Автоматическая коробка передач

Автоматическая коробка передач (иногда сокращенно AT ) — это многоступенчатая коробка передач, используемая в автомобилях, которая не требует каких-либо действий со стороны водителя для переключения передних передач в нормальных условиях движения. Транспортные средства с двигателями внутреннего сгорания , в отличие от электромобилей , требуют, чтобы двигатель работал в узком диапазоне скоростей вращения, а требуется коробка передач для привода колес в широком диапазоне скоростей с ручным или автоматическим управлением.

Наиболее распространенным типом автоматической трансмиссии является гидроавтомат , в котором используется планетарная (эпициклическая) передача , гидроуправления и гидротрансформатор . Другие типы автоматических трансмиссий включают бесступенчатую трансмиссию (CVT), автоматизированную механическую трансмиссию (AMT) и трансмиссию с двойным сцеплением (DCT).

«Коробку передач для безлошадной кареты» Sturtevant 1904 года часто считают первой настоящей автоматической коробкой передач. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}^{[ не удалось пройти проверку ]} Первой серийной автоматической коробкой передач является четырехступенчатая гидравлическая автоматическая коробка передач General Motors Hydramatic , представленная в 1939 году.

Автоматические коробки передач также встречаются в некоторых тяжелых коммерческих автомобилях, особенно в тех, которые подвергаются интенсивным остановкам и запускам, таких как автобусы и машины для сбора мусора .

Распространенность

Транспортные средства с двигателями внутреннего сгорания, в отличие от электромобилей, требуют, чтобы двигатель работал в узком диапазоне скоростей вращения, а для привода колес в широком диапазоне скоростей требуется коробка передач с ручным или автоматическим управлением.

Во всем мире 43% новых автомобилей, выпущенных в 2015 году, имели механическую коробку передач, а к 2020 году этот показатель упадет до 37%. ^{[ 3 ]} Автоматические коробки передач уже давно распространены в Соединенных Штатах, но стали распространяться в Европе гораздо позже. В Европе в 1997 году только 10–12% автомобилей имели автоматическую коробку передач. ^{[ 4 ]}

В 1957 году более 80% новых автомобилей в США имели автоматические коробки передач. ^{[ 3 ]} Автоматические коробки передач входят в стандартную комплектацию больших автомобилей как минимум с 1974 года. ^{[ 5 ]} К 2020 году только 2,4% новых автомобилей имели механическую коробку передач. ^{[ 6 ]} Исторически автоматические коробки передач были менее эффективны, но более низкие цены на топливо в США сделали эту проблему меньшей проблемой, чем в Европе. ^{[ 7 ]}

В Соединенном Королевстве с 2020 года большинство новых автомобилей имеют автоматические коробки передач. Некоторые производители, включая Mercedes и Volvo, больше не продают автомобили с механической коробкой передач. Растущая распространенность автоматических трансмиссий объясняется увеличением количества электрических и гибридных автомобилей, а также простотой их интеграции с системами безопасности, такими как автономное экстренное торможение . ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}

Эффективность

КПД (выходная мощность в процентах от входной) обычных автоматических трансмиссий колеблется от 86 до 94%. Механические трансмиссии более экономичны, чем все автоматические трансмиссии, кроме новейших, из-за изначально низких паразитных потерь, обычно около 4%, а также из-за того, что они дешевле в изготовлении, легче, лучше работают и имеют более простую механическую конструкцию. Однако у механических коробок передач есть тот недостаток, что водителю приходится включать сцепление и переключать передачу всякий раз, когда это необходимо. Экономия топлива, конечно, ухудшается при снижении эффективности. ^{[ 10 ]} Реальные испытания, проведенные в 2022 году, показали, что при обычном вождении механическая коробка передач обеспечивает на 2–5 % большую экономию топлива, чем автоматическая, а при опытном водителе эта цифра увеличивается до 20 %. Некоторые лабораторные тесты показывают автоматику в лучшем свете благодаря тестам с использованием предписанной схемы переключения передач для механических коробок передач, которая не всегда оптимизирована с точки зрения экономии. Однако в длительных поездках по шоссе механическая коробка передач требует поддержания очень определенной крейсерской скорости для оптимизации экономичности, поэтому автоматическая коробка передач предпочтительнее. ^{[ 11 ]}

Гидравлическая автоматическая коробка передач

Дизайн

Наиболее распространенной конструкцией автоматических трансмиссий является гидроавтомат, в котором обычно используются планетарные передачи, приводимые в действие гидравликой. ^{[ 12 ]}^{[ 13 ]} Трансмиссия соединена с двигателем через гидротрансформатор (или гидромуфту до 1960-х годов) вместо фрикционной муфты , используемой в большинстве механических трансмиссий . ^{[ 14 ]}

Комплекты передач и механизм переключения

В гидравлической автоматической трансмиссии используются планетарные передачи вместо конструкции механической трансмиссии, в которой шестерни расположены вдоль входного, выходного и промежуточного валов. Для переключения передач гидроавтомат использует комбинацию внутренних фрикционов, фрикционных лент или тормозных пакетов. Эти устройства используются для блокировки определенных передач, тем самым устанавливая, какое передаточное число используется в данный момент. ^{[ 15 ]}

Пружинная муфта (устройство, похожее на храповой механизм, которое может вращаться на свободном ходу и передавать крутящий момент только в одном направлении) часто используется для обычного переключения передач. Преимущество зубчатой муфты заключается в том, что она устраняет необходимость определения времени одновременного выключения/включения сцепления на двух планетарных передачах, просто «принимая» на себя нагрузку трансмиссии при срабатывании и автоматически отпуская, когда зубчатая муфта следующей передачи принимает на себя передачу крутящего момента.

Фрикционные ленты часто используются для переключения передач вручную (например, пониженного диапазона или заднего хода) и действуют по окружности планетарного барабана. Ленты не применяются при выборе диапазона привода/повышающей передачи, вместо этого крутящий момент передается пружинными муфтами.

Гидравлическое управление

Вышеупомянутые фрикционные ленты и муфты управляются с помощью жидкости для автоматических трансмиссий (ATF), давление в которой создается насосом, а затем направляется в соответствующие ленты/муфты для получения необходимого передаточного числа. ^{[ 14 ]}^{[ 15 ]} ATF обеспечивает смазку, защиту от коррозии и гидравлическую среду для передачи мощности, необходимой для работы трансмиссии. ATF, изготовленная из нефти с различными добавками и добавками, является одной из немногих частей автоматической коробки передач, которая требует регулярного обслуживания по мере старения автомобиля.

Главный насос , создающий давление в ATF, обычно представляет собой шестеренный насос, установленный между гидротрансформатором и планетарной передачей. Вход главного насоса соединен с корпусом гидротрансформатора, который, в свою очередь, прикреплен болтами к гибкой пластине двигателя, поэтому насос обеспечивает давление при каждом работающем двигателе. Недостатком этой схемы является отсутствие давления масла для работы трансмиссии, когда двигатель не работает, поэтому невозможно запустить автомобиль с автоматической коробкой передач без заднего насоса (за исключением нескольких автоматических систем, построенных до 1970 года, который также включал задний насос для буксировки и запуска с толкателя). Давление ATF регулируется регулятором, соединенным с выходным валом, который изменяет давление в зависимости от скорости автомобиля.

Корпус клапана внутри трансмиссии отвечает за направление гидравлического давления на соответствующие ленты и сцепления. Он получает жидкость под давлением от главного насоса и состоит из нескольких подпружиненных клапанов, обратных шариков и сервопоршней . В старых автоматических трансмиссиях клапаны используют давление насоса и давление центробежного регулятора на выходной стороне (а также другие входные данные, такие как положение дроссельной заслонки или блокировку водителем более высоких передач) для управления выбором передаточного числа. Когда автомобиль и двигатель меняют скорость, разница между давлениями меняется, в результате чего открываются и закрываются разные наборы клапанов. В более поздних автоматических трансмиссиях клапаны управляются соленоидами . ^{[ 15 ]} Эти соленоиды управляются компьютером, при этом выбор передачи определяется специальным блоком управления коробкой передач (TCU), а иногда эта функция интегрирована в блок управления двигателем (ECU). В современных конструкциях центробежный регулятор заменен электронным датчиком скорости, который используется в качестве входных данных для TCU или ECU. Современные трансмиссии также учитывают величину нагрузки на двигатель в любой момент времени, которая определяется либо положением дроссельной заслонки , либо величиной вакуума во впускном коллекторе. ^{[ 15 ]}

Множество деталей, а также сложная конструкция гидроблока изначально сделали гидравлические автоматические трансмиссии намного более дорогими и трудоемкими в изготовлении и ремонте, чем механические трансмиссии; однако массовое производство и развитие с течением времени сократили этот разрыв в стоимости.

Чтобы преобразовать крутящий момент

Для обеспечения сцепления и развязки двигателя в современной автоматической коробке передач вместо фрикциона, используемого в механической коробке передач, используется гидротрансформатор. ^{[ 14 ]}^{[ 16 ]}

История

1904–1939: предшественники гидравлического автомата.

«Коробку передач для безлошадной повозки» Sturtevant 1904 года часто считают первой автоматической коробкой передач для автомобилей. ^{[ 17 ]}^{[ 18 ]} Эта трансмиссия, разработанная в Бостоне в США, имела два передних передаточных числа и грузики с приводом от двигателя, которые контролировали выбор передачи. ^{[ нужна ссылка ]} При более высоких оборотах двигателя включалась повышенная передача. Когда автомобиль замедлялся и частота вращения двигателя снижалась, коробка передач снова переключалась на пониженную передачу. Однако трансмиссия была склонна к внезапному выходу из строя из-за того, что трансмиссия не могла выдерживать нагрузки, возникающие при резком переключении передач.

Использование планетарных передач стало значительным шагом вперед на пути к современной автоматической коробке передач. Одной из первых трансмиссий, в которой использовалась эта конструкция, была механическая коробка передач, установленная на автомобиле Wilson-Pilcher 1901–1904 годов . ^{[ 19 ]} Эта трансмиссия была построена в Великобритании и использовала две эпициклические шестерни для обеспечения четырех передаточных чисел. Для старта с места использовалось ножное сцепление, выбор передач осуществлялся с помощью ручного рычага, использовались косозубые шестерни (для снижения шума), а шестерни имели конструкцию с постоянным зацеплением. Планетарная передача также использовалась в автомобиле Ford Model T 1908 года , который оснащался двухступенчатой механической коробкой передач (без косозубых шестерен).

Первый патент на автоматическую коробку передач был выдан канадскому изобретателю Альфреду Хорнеру Манро из Реджины в 1923 году. ^{[ 20 ]} Будучи инженером-паровиком, Манро разработал свое устройство для использования сжатого воздуха, а не гидравлической жидкости , поэтому ему не хватало мощности, и оно так и не нашло коммерческого применения. ^{[ 21 ]}

В 1923 году в США был утвержден патент, описывающий работу трансмиссии, в которой было исключено ручное переключение передач и ручное управление сцеплением. Этот патент был представлен Генри Р. Хоффманом из Чикаго и назывался « Автоматическое переключение передач и контроль скорости» . В патенте работа такой трансмиссии описывалась как «…имеющая ряд муфт, расположенных между валом двигателя и валом дифференциала, в которых муфты устроены так, чтобы выборочно включать и приводить в движение вал дифференциала в зависимости от скорости, с которой Вал дифференциала вращается». Однако прошло более десяти лет, прежде чем автоматические трансмиссии стали производиться в значительных количествах. Тем временем некоторые европейские и британские производители будут использовать коробки передач с преселектором - разновидность механической коробки передач, которая устраняет зависимость от навыков водителя для достижения плавного переключения передач.

Первая автоматическая коробка передач, использующая гидравлическую жидкость, была разработана в 1932 году двумя бразильскими инженерами Хосе Брасом Арарипе и Фернандо Лели Лемосом. ^{[ 22 ]}^{[ 2 ]}

Эволюция в сторону массового производства автоматических трансмиссий продолжилась с появлением REO Motor Car Company Self-Shifter 1933–1935 годов. полуавтоматической трансмиссии ^{[ 23 ]} который автоматически переключался между двумя передними передачами в режиме «Вперед» (или между двумя более короткими передаточными числами в режиме «Аварийно-низкий»). Во время обычного вождения по-прежнему требовалось участие водителя, поскольку при трогании с места водитель должен был использовать педаль сцепления. ^{[ 24 ]} За этим последовала в 1937 году Oldsmobile автоматическая безопасная трансмиссия . Аналогично REO Self-Shifter , автоматическая безопасная трансмиссия автоматически переключалась между двумя передаточными числами, доступными в «низком» и «высоком» диапазонах, а для трогания с места требовалась педаль сцепления. В нем использовалась планетарная передача. ^{[ 25 ]}^{[ 26 ]}^{[ 27 ]} Chrysler Fluid Drive , представленный в 1939 году, был дополнительным дополнением к механическим трансмиссиям, в котором была добавлена гидромуфта (аналог гидротрансформатора, но без увеличения крутящего момента), чтобы избежать необходимости использовать ручное сцепление. ^{[ 28 ]}^{[ 29 ]}

1939–1964: Ранняя гидравлическая автоматика.

General Motors Hydra-Matic стала первой автоматической коробкой передач массового производства после ее появления в 1939 году (модель 1940 года). Доступная в качестве опции для таких автомобилей, как Oldsmobile Series 60 и Cadillac Sixty Special , система Hydra-Matic сочетала гидромуфту с тремя планетарными передачами с гидравлическим управлением для обеспечения четырех скоростей переднего хода и заднего хода. Трансмиссия была чувствительна к положению дроссельной заслонки двигателя и скорости движения, обеспечивая полностью автоматическое переключение вверх и вниз, которое менялось в зависимости от условий эксплуатации. Особенности Hydra-Matic включали широкий диапазон передаточных чисел (обеспечивающий как хорошее ускорение на первой передаче, так и плавное движение на низких оборотах двигателя на высшей передаче), а также гидромуфту, передающую только часть крутящего момента двигателя на двух верхних передачах (увеличение расхода топлива). экономия на этих передачах, аналогичная гидротрансформатору с блокировкой ). Использование Hydra-Matic распространилось на другие бренды General Motors, а затем и на других производителей, начиная с 1948 года, включая Hudson , Lincoln. , Kaiser , Nash , Holden (Австралия), а также Rolls-Royce и Bentley, лицензирующие производство в Великобритании и обеспечивающие трансмиссию Jensen Motors , Armstrong Siddeley и другим британским производителям. ^{[ 30 ]} Во время Второй мировой войны Hydra-Matic использовался в некоторых военных машинах.

Первой автоматической коробкой передач, в которой использовался гидротрансформатор (вместо гидромуфты), была Buick Dynaflow , представленная в 1948 модельном году. При обычном вождении Dynaflow использовал только высшую передачу, полагаясь на увеличение крутящего момента гидротрансформатора на более низких скоростях. За Dynaflow последовал Packard Ultramatic в середине 1949 года и Chevrolet Powerglide 1950 модельного года. Каждая из этих трансмиссий имела только две скорости движения вперед, причем для дополнительного увеличения крутящего момента использовался преобразователь. В начале 1950-х годов компания BorgWarner разработала серию трехступенчатых гидротрансформаторных автоматов для таких производителей автомобилей, как American Motors, Ford и Studebaker. Компания Chrysler опоздала с разработкой своей собственной настоящей автоматической коробки передач, представив двухскоростной гидротрансформатор PowerFlite в 1953 году и трехступенчатый TorqueFlite в 1956 году. Последний был первым, кто использовал составную планетарную передачу Simpson.

В 1956 году компания General Motors Hydra-Matic (в которой все еще использовалась гидромуфта) была модернизирована с использованием двух гидромуфт для обеспечения более плавного переключения передач. Эта трансмиссия получила название Controlled Coupling Hydra-Matic , или трансмиссия Jetaway. Оригинальный Hydra-Matic производился в GM до середины 1960-х годов, а лицензированная автоматическая коробка передач Rolls-Royce использовалась до 1978 года на Rolls-Royce Phantom VI . В 1964 году General Motors выпустила новую трансмиссию Turbo Hydramatic — трехступенчатую коробку передач, в которой использовался гидротрансформатор. Turbo Hydramatic был одним из первых, кто имел базовый выбор передач ( парковка , задний ход , нейтраль , привод , пониженная передача ), которые стали стандартным выбором передач, используемым в течение нескольких десятилетий.

1965 – настоящее время: увеличенное количество передаточных чисел и электроника.

К концу 1960-х годов большая часть двухступенчатых и четырехступенчатых трансмиссий с жидкостной муфтой исчезла в пользу трехступенчатых агрегатов с гидротрансформаторами. Также примерно в это же время китовый жир . из жидкости автоматической коробки передач был удален ^{[ 31 ]} В 1980-е годы все большее распространение получили автоматические коробки передач с четырьмя передаточными числами. ^{[ 32 ]} и многие из них были оснащены гидротрансформаторами с блокировкой для повышения экономии топлива.

Для управления трансмиссией стала чаще использоваться электроника , заменившая механические методы управления, такие как подпружиненные клапаны в корпусе клапана. В большинстве систем используются соленоиды , которые управляются либо блоком управления двигателем , либо отдельным блоком управления коробкой передач . Это позволяет более точно контролировать точки переключения, качество переключения, сокращать время переключения и осуществлять ручное управление.

Первой пятиступенчатой автоматической коробкой передач стала трансмиссия ZF 5HP18 , дебютировавшая в 1991 году на различных BMW моделях . Первой шестиступенчатой автоматической коробкой передач стала коробка передач ZF 6HP26 , дебютировавшая в 2002 году на BMW 7 серии (E65) . Первым семиступенчатым автоматом стала трансмиссия Mercedes-Benz 7G-Tronic , дебютировавшая годом позже. В 2007 году первой восьмиступенчатой коробкой передач, поступившей в производство, стала трансмиссия Toyota AA80E . Первыми девяти- и десятиступенчатыми трансмиссиями были трансмиссия ZF 9HP 2013 года и Toyota Direct Shift-10A 2017 года (используемая в Lexus LC ) соответственно.

Переключатели передач

Селектор передач – это вход, с помощью которого водитель выбирает режим работы автоматической коробки передач. ^{[ 33 ]} Традиционно селектор передач расположен между двумя передними сиденьями или на рулевой колонке, однако с 1980-х годов также время от времени использовались электронные поворотные переключатели и кнопки, а также кнопки, использовавшиеся в 1950-х и 1960-х годах компанией Rambler ( автомобиль) , Edsel и, самое известное, Chrysler . В некоторых автомобилях использовался рычаг на приборной панели, например, в автомобилях Chrysler Corporation 1955 года и, в частности, в Corvair.

Позиции P–R–N–D–L

В большинстве автомобилей используется схема селектора передач «P–R–N–D–L», которая состоит из следующих положений: ^{[ 34 ]}

Парковка ( P ): В этом положении трансмиссия отключается от двигателя (как и в нейтральном положении), а парковочная защелка механически блокирует выходной вал трансмиссии. Это предотвращает вращение ведущих колес и предотвращает движение автомобиля. Использование ручного тормоза ( стояночного тормоза ) рекомендуется также при парковке на уклонах, так как это обеспечивает большую защиту от движения автомобиля. Парковочное положение отсутствует на автобусах/тракторах, которые вместо этого должны быть переведены в нейтральное положение с включенными пневматическими стояночными тормозами. до 1960 года Некоторые ранние автоматические системы для легковых автомобилей, такие как автомобили Chrysler и Corvair Powerglide , не имели функции парковки . Эти автомобили заводились на нейтральной передаче и требовали от водителя задействовать стояночный тормоз при парковке.
Положение парковки обычно включает в себя функцию блокировки (например, кнопку на боковой стороне селектора передач или требование нажатия педали тормоза), которая предотвращает случайное переключение трансмиссии из парковочного положения в другое положение селектора передач. Многие автомобили также предотвращают запуск двигателя, когда селектор находится в любом положении, кроме парковочного или нейтрального (часто в сочетании с требованием нажатия педали тормоза).
Задний ход ( R ): в этом положении включается передача заднего хода, поэтому автомобиль движется назад. ^{[ 35 ]} Он также управляет огнями заднего хода, а на некоторых автомобилях может активировать другие функции, включая датчики парковки , камеры заднего вида и звуковые сигналы заднего хода (для предупреждения пешеходов).
Некоторые современные трансмиссии имеют механизм, который предотвращает переключение в положение заднего хода при движении автомобиля вперед, часто с использованием переключателя на педали тормоза или электронных органов управления трансмиссией, которые контролируют скорость автомобиля.
Нейтральное положение ( N ): в этом положении трансмиссия отключается от двигателя, что позволяет автомобилю двигаться независимо от скорости двигателя. Длительное движение автомобиля на нейтральной передаче с выключенным двигателем на значительных скоростях («выбег») может привести к повреждению некоторых автоматических трансмиссий, поскольку смазочный насос часто получает питание от входной стороны трансмиссии и поэтому не работает, когда трансмиссия находится в нейтральном положении. . Автомобиль можно завести как в нейтральном положении, так и в стоянке .
Движение ( D ): Это положение является нормальным режимом движения вперед. Это позволяет трансмиссии задействовать весь диапазон доступных передаточных чисел переднего хода.
Низкий ( L ): Это положение, требуемое законодательством США, обеспечивает торможение двигателем на крутых склонах. Это также обеспечивает более низкое передаточное число для трогания с места при большой нагрузке.

Некоторые автоматические трансмиссии, особенно General Motors , с 1940 по 1964 год использовали компоновку с реверсом в качестве нижнего положения (например, P-N-D-L-R). ^{[ 36 ]}^{[ не удалось пройти проверку ]} Однако такая компоновка грозила водителю случайно переключиться на задний ход во время движения автомобиля вперед (особенно при торможении двигателем ). ^{[ нужна ссылка ]}

Другие положения и режимы

Многие трансмиссии также включают положения, позволяющие ограничить выбор передачи только низшими передачами и включить моторный тормоз . Эти положения часто обозначаются буквами «L» (низкая передача), «S» (вторая передача) или номером высшей передачи, используемой в этом положении (например, 3, 2 или 1). Если эти положения задействованы в тот момент, когда это может привести к чрезмерной частоте вращения двигателя, многие современные трансмиссии игнорируют положение селектора и остаются на более высокой передаче.

В порядке убывания высшей доступной передачи:

3 : Ограничивает трансмиссию тремя низшими передаточными числами. В 4-ступенчатой автоматической коробке передач это часто используется для предотвращения переключения автомобиля на повышенную передачу . В некоторых автомобилях ^{[ который? ]} положение, обозначенное «D», выполняет эту функцию, а другое положение, обозначенное «OD» или заключенное в коробку «[D]», позволяет использовать все передачи.
2 (также обозначается буквой «S»): ограничивает трансмиссию двумя самыми низкими передаточными числами. В некоторых автомобилях он также используется для ускорения с места на 2-й передаче вместо 1-й в ситуациях с пониженным сцеплением с дорогой (например, на снегу или гравии). Эту функцию иногда называют «зимним режимом» и обозначают буквой «W».
1 (также обозначается буквой «L»): ограничивает трансмиссию только 1-й передачей, также известной как «низкая передача». Это полезно, когда на колесах требуется большой крутящий момент (например, при ускорении на крутом подъеме); однако использование на более высоких скоростях может привести к работе двигателя на чрезмерных оборотах, что может привести к перегреву или повреждению.

Многие современные трансмиссии включают режимы, позволяющие регулировать логику переключения передач в зависимости от мощности или экономии топлива . В режимах «Спорт» (также называемых «Мощность» или «Производительность») переключение передач происходит на более высоких оборотах двигателя, что обеспечивает более высокое ускорение. В режимах «Экономичный» (также называемый «Эко» или «Комфорт») переключение передач происходит на более низких оборотах двигателя, чтобы снизить расход топлива.

Ручное управление

С 1990-х годов системы, позволяющие вручную запрашивать конкретную передачу или повышать/понижать передачу, стали более распространенными. Эти механические трансмиссии предлагают водителю больший контроль над выбором передачи, чем традиционные режимы, ограничивающие трансмиссию низшими передачами.

Использование ручных функций обычно осуществляется либо с помощью подрулевых переключателей, расположенных рядом с рулевой колонкой, либо с помощью кнопок «+» и «-» на селекторе передач. Некоторые автомобили предлагают водителям оба метода запроса ручного выбора передачи.

Бесступенчатая трансмиссия (CVT)

( CVT Бесступенчатая трансмиссия ) может плавно переключаться в непрерывном (бесконечном) диапазоне передаточных чисел по сравнению с другими автоматическими трансмиссиями, которые обеспечивают ограниченное количество передаточных чисел с фиксированными шагами. Гибкость вариатора с подходящим управлением может позволить двигателю работать с постоянной угловой скоростью, в то время как транспортное средство движется с переменной скоростью.

Вариаторы используются в автомобилях , тракторах , UTV , мотороллерах , снегоходах и землеройной технике .

В наиболее распространенном типе вариатора используются два шкива, соединенные ремнем или цепью , однако применяются и несколько других конструкций.

Коробка передач с двойным сцеплением (DCT)

Трансмиссия с двойным сцеплением (DCT, иногда называемая трансмиссией с двойным сцеплением или трансмиссией с двойным сцеплением ) использует два отдельных сцепления для нечетных и четных наборов передач . ^{[ 37 ]} Конструкция часто похожа на две отдельные механические коробки передач , в которых соответствующие сцепления находятся в одном корпусе и работают как один блок. ^{[ 38 ]}^{[ 39 ]} В большинстве легковых и грузовых автомобилей DCT функционирует как автоматическая коробка передач, не требуя вмешательства водителя для переключения передач.

Первым DCT, запущенным в производство, была автоматическая коробка передач Easidrive, установленная на Hillman Minx автомобиле среднего размера 1961 года. За этим последовали различные восточноевропейские тракторы в 1970-х годах (с ручным управлением с помощью одной педали сцепления), а затем гоночный автомобиль Porsche 962 C в 1985 году. Первый DCT современной эпохи был использован в Volkswagen Golf R32 2003 года . С конца 2000-х годов DCT получают все большее распространение и вытесняют гидравлические автоматические трансмиссии в различных моделях автомобилей.

Автоматизированная механическая коробка передач (АМТ)

Автоматизированная механическая коробка передач (АМТ) , иногда называемая механической коробкой передач без сцепления , представляет собой тип многоступенчатой автомобильной трансмиссии , которая во многом основана на механической конструкции обычной механической коробки передач и автоматизирует либо систему сцепления, либо переключение передач, либо систему сцепления. или то и другое одновременно, что требует частичного участия или участия водителя или вообще не требует его участия. ^{[ 10 ]}^{[ 40 ]}^{[ 41 ]}^{[ 42 ]}

Более ранние версии этих трансмиссий, которые являются полуавтоматическими в работе, такие как Autostick управляют только сцепления системой , автоматически и используют различные формы приведения в действие (обычно через привод или сервопривод ) для автоматизации сцепления, но все же требуют участия водителя и полный контроль для ручного переключения передач вручную. Современные версии этих систем, работающие полностью автоматически, такие как Selespeed и Easytronic , не требуют участия водителя при переключении передач или работе сцепления. Полуавтоматические версии требуют лишь частичного участия водителя (т. е. водитель должен переключать передачи вручную), в то время как полностью автоматические версии вообще не требуют ручного вмешательства водителя ( TCU или ECU автоматически управляет как системой сцепления, так и переключением передач).

Современные автоматизированные механические трансмиссии (АМТ) берут свое начало в старых механических трансмиссиях без сцепления, которые начали появляться на автомобилях массового производства в начале 1930-х и 1940-х годов, до появления гидравлических автоматических трансмиссий. Эти системы были разработаны для уменьшения количества использования сцепления или рычага переключения передач, необходимого водителю. ^{[ 43 ]} Эти устройства были предназначены для уменьшения сложности эксплуатации обычных несинхронизированных механических коробок передач («аварийных коробок передач»), которые обычно использовались в то время, особенно при движении с остановкой и стартом. Ранний образец этой трансмиссии был представлен на Hudson Commodore в 1942 году и назывался Drive-Master . Этот агрегат представлял собой раннюю полуавтоматическую коробку передач , основанную на конструкции обычной механической коробки передач, в которой использовалась сервоуправлением система сцепления с вакуумная и тремя различными режимами переключения передач одним нажатием кнопки; ручное переключение передач и ручное управление сцеплением (полностью ручное), ручное переключение с автоматическим управлением сцеплением (полуавтоматическое) и автоматическое переключение передач с автоматическим управлением сцеплением (полностью автоматическое). ^{[ 44 ]}^{[ 45 ]}^{[ 46 ]} Еще один ранний пример этой системы трансмиссии был представлен в Citroën DS 1955 года , в котором использовалась 4-ступенчатая коробка передач BVH . В этой полуавтоматической трансмиссии использовалось автоматизированное сцепление, приводившееся в действие при помощи гидравлики . В выборе передачи также использовалась гидравлика , однако передаточное число должно выбираться водителем вручную. эту систему прозвали Citro-Matic. В США

Первые современные AMT были представлены BMW и Ferrari в 1997 году с трансмиссиями SMG и F1 соответственно. ^{[ 47 ]}^{[ 48 ]}^{[ 49 ]} В обеих системах использовались гидравлические приводы и электрические соленоиды , а также специальный блок управления трансмиссией (TCU) для сцепления и переключения передач, а также подрулевые лепестки переключения передач, если водитель хотел переключать передачи вручную.

Современные полностью автоматические коробки передач AMT, такие как Selespeed и Easytronic , в настоящее время в значительной степени вытеснены и заменены все более распространенной конструкцией коробки передач с двойным сцеплением .

См. также

Ссылки

^ «Автоматические коробки передач – краткая история» . АвтосервисЭксперт . 2003. Архивировано из оригинала 18 апреля 2020 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Hearst Autos Research (13 апреля 2020 г.). «Что такое автомобиль с автоматической коробкой передач?» . Автомобиль и водитель . Архивировано из оригинала 17 апреля 2020 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б «Доля рынка типов трансмиссий в мире, 2025 г.» .
^ «Журнал Gears – Тенденции в области автоматизации в Европе: рост количества автоматических трансмиссий» .
^ «Хронология автомобильной промышленности» .
^ «Индекс переключения передач: люди в Америке все еще водят автомобили с рычагом переключения передач?» . Кармакс . Проверено 4 апреля 2023 г.
^ «Почему автомобили с автоматической коробкой передач так популярны в Соединенных Штатах?» . 4 ноября 2022 г.
^ Гриффитс, Хьюго (19 октября 2022 г.). «Автоматика для людей: менее трети новых автомобилей можно заказать с механической коробкой передач [в Великобритании]» . карвау.
^ Гроуз, Томас К. (9 июня 2021 г.). «Великобританские автомобилисты переключают передачу на автоматические автомобили» . Новости США и мировой отчет . Проверено 4 апреля 2023 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б «5: Трансмиссии» . Стоимость, эффективность и внедрение технологий экономии топлива для легковых автомобилей . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. 28 сентября 2015 г. doi : 10.17226/21744 . ISBN 978-0-309-37388-3 .
^ Тамайо, Ники (30 мая 2022 г.). «Сместили ли автоматические коробки передач с трона механических коробок передач как королей экономии топлива?» . Топгир Филиппины.
^ «Как работают автоматические коробки передач» . www.howstuffworks.com . 29 ноября 2000 г. Проверено 22 ноября 2020 г.
^ «Что делает автоматические коробки передач автоматическими» . Популярная механика . Журналы Hearst: 169–173. Февраль 1955 года . Проверено 22 ноября 2020 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с «Как работает АТ?» . AW Северная Каролина . Архивировано из оригинала 6 октября 2014 года . Проверено 6 октября 2014 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Офрия, Чарльз. «Краткий курс по автоматическим трансмиссиям» . CarParts.com . Джей Си Уитни. Архивировано из оригинала 6 октября 2014 года . Проверено 6 октября 2014 г.
^ Трейси, Дэвид. «Вот как работает автоматическая коробка передач» . Ялопник . Гоукер Медиа . Проверено 6 октября 2014 г.
^ «Американский автомобиль 1861–1929 годов, глава 2» . www.earlyamericanautomobiles.com . Архивировано из оригинала 22 февраля 2020 года . Проверено 1 ноября 2020 г.
^ «Плюсы и минусы автоматических коробок передач» . www.stevesimports.com . 30 сентября 2019 года . Проверено 1 ноября 2020 г.
^ «Бензиновые автомобили Уилсона-Пилчера». Автомобильный журнал . 16 апреля 1904 г., стр. 463–468, также стр. 492–496 и стр. 519–521.
^ Правительство Канады (15 июня 2015 г.). «Канадская патентная база данных» . www.brevets-patents.ic.gc.ca . Проверено 22 ноября 2020 г.
^ Уорвик, Алан (9 апреля 2013 г.). «Кто изобрел автоматическую коробку передач» . Северо-Западные передачи . Проверено 11 октября 2014 г.
^ «10 лучших автомобильных изобретений всех времен» . Дайджест изобретателей . 30 августа 2019 г. Проверено 29 марта 2021 г.
^ «6 худших автоматических коробок передач всех времен» . www.hagerty.com . 8 августа 2019 года . Проверено 9 августа 2020 г.
^ «Как работают автомобили Reo» . 15 июня 2007 года . Проверено 24 октября 2017 г.
^ «Автоматическая безопасная коробка передач Oldsmobile приводится в действие коротким рычагом, расположенным на рулевой колонке» . www.nypl.org . Проверено 9 августа 2020 г.
^ «Нет сцепления! Не надо переключать передачи!» . www.autonews.com . 18 августа 1997 года . Проверено 9 августа 2020 г.
^ «Как работают автомобили Oldsmobile» . www.howstuffworks.com . 20 июня 2007 г. Архивировано из оригинала 20 сентября 2020 г. . Проверено 9 августа 2020 г.
^ «Преобразователь крутящего момента Fluid Drive» . www.allpar.com . Проверено 3 ноября 2020 г. .
^ «Видео: Введение в Chrysler Fluid Drive» . www.macsmotorcitygarage.com . 24 октября 2017 года . Проверено 3 ноября 2020 г. .
^ «Не называйте это Hydra-Matic: автоматическая коробка передач Rolls-Royce и Bentley <съела мотор» . 4 сентября 2022 г.
^ «Почти сгорел» . www.machinerylubrication.com . Архивировано из оригинала 27 сентября 2007 года.
^ «Патент США 5370589» . www.patft.uspto.gov . Архивировано из оригинала 14 мая 2013 года.
^ Томас В. Берч (2012). Автоматические коробки передач и коробки передач . Река Аппер-Седл, Нью-Джерси: Pearson Education. ISBN 9780132622271 .
^ «Стандарт № 102. Последовательность положений переключения передач» . Свод федеральных правил . Раздел 49 § 571.102 . Проверено 16 августа 2023 г.
^ «Задняя передача» . Merriam-webster.com . Проверено 24 июня 2018 г.
^ Кензи, Джим (12 ноября 2016 г.). «PRNDL — зачем с этим связываться?» . Торонто Стар . Проверено 16 августа 2023 г.
^ «Силовой агрегат — трансмиссия: переключение мощности на коробку передач» (PDF) . АМС . Неофициальный сайт BMW.com. Сентябрь – октябрь 2003 г. Архивировано (PDF) из оригинала 17 июля 2011 г. . Проверено 31 октября 2009 г.
^ «Автоматические коробки передач с двойным сцеплением готовы отвоевать долю у традиционных трансмиссий благодаря сочетанию эффективности и удобства» (PDF) . AEI-online.org . DCTfacts.com. Июнь 2009 г. Архивировано из оригинала (PDF) 7 октября 2011 г. . Проверено 31 октября 2009 г.
^ «Порше Доппелькупплунг (ПДК)» . Porsche.com. Архивировано из оригинала 5 декабря 2008 года . Проверено 31 октября 2009 г.
^ Юлун, Лей; Хуа, Тянь (11 апреля 2005 г.). «Исследование по точному управлению зацеплением электрогидравлического привода сцепления» . www.sae.org . Серия технических документов SAE. 1 . дои : 10.4271/2005-01-1787 . Проверено 26 июля 2020 г. .
^ «Активация коробки передач» (PDF) . www.fte-automotive.com . Архивировано из оригинала (PDF) 3 ноября 2022 года . Проверено 26 июля 2020 г. .
^ «Механическая трансмиссия против автоматической: сдвиг, о котором нужно знать | Блог RepairSmith» . 6 мая 2020 г.
^ Исследования, Hearst Autos (13 апреля 2020 г.). «Как работает автоматическая коробка передач?» . Автомобиль и водитель .
^ «Гудзон 1942 года | HowStuffWorks» . Архивировано из оригинала 12 августа 2020 г. Проверено 25 ноября 2020 г.
^ «Информация об обслуживании Hudson Drive-Master» (PDF) . Детройт, Мичиган: Hudson Motor Car Company. Архивировано (PDF) из оригинала 19 марта 2016 г. Проверено 9 июля 2021 г.
^ «Коммодор Хадсона 1950 года | HowStuffWorks» . Архивировано из оригинала 23 октября 2020 г. Проверено 25 ноября 2020 г.
^ «Набираем обороты» . журнал.ferrari.com .
^ «FERRARI ВЫПУСКАЕТ КОРОБКУ ПЕРЕДАЧ В СТИЛЕ F1 ДЛЯ F355» . Автомобильные новости Европы . 4 августа 1997 г.
^ «МАГНЕТИ МАРЕЛЛИ: ТРАНСМИССИЯ ИЗ Ф1» . Автомобильные новости Европы . 9 июня 1997 г.

[1] «Автоматические коробки передач – краткая история» . АвтосервисЭксперт . 2003. Архивировано из оригинала 18 апреля 2020 г.

[hearst-2] Перейти обратно: ^а ^б Hearst Autos Research (13 апреля 2020 г.). «Что такое автомобиль с автоматической коробкой передач?» . Автомобиль и водитель . Архивировано из оригинала 17 апреля 2020 г.

[Statista-3] Перейти обратно: ^а ^б «Доля рынка типов трансмиссий в мире, 2025 г.» .

[4] «Журнал Gears – Тенденции в области автоматизации в Европе: рост количества автоматических трансмиссий» .

[5] «Хронология автомобильной промышленности» .

[6] «Индекс переключения передач: люди в Америке все еще водят автомобили с рычагом переключения передач?» . Кармакс . Проверено 4 апреля 2023 г.

[7] «Почему автомобили с автоматической коробкой передач так популярны в Соединенных Штатах?» . 4 ноября 2022 г.

[8] Гриффитс, Хьюго (19 октября 2022 г.). «Автоматика для людей: менее трети новых автомобилей можно заказать с механической коробкой передач [в Великобритании]» . карвау.

[9] Гроуз, Томас К. (9 июня 2021 г.). «Великобританские автомобилисты переключают передачу на автоматические автомобили» . Новости США и мировой отчет . Проверено 4 апреля 2023 г.

[NAP-10] Перейти обратно: ^а ^б «5: Трансмиссии» . Стоимость, эффективность и внедрение технологий экономии топлива для легковых автомобилей . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. 28 сентября 2015 г. doi : 10.17226/21744 . ISBN 978-0-309-37388-3 .

[11] Тамайо, Ники (30 мая 2022 г.). «Сместили ли автоматические коробки передач с трона механических коробок передач как королей экономии топлива?» . Топгир Филиппины.

[12] «Как работают автоматические коробки передач» . www.howstuffworks.com . 29 ноября 2000 г. Проверено 22 ноября 2020 г.

[13] «Что делает автоматические коробки передач автоматическими» . Популярная механика . Журналы Hearst: 169–173. Февраль 1955 года . Проверено 22 ноября 2020 г.

[awnc-14] Перейти обратно: ^а ^б ^с «Как работает АТ?» . AW Северная Каролина . Архивировано из оригинала 6 октября 2014 года . Проверено 6 октября 2014 г.

[ofria-15] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Офрия, Чарльз. «Краткий курс по автоматическим трансмиссиям» . CarParts.com . Джей Си Уитни. Архивировано из оригинала 6 октября 2014 года . Проверено 6 октября 2014 г.

[tracy-16] Трейси, Дэвид. «Вот как работает автоматическая коробка передач» . Ялопник . Гоукер Медиа . Проверено 6 октября 2014 г.

[17] «Американский автомобиль 1861–1929 годов, глава 2» . www.earlyamericanautomobiles.com . Архивировано из оригинала 22 февраля 2020 года . Проверено 1 ноября 2020 г.

[18] «Плюсы и минусы автоматических коробок передач» . www.stevesimports.com . 30 сентября 2019 года . Проверено 1 ноября 2020 г.

[Automotor-19] «Бензиновые автомобили Уилсона-Пилчера». Автомобильный журнал . 16 апреля 1904 г., стр. 463–468, также стр. 492–496 и стр. 519–521.

[20] Правительство Канады (15 июня 2015 г.). «Канадская патентная база данных» . www.brevets-patents.ic.gc.ca . Проверено 22 ноября 2020 г.

[21] Уорвик, Алан (9 апреля 2013 г.). «Кто изобрел автоматическую коробку передач» . Северо-Западные передачи . Проверено 11 октября 2014 г.

[22] «10 лучших автомобильных изобретений всех времен» . Дайджест изобретателей . 30 августа 2019 г. Проверено 29 марта 2021 г.

[hagerty.com-23] «6 худших автоматических коробок передач всех времен» . www.hagerty.com . 8 августа 2019 года . Проверено 9 августа 2020 г.

[24] «Как работают автомобили Reo» . 15 июня 2007 года . Проверено 24 октября 2017 г.

[25] «Автоматическая безопасная коробка передач Oldsmobile приводится в действие коротким рычагом, расположенным на рулевой колонке» . www.nypl.org . Проверено 9 августа 2020 г.

[26] «Нет сцепления! Не надо переключать передачи!» . www.autonews.com . 18 августа 1997 года . Проверено 9 августа 2020 г.

[27] «Как работают автомобили Oldsmobile» . www.howstuffworks.com . 20 июня 2007 г. Архивировано из оригинала 20 сентября 2020 г. . Проверено 9 августа 2020 г.

[28] «Преобразователь крутящего момента Fluid Drive» . www.allpar.com . Проверено 3 ноября 2020 г. .

[29] «Видео: Введение в Chrysler Fluid Drive» . www.macsmotorcitygarage.com . 24 октября 2017 года . Проверено 3 ноября 2020 г. .

[30] «Не называйте это Hydra-Matic: автоматическая коробка передач Rolls-Royce и Bentley <съела мотор» . 4 сентября 2022 г.

[31] «Почти сгорел» . www.machinerylubrication.com . Архивировано из оригинала 27 сентября 2007 года.

[32] «Патент США 5370589» . www.patft.uspto.gov . Архивировано из оригинала 14 мая 2013 года.

[33] Томас В. Берч (2012). Автоматические коробки передач и коробки передач . Река Аппер-Седл, Нью-Джерси: Pearson Education. ISBN 9780132622271 .

[34] «Стандарт № 102. Последовательность положений переключения передач» . Свод федеральных правил . Раздел 49 § 571.102 . Проверено 16 августа 2023 г.

[35] «Задняя передача» . Merriam-webster.com . Проверено 24 июня 2018 г.

[36] Кензи, Джим (12 ноября 2016 г.). «PRNDL — зачем с этим связываться?» . Торонто Стар . Проверено 16 августа 2023 г.

[AMS-37] «Силовой агрегат — трансмиссия: переключение мощности на коробку передач» (PDF) . АМС . Неофициальный сайт BMW.com. Сентябрь – октябрь 2003 г. Архивировано (PDF) из оригинала 17 июля 2011 г. . Проверено 31 октября 2009 г.

[AEI-38] «Автоматические коробки передач с двойным сцеплением готовы отвоевать долю у традиционных трансмиссий благодаря сочетанию эффективности и удобства» (PDF) . AEI-online.org . DCTfacts.com. Июнь 2009 г. Архивировано из оригинала (PDF) 7 октября 2011 г. . Проверено 31 октября 2009 г.

[PorschePDK_Glossary-39] «Порше Доппелькупплунг (ПДК)» . Porsche.com. Архивировано из оригинала 5 декабря 2008 года . Проверено 31 октября 2009 г.

[40] Юлун, Лей; Хуа, Тянь (11 апреля 2005 г.). «Исследование по точному управлению зацеплением электрогидравлического привода сцепления» . www.sae.org . Серия технических документов SAE. 1 . дои : 10.4271/2005-01-1787 . Проверено 26 июля 2020 г. .

[41] «Активация коробки передач» (PDF) . www.fte-automotive.com . Архивировано из оригинала (PDF) 3 ноября 2022 года . Проверено 26 июля 2020 г. .

[42] «Механическая трансмиссия против автоматической: сдвиг, о котором нужно знать | Блог RepairSmith» . 6 мая 2020 г.

[43] Исследования, Hearst Autos (13 апреля 2020 г.). «Как работает автоматическая коробка передач?» . Автомобиль и водитель .

[44] «Гудзон 1942 года | HowStuffWorks» . Архивировано из оригинала 12 августа 2020 г. Проверено 25 ноября 2020 г.

[45] «Информация об обслуживании Hudson Drive-Master» (PDF) . Детройт, Мичиган: Hudson Motor Car Company. Архивировано (PDF) из оригинала 19 марта 2016 г. Проверено 9 июля 2021 г.

[46] «Коммодор Хадсона 1950 года | HowStuffWorks» . Архивировано из оригинала 23 октября 2020 г. Проверено 25 ноября 2020 г.

[47] «Набираем обороты» . журнал.ferrari.com .

[48] «FERRARI ВЫПУСКАЕТ КОРОБКУ ПЕРЕДАЧ В СТИЛЕ F1 ДЛЯ F355» . Автомобильные новости Европы . 4 августа 1997 г.

[49] «МАГНЕТИ МАРЕЛЛИ: ТРАНСМИССИЯ ИЗ Ф1» . Автомобильные новости Европы . 9 июня 1997 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]

[ 26 ]

[ 27 ]

[ 28 ]

[ 29 ]

[ 30 ]

[ 31 ]

[ 32 ]

[ 33 ]

[ 34 ]

[ 35 ]

[ 36 ]

[ 37 ]

[ 38 ]

[ 39 ]

[ 40 ]

[ 41 ]

[ 42 ]

[ 43 ]

[ 44 ]

[ 45 ]

[ 46 ]

[ 47 ]

[ 48 ]

[ 49 ]

v т и Силовой агрегат
Входит в «Автомобиль» . серию
Автомобильный двигатель	Дизельный двигатель Электрический Топливный элемент Гибрид ( подключаемый гибрид ) Двигатель внутреннего сгорания Бензиновый двигатель Паровой двигатель
Передача инфекции	Автоматическая коробка передач Цепной привод Прямой привод Схватить Шарнир равных скоростей Бесступенчатая трансмиссия Муфта Дифференциал Коробка передач прямого переключения Приводной вал Трансмиссия с двойным сцеплением Ведущее колесо Автоматизированная механическая коробка передач Электрореологическая муфта Эпициклическая передача Гидравлическая муфта Фрикционный привод Переключение передач страдал от кашля Гочкис драйв Дифференциал повышенного трения Блокировка дифференциала Механическая коробка передач Мануматик Парковочная защелка Парковка по проводу Преселектор коробки передач Полуавтоматическая коробка передач Переключение по проводам Чтобы преобразовать крутящий момент Трансмиссия Раздаточная коробка Блок управления коробкой передач Универсальный шарнир
Колеса и шины	Ступица колеса в сборе Колесо Рим Литые диски Колпак Шина Внедорожный Гоночный слик Радиальный Дождь Ран-флэт Снег Запасной Бескамерный
Гибридный	Электродвигатель Трансмиссия гибридного автомобиля Электрический генератор Генератор
Портал Категория