой приводит к попаданию ATF во впускной воздушный тракт и выжиганию ее в процессе нормального функционирования двигателя.

Как и в рассмотренном выше случае управляющее давление клапана-модулятора коробки-автомат подается на клапаны переключения и противостоит давлению центробежного регулятора. Повышение нагрузки приводит к задержке переключения за счет повышению давления модулятора.

Выравнивание нарастающего по мере разгона автомобиля давления центробежного регулятора с давлением модулятора приводит к переключению AКПП на очередную повышающую передачу.

Клапан переключения на пониженную передачу коробки-автомат

Принудительное переключение АКПП на понижающую передачу также обусловлено соотношением управляющих давлений контуров дросселя/вакуумного модулятора и центробежного регулятора.

Иногда данный клапан называют еще выключателем режима kickdown. Посредством данного клапана производится временное повышение давления регулятора в управляющем контуре соответствующего клапана переключения коробки-автомат, что приводит к увеличению значения скорости переключения трансмиссии на повышающую очередную передачу на 16-20 км/ч.

Активация функционирования данного клапана происходит только при полностью выжатой педали газа.

Центробежный регулятор АКПП

Привод центробежного регулятора коробки-автомат осуществляется посредством зубчатой передачи от выходного вала трансмиссии, что обеспечивает соответствие частоты его вращения скорости движения транспортного средства.

Более того, в большинстве ранних конструкций AКПП для регулятора использовался то же привод, что и для спидометра.

Механический регулятор состоит из комплекта вращающихся грузиков, величина удаления которых от точки подвеса определяется центробежной силой и, соответственно, увеличивается с возрастанием оборотов.

Грузики регулятора коробки-автомат посредством рычага соединены с золотниковым клапаном, дросселирующим порт подачи в клапанную сборку давления системного тракта.

В некоторых конструкциях центробежный регулятор используется для дросселирования выходного порта, однако, в любом случае, давление регулятора контролируется положением его грузиков.

В настоящее время наиболее широкое распространение получили механические регуляторы автоматических коробок передач двух различных конструкций.

Сначала использовались устанавливаемые отдельно и размещаемые под требуемым углом к выходному валу сборки, позднее была разработана более компактная схема, в которой регулятор подсоединялся непосредственно к выходному валу.

Управляющий золотниковый клапан подсоединяется единственному грузику регулятора, расположенному с противоположной стороны вала.

С увеличением частоты вращения вала грузик под воздействием центробежной силы удаляется от оси вала, смещая в соответствующую в сторону золотник и вызывая тем самым рост давления регулятора.

Как уже упоминалось выше, давление центробежного регулятора коробки-автомат противостоит давлению дросселя и до тех пор, пока последнее остается более высоким, клапан переключения специальной пружиной удерживается в своем исходном положении.

Как только давление регулятора сравнивается с дроссельным и начинает его превосходить, золотник клапана переключения, преодолевая сопротивление пружины, смещается, обеспечивая подачу рабочей жидкости на исполнительное устройство переключения передачи.

При этом, чем выше скорость движения автомобиля/давление регулятора, тем большее дроссельное давление требуется для осуществления очередного повышающего переключения АКПП, которое выполняется, соответственно, позднее.

 

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________