1. اصول اساسی هیدرولیک

سیستم کنترل هیدرولیک نقش بسیار مهمی در عملکرد صحیح گیربکس های اتوماتیک دارد. بدون سیستم هیدرولیک، نه انتقال نیرو و نه کنترل گیربکس اتوماتیک امکان پذیر نیست. مایع کار روانکاری، تعویض دنده، خنک کننده و اتصال گیربکس به موتور را فراهم می کند. با غیبت سیال کارهیچ یک از این توابع انجام نخواهد شد. بنابراین، قبل از مطالعه دقیق عملکرد کلاچ ها و ترمزهای یک گیربکس اتوماتیک، لازم است که مفاد اساسی هیدرولیک را تشریح کنیم.

"اهرم" هیدرولیک (قانون پاسکال)

در اوایل قرن هفدهم، پاسکال دانشمند فرانسوی قانون اهرم هیدرولیک را کشف کرد. او از طریق تحقیقات آزمایشگاهی دریافت که نیرو و حرکت را می توان از طریق مایع فشرده منتقل کرد. مطالعات بیشتر توسط پاسکال با استفاده از وزن ها و پیستون های مناطق مختلف نشان داد که سیستم های هیدرولیک را می توان به عنوان تقویت کننده استفاده کرد و روابط بین نیروها و جابجایی ها در یک سیستم هیدرولیک مشابه روابط بین نیروها و جابجایی ها در یک سیستم مکانیکی اهرمی است.

قانون پاسکال می گوید:

"فشار روی سطح مایع، ناشی از نیروهای خارجی، توسط مایع به طور مساوی در همه جهات منتقل می شود." در سیلندر سمت راست (شکل 6-1)، فشاری متناسب با مساحت پیستون و نیروی اعمال شده ایجاد می شود. اگر نیرویی 100 کیلوگرمی به پیستون وارد شود و مساحت آن 10 سانتی متر مربع باشد، فشار ایجاد شده برابر با 100 کیلوگرم / 10 سانتی متر مربع = 10 کیلوگرم بر سانتی متر مربع خواهد بود. صرف نظر از شکل و اندازه سیستم، فشار سیال به طور مساوی توزیع می شود. به عبارت دیگر فشار سیال در تمام نقاط یکسان است.

طبیعتاً اگر مایع فشرده نشود، فشار ایجاد نخواهد شد. به عنوان مثال، این می تواند ناشی از نشت آب بند پیستون باشد. بنابراین آب بندی پیستون نقش مهمی در عملکرد صحیح سیستم هیدرولیک دارد.

لازم به ذکر است که با ایجاد فشار 10 کیلوگرم بر سانتی متر مربع، می توان وزنه ای 100 کیلوگرمی را با اعمال نیروی تنها 10 کیلوگرمی به پیستون دیگر (با قطر کمتر) جابجا کرد. قانون فوق بسیار مهم است، زیرا هنگام کنترل کلاچ اصطکاکی و ترمز استفاده می شود.

1.2. عناصر اساسی سیستم های کنترل اتوماتیک هیدرولیک

اجازه دهید اکنون اصول عملکرد عناصر تشکیل دهنده بخش هیدرولیک سیستم کنترل انتقال اتوماتیک را در نظر بگیریم.

اجازه دهید نحوه شکل گیری، تنظیم و تغییر فشارهای مختلف مورد استفاده در سیستم کنترل گیربکس های اتوماتیک، هدف و اصول عملکرد سایر سوپاپ ها، تعامل آنها در هنگام تعویض دنده را در نظر بگیریم. علاوه بر این، نحوه کنترل کیفیت سوئیچینگ نشان داده خواهد شد. در پایان، ما اصول عملکرد سیستم روانکاری، خنک کننده ATF و کنترل کلاچ قفل مبدل گشتاور را در نظر خواهیم گرفت.

جریان سیال به گیربکس اتوماتیک توسط پمپی ایجاد می شود که در جلوی محفظه جعبه دنده بین مبدل گشتاور و گیربکس قرار دارد. به طور معمول، پمپ به طور مستقیم توسط موتور از طریق محفظه مبدل و آستین محرک هدایت می شود (شکل 6-3). وظیفه اصلی پمپ این است که بدون توجه به حالت کار موتور، جریان مداوم ATF را برای تمام سیستم های سرویس شده ارائه دهد.

برای کنترل گیربکس، ATF از پمپ از طریق سیستم سوپاپ به محرک های ترمز و کلاچ های قفل کننده تامین می شود. همه اینها با هم، سیستم هیدرولیک کنترل گیربکس اتوماتیک نامیده می شود. عناصر سیستم هیدرولیک شامل پمپ ها، سیلندرهای هیدرولیک، بوسترها، پیستون ها، نازل ها، آکومولاتورها و شیرها می باشد.

در فرآیند توسعه، سیستم هیدرولیک عمدتاً از نظر عملکردهایی که انجام می دهد، دستخوش تغییرات قابل توجهی شده است. در ابتدا، او مسئول تمام فرآیندهایی بود که در گیربکس اتوماتیک در حین حرکت خودرو اتفاق می افتاد. او تمام فشارهای لازم را ایجاد کرد، لحظات تعویض دنده را تعیین کرد، مسئول کیفیت تعویض و غیره بود. با این حال، از زمان ظهور واحدهای کنترل الکترونیکی بر روی خودروها، سیستم هیدرولیک برخی از عملکردهای خود را در کنترل گیربکس اتوماتیک از دست داده است. در حال حاضر اکثر عملکردهای کنترلی گیربکس اتوماتیک به واحد کنترل الکترونیکی منتقل می شود و سیستم هیدرولیک فقط به عنوان محرک استفاده می شود.

قبل از شروع به مطالعه اصول قسمت هیدرولیک سیستم کنترل، با اصول عملکرد پرکاربردترین عناصر هیدرولیک در آن آشنا می شویم.

سیستم های هیدرولیک گیربکس اتوماتیک از این نظر مشابه هستند که همه آنها از اجزای یکسانی تشکیل شده اند. حتی در مدرن ترین گیربکس اتوماتیک با واحد کنترل الکترونیکی، از یک سیستم هیدرولیک استفاده می شود که در ترکیب عناصر با یک گیربکس اتوماتیک با یک سیستم کنترل صرفاً هیدرولیک تفاوت کمی دارد.

هر سیستم کنترل هیدرولیک یک گیربکس اتوماتیک را می توان به عنوان سیستمی متشکل از یک مخزن (پالت)، یک پمپ، سوپاپ ها، کانال های اتصال (خطوط) و دستگاه هایی که انرژی هیدرولیک را به انرژی مکانیکی (درایو هیدرولیک) تبدیل می کند، ساده کرد (شکل 6-). 2).

1.2.1. مخزن برایATF

برای عملکرد عادی سیستم هیدرولیک، لازم است که سطح مشخصی از ATF به طور مداوم در مخزن باشد. عملکرد مخزن در گیربکس های اتوماتیک اتومبیل های سواری، به عنوان یک قاعده، توسط پالت یا جعبه انتقال انجام می شود.

سامپ از طریق لوله ATF یا هواکش به اتمسفر متصل می شود. اتصال به اتمسفر برای عملکرد صحیح پمپ و آب بند ضروری است. در حین کار ، پمپ در خط مکش خلاء ایجاد می کند ، در نتیجه ATF از سامپ تحت تأثیر فشار اتمسفر از طریق فیلتر به خط مکش پمپ جریان می یابد.

اگر نقش مخزن ATF توسط یک تشت ایفا شود، یک آهنربای دائمی در داخل آن قرار می گیرد (گاهی اوقات در داخل پریز تخلیه است) تا محصولات فرسوده آهن را به دام بیندازد.

1.2.2. پمپ

ایجاد جریان مداوم سیال و همچنین فشار در سیستم هیدرولیک گیربکس اتوماتیک با استفاده از پمپ انجام می شود. البته توجه داشته باشید که پمپ مستقیماً فشار ایجاد نمی کند. فشار تنها در صورت وجود مقاومت در برابر جریان سیال در سیستم هیدرولیک ایجاد می شود. در ابتدا، ATF آزادانه سیستم کنترل گیربکس اتوماتیک را پر می کند. تنها پس از پر شدن کامل در سیستم هیدرولیک، به دلیل وجود کانال های بن بست، فشار شروع به شکل گیری می کند.

به طور معمول، پمپ ها بین مبدل و جعبه دنده قرار می گیرند و از طریق محفظه مبدل و آستین محرک (شکل 6-3) مستقیماً از میل لنگ موتور هدایت می شوند. بنابراین، اگر موتور روشن نباشد، پمپ نمی تواند فشاری را در سیستم هیدرولیک کنترل گیربکس اتوماتیک ایجاد کند.

در حال حاضر انواع پمپ های زیر در گیربکس های با گیربکس اتوماتیک استفاده می شود:

دنده؛

تروکوئید؛

لوپاستنی.

اصل عملکرد پمپ های دنده ای و تروکوئیدی بسیار مشابه است. این پمپ ها به عنوان پمپ های جابجایی ثابت طبقه بندی می شوند. برای یک دور چرخش میل لنگ موتور، بدون توجه به حالت کار موتور و نیازهای سیستم هیدرولیک، حجم ثابتی از سیال را به سیستم هیدرولیک می رسانند. بنابراین هر چه دور موتور بیشتر باشد مقدار ATF در واحد زمان بیشتر وارد سیستم هیدرولیک کنترل گیربکس اتوماتیک می شود و بالعکس هر چه دور موتور کمتر باشد حجم ATF در واحد زمان کمتر وارد سیستم هیدرولیک می شود. بنابراین، حالت عملکرد چنین پمپ هایی به هیچ وجه نیازهای خود سیستم کنترل را به مقدار ATF مورد نیاز برای کنترل سوئیچینگ، تقویت مبدل گشتاور و غیره در نظر نمی گیرد. در نتیجه، در صورت تقاضای کم برای ATF، بیشتر سیال عرضه شده توسط پمپ به سیستم هیدرولیک از طریق تنظیم کننده فشار به داخل سامپ تخلیه می شود که منجر به تلفات غیر ضروری قدرت موتور و کاهش سوخت و عملکرد اقتصادی وسیله نقلیه اما در عین حال پمپ های دنده ای و تروکوئیدی طراحی نسبتاً ساده ای دارند و در عملکرد قابل اعتماد هستند.

پمپ های پره ای به شما این امکان را می دهند که بسته به حالت عملکرد سیستم کنترل گیربکس اتوماتیک، مقدار ATF عرضه شده توسط پمپ را به سیستم هیدرولیک در هر دور موتور تنظیم کنید. بنابراین هنگام راه اندازی موتور، زمانی که لازم است تمام کانال ها و عناصر سیستم هیدرولیک با مایع گیربکس پر شود یا در هنگام تعویض دنده، زمانی که سیلندر یا بوستر هیدرولیک با مایع پر می شود، سیستم کنترل پمپ حداکثر عملکرد آن را تضمین می کند. با حرکت یکنواخت بدون تعویض دنده، زمانی که ATF فقط برای تغذیه مبدل گشتاور، روغن کاری و جبران نشتی مصرف می شود، عملکرد پمپ دارای حداقل مقدار است.

پمپ دنده ای

یک پمپ دنده ای شامل دو چرخ دنده است که در یک محفظه نصب شده اند (شکل 6-4). دو نوع پمپ دنده ای وجود دارد: با چرخ دنده خارجی و داخلی چرخ دنده. گیربکس های اتوماتیک معمولا از پمپ های دنده داخلی استفاده می کنند. چرخ دنده محرک یک چرخ دنده داخلی است که همانطور که گفته شد مستقیماً از میل لنگ موتور به حرکت در می آید. عملکرد پمپ مشابه عملکرد است انتقال دندهبا دنده داخلی اما بر خلاف یک قطار دنده ساده، یک تقسیم کننده در پمپ نصب شده است (شکل 6-4) که از نظر شکل بسیار شبیه به هلال ماه است. هدف از تقسیم کننده جلوگیری از نشت مایع از ناحیه تخلیه است.

هنگامی که دندان ها از درگیری خارج می شوند، حجم بین دندانه های چرخ ها افزایش می یابد که منجر به پیدایش ناحیه خلاء در این محل می شود، بنابراین خط مکش پمپ به این محل متصل می شود. از آنجایی که فشار در ناحیه خلاء کمتر از فشار اتمسفر است، ATF از تشت به داخل خط مکش پمپ رانده می شود.

در محلی که دندانه های چرخ دنده ها شروع به تماس می کنند، فضای بین دندانه ها شروع به کاهش می کند که منطقه ای با افزایش فشار ایجاد می کند، بنابراین یک خروجی در این مکان قرار دارد که به خط فشار پمپ متصل می شود. .

پمپ تروکوئید

اصل کار پمپ تروکوئید دقیقاً مشابه پمپ دنده ای است، اما به جای دندانه ها، روتورهای داخلی و خارجی دارای بادامک هایی با مشخصات خاص هستند (شکل 6-5). بادامک ها به گونه ای پروفیل شده اند که نیازی به نصب تقسیم کننده نیست که بدون آن پمپ های دنده ای با دنده داخلی چرخ های دنده کار نمی کنند.

روتور داخلی که عنصر محرکه است، روتور بیرونی را با بادامک می چرخاند. محفظه پمپاژ بین بادامک ها و حفره های روتورها تشکیل می شود. با چرخش بادامک ها از فرورفتگی ها خارج می شوند و محفظه بزرگ می شود و در نتیجه یک ناحیه خلاء ایجاد می شود. متعاقبا، بادامک های روتور بیرونی و داخلی دوباره در تماس هستند و به تدریج حجم محفظه را کاهش می دهند. در نتیجه، مایع با فشار وارد خط تخلیه می شود (شکل 6-5).

پمپ پره ای

یک پمپ پره ای معمولی از یک روتور، پره ها و محفظه تشکیل شده است (شکل 6-6). روتور دارای شیارهای شعاعی است که در آن پره های پمپ نصب می شوند. هنگامی که روتور می چرخد، تیغه ها می توانند آزادانه در شکاف های آن بلغزند.

روتور توسط موتور از طریق محفظه مبدل به حرکت در می آید. چرخش روتور باعث می شود که نیروی گریز از مرکز بر روی تیغه ها وارد شود که آنها را بر روی سطح استوانه ای محفظه فشار می دهد. بنابراین، یک محفظه پمپاژ بین تیغه ها تشکیل می شود.

روتور در یک سوراخ استوانه ای از محفظه پمپ با مقداری خارج از مرکز قرار می گیرد، بنابراین قسمت پایینروتور به سطح استوانه‌ای محفظه پمپ نزدیک‌تر است (شکل 6-6)، و قسمت بالایی آن دورتر است. هنگامی که تیغه ها از ناحیه ای که روتور در نزدیکی محفظه پمپ قرار دارد خارج می شوند، خلاء در محفظه پمپاژ ایجاد می شود. در نتیجه، ATF از سامپ توسط فشار اتمسفر به داخل خط فشار رانده می شود. با چرخش بیشتر روتور، پس از عبور از نقطه حداکثر حذف روتور از سطح استوانه ای محفظه، محفظه پمپاژ شروع به کاهش می کند. فشار مایع موجود در آن افزایش می یابد و سپس ATF تحت فشار وارد خط فشار می شود.

بنابراین، هر چه خروج از مرکز روتور نسبت به سیلندر محفظه پمپ بیشتر باشد، عملکرد پمپ بالاتر است. بدیهی است که در حالت خروج از مرکز صفر، عملکرد پمپ نیز صفر خواهد بود.

گیربکس های اتوماتیک از نسخه های بهبود یافته پمپ های پره ای برای ارائه جابجایی متغیر در دور موتور ثابت استفاده می کنند. برخلاف پمپ پره ای با بهره وری ثابت، یک حلقه متحرک در محفظه پمپ نصب شده است که داخل آن یک روتور با پره ها قرار دارد (شکل 6-7).

حلقه متحرک دارای یک یاتاقان محوری است که نسبت به آن می تواند بچرخد و در نتیجه موقعیت خود را نسبت به روتور تغییر دهد. این شرایط امکان افزایش یا کاهش خروج از مرکز بین حلقه متحرک و روتور را فراهم می کند و بنابراین عملکرد پمپ را متناسب با آن تغییر می دهد.

در داخل روتور یک حلقه نگهدارنده تیغه ها وجود دارد که حرکت پره ها را به داخل روتور محدود می کند (شکل 6-7). علاوه بر این، در مواردی که سرعت روتور کم است و نیروی گریز از مرکز برای اطمینان از سفتی مناسب بین انتهای تیغه ها و سطح استوانه ای متحرک کافی نیست، اطمینان حاصل می کند که تیغه ها بر روی سطح استوانه ای حلقه متحرک فشرده می شوند. حلقه.

اگر موتور کار نمی کند، حلقه متحرک به دلیل عمل فنر برگشتی در موقعیت منتهی الیه سمت چپ قرار دارد (شکل 6-7a). در این موقعیت، خروج از مرکز بین حلقه متحرک و روتور در بیشترین مقدار خود است، که حداکثر عملکرد پمپ لازم برای تغذیه کل سیستم هیدرولیک با سیال انتقال در هنگام راه اندازی موتور را فراهم می کند.

هنگامی که موتور راه اندازی می شود، پمپ پره ای با جابجایی متغیر مانند یک پمپ پره ای ساده عمل می کند.

اکثر حالت‌های عملیاتی حرکت خودرو به حداکثر عملکرد پمپ نیاز ندارند، بنابراین منطقی است که مقدار ATF عرضه شده توسط پمپ به سیستم هیدرولیک گیربکس اتوماتیک در چنین حالت‌هایی کاهش یابد. برای این، معمولاً یک فشار کنترلی به فضای بین محفظه پمپ و حلقه متحرک اعمال می شود (شکل 6-7)، به طوری که نیروی فشار، حلقه متحرک را به سمت کاهش گریز از مرکز حرکت می دهد. کاهش خروج از مرکز بین حلقه متحرک و روتور منجر به کاهش عملکرد پمپ و در نتیجه کاهش توان مورد نیاز برای حرکت پمپ می شود. هنگامی که حلقه متحرک، هنگام چرخش نسبت به تکیه گاه محوری، در موقعیت منتهی به سمت راست قرار گیرد، پمپ حداقل عملکرد را خواهد داشت. در صورت کاهش فشار کنترل، حلقه متحرک تحت اثر فنر برگشتی شروع به حرکت در جهت مخالف می کند و در نتیجه خروج از مرکز و عملکرد پمپ افزایش می یابد.

در حین کار پمپ، همیشه نشتی رخ می دهد، بنابراین ATF می تواند در حفره ای که توسط حلقه متحرک و سمت راست محفظه پمپ تشکیل شده است، جمع شود. وجود ATF در این حفره می تواند منجر به ایجاد فشار شود که مانع حرکت حلقه متحرک خواهد شد. بنابراین این حفره به خط تخلیه متصل می شود تا ATF که در آنجا نشت کرده است به داخل تشت تخلیه شود و مانع حرکت حلقه متحرک نشود.

ظرفیت پمپ پره ای توسط تنظیم کننده فشار کنترل می شود (شکل 6-8)، که در حالی که وسیله نقلیه در حال حرکت است، بر این اساس فشار کنترل را تشکیل می دهد، در حالی که ظرفیت پمپ را تنظیم می کند.

1.2.3. دریچه ها

هر گیربکس اتوماتیک دارای یک جعبه سوپاپ است که در آن انواع سوپاپ ها قرار دارند که به عنوان بخشی از قسمت هیدرولیک سیستم کنترل عملکردهای مختلفی را انجام می دهند. تمام شیرهای متعدد را می توان با توجه به عملکردشان به دو گروه تقسیم کرد:

شیرهای تنظیم فشار؛

شیرهای کنترل جریان ATF

در سیستم های هیدرولیک، گیربکس های اتوماتیک با واحد کنترل الکترونیکی به طور فعال استفاده می شود شیرهای برقی(سلونوئیدها)، که به شما امکان می دهد با در نظر گرفتن شرایط مختلف عملکرد خودرو، کنترل های اصطکاکی را به دقت کنترل کنید. علاوه بر این، استفاده از شیر برقی طراحی جعبه سوپاپ را بسیار ساده می کند.

نحوه کار دریچه ها

بیشتر سوپاپ های مورد استفاده در سیستم های کنترل گیربکس اتوماتیک، دریچه های قرقره ای هستند و تا حدودی شبیه یک سیم پیچ هستند (شکل 6-9). دریچه حداقل دو تسمه دارد که با کمک آنها یک شیار حلقوی تشکیل می شود.

دریچه در داخل سوراخ بوشینگ حرکت می کند. در این مورد، تسمه ها با یک یا آن سوراخ در آستین سوپاپ همپوشانی دارند. فشار وارد بر انتهای شیر به همراه فنر موقعیت آن را نسبت به سوراخ ها تعیین می کند. در جعبه های سوپاپ گیربکس اتوماتیک می توانید گزینه های زیادی برای اجرای شیرهای قرقره ای پیدا کنید. برخی، آنهایی که ساده‌تر هستند، فقط یک شیار حلقوی دارند و فقط یک سوراخ کار می‌کنند، در حالی که شیرهای دیگر ممکن است چهار یا بیشتر شیار و سوراخ حلقوی داشته باشند. فنر اغلب فقط در یک انتهای شیر نصب می شود و در صورت عدم وجود فشار، شیر را به یکی از موقعیت های محدود کننده منتقل می کند.

انتهای فلنج های تشکیل دهنده شیارهای حلقوی همیشه قطر یکسانی ندارند. قطرهای مختلف سطوح انتهایی تسمه ها امکان تشکیل نیروهای وارد بر شیر را با مقادیر مختلف فراهم می کند، زیرا طبق قانون اساسی هیدرولیک، نیروی فشار وارد بر هر سطح به طور مستقیم با مساحت آن متناسب است. این سطح با کمربند با قطرهای مختلفهمچنین می توان موقعیت شیر ​​را نسبت به سوراخ ها کنترل کرد. در فشار مساوی، دریچه در جهت عمل نیرویی که در ناحیه بزرگتری ایجاد می شود حرکت می کند (شکل 6-10).

سوپاپ ها اغلب از فنرها برای تامین نیروی اضافی استفاده می کنند که جهت آن ممکن است با جهت نیروی کل فشار سیال روی انتهای شیر مطابقت داشته باشد یا نباشد (شکل 6-9). در بیشتر موارد، از فنرها برای تطبیق سوپاپ ها با ویژگی های خودرویی که گیربکس روی آن استفاده می شود، استفاده می شود. این امکان استفاده از یک گیربکس مشابه را در وسایل نقلیه مختلف فراهم می کند که هم از نظر وزن و هم از نظر قدرت موتور با یکدیگر متفاوت هستند. برای هر شیر، یک فنر با سختی و طول مشخص انتخاب می شود.

بیشتر فنرهای استفاده شده در منیفولد شیر یکسان قابل تعویض نیستند و بنابراین نمی توان آنها را با سایر شیرها استفاده کرد.

شیرهای تنظیم فشار

دریچه های کنترل فشار برای ایجاد فشار در سیستم هیدرولیک متناسب با یک یا آن پارامتر وضعیت خودرو (سرعت خودرو، زاویه باز شدن دریچه گاز و غیره) یا حفظ فشار در یک مقدار معین طراحی شده اند. دو نوع از این شیرها در گیربکس های اتوماتیک استفاده می شود: تنظیم کننده فشار و شیرهای تخلیه.

تنظیم کننده فشار چگونه کار می کند

تنظیم کننده فشار ترکیبی از شیر قرقره و فنر است. با انتخاب مناسب مشخصات فنر می توان میزان فشار ایجاد شده توسط این شیر را تنظیم کرد. اگر یک رگولاتور فشار بلافاصله بعد از پمپ در خط نصب شود، همانطور که در بالا ذکر شد، فشاری که ایجاد می کند فشار خط اصلی یا فشار کاری نامیده می شود.

اصل عملکرد تنظیم کننده فشار بسیار ساده است. یک فنر به یک سر شیر و فشار به طرف دیگر اعمال می شود (شکل 6-11).

V لحظه شروعسوپاپ در حالت منتهی الیه سمت چپ تحت تاثیر فنر قرار دارد. در این حالت ورودی را باز می کند و با شانه چپ خروجی را می بندد. هنگامی که مایع وارد شیر می شود، فشار در شیار حلقوی و در حفره دریچه سمت چپ شروع به ایجاد می کند که متناسب با مقدار فشار تولید شده و مساحت انتهای شیر، نیرویی در انتهای چپ شیر ایجاد می کند. شیر فلکه. به محض اینکه نیروی فشار به مقداری برسد که بتواند فنر را تغییر شکل دهد، شیر شروع به حرکت به سمت راست می کند و خروجی را باز می کند و ورودی را می بندد. در نتیجه، ATF وارد خروجی می شود و فشار در شیر شروع به کاهش می کند. نیروی فشار در انتهای چپ سوپاپ کاهش می یابد و دریچه تحت تأثیر فنر شروع به حرکت به سمت چپ می کند. خروجی بسته می شود و ورودی دوباره باز می شود. فشار در شیر دوباره افزایش می یابد و این روند دوباره تکرار می شود. نتیجه این عملکرد شیر یک فشار ثابت معین در خط خروجی خواهد بود. بزرگی این فشار در درجه اول با سفتی فنر تعیین می شود. هر چه فنر سفت تر باشد، فشار در خط خروجی بیشتر می شود.

در برخی از رگولاتورهای فشار، فشار اضافی از سمت فنر به سوپاپ وارد می شود، به عنوان مثال، متناسب با زاویه باز شدن سوپاپ دریچه گاز، که باعث می شود فشار خط اصلی در خروجی به دست آید که بستگی به موتور نیز دارد. حالت عملیاتی همچنین طرح های پیچیده تری برای تنظیم فشار در خط اصلی وجود دارد.

شیرهای برقی کنترل فشار (سلونوئید)

در سیستم های کنترلی با واحد کنترل الکترونیکی برای تنظیم فشار در خط اصلی از شیر برقی PWM یا به عبارت دیگر شیر برقی Duty Control استفاده می شود (شکل 6-12).

برای کنترل چنین شیر برقی، واحد الکترونیکی به طور مداوم سیگنال هایی با فرکانس مشخص ارسال می کند. این کنترل شامل تغییر زمان روشن بودن شیر برقی در رابطه با زمان خاموش بودن در فرکانس سیگنال ثابت است که بستگی به زاویه باز شدن دریچه گاز، سرعت خودرو و سایر پارامترها دارد. در این حالت، شیر برقی به طور مداوم در حالت چرخه ای "روشن" - "خاموش" است. این روش تنظیم فشار باعث می شود تا بسته به پارامترهای حرکت وسیله نقلیه، فشار در سیستم کنترل با دقت بسیار بالا شکل بگیرد.

دریچه اطمینان

هدف شیر اطمینان محافظت از خطی است که در آن نصب شده است از فشار بیش از حد. در صورتی که فشار از مقدار معینی تجاوز کند، نیروی فشاری که بر شیر وارد می‌شود، فنر آن را فشرده می‌کند و دریچه باز می‌شود، در حالی که خط لوله تخلیه را به تشتک متصل می‌کند (شکل 6-13). فشار خط و در نتیجه نیروی فشار به سرعت کاهش می یابد و فنر دوباره دریچه را می بندد.

عدم وجود سوپاپ اطمینان می تواند منجر به عواقب نامطلوبی مانند تخریب سیل، نشتی و غیره شود. بنابراین، در سیستم هیدرولیک کنترل گیربکس اتوماتیک، به عنوان یک قاعده، از چندین شیر اطمینان استفاده می شود.

شیرهای کمکی دو نوع هستند: پاپت (شکل 6-13) و توپی (شکل 6-14).

شیرهای کنترل سیال

شیرهای کنترل سیال یا شیرهای تعویض ATF را از یک پورت به پورت دیگر هدایت می کنند. این دریچه ها مسیرهای عبور خطوط مربوطه را باز یا بسته می کنند. انواع مختلفی از شیرهای تعویض دنده در گیربکس های اتوماتیک استفاده می شود.

شیرهای یک طرفه

این شیرها جریان سیال را در یک خط کنترل می کنند (شکل 6-15). شیر یک طرفه شباهت زیادی به شیر اطمینان دارد با این تفاوت که وقتی شیر باز می شود، ATF داخل سامپ نمی افتد، بلکه به نوعی خط می افتد. تا زمانی که فشار به مقدار مشخصی نرسد، فنر توپ را پشتیبانی می کند و بنابراین اجازه نمی دهد مایع در امتداد خطی که این شیر نصب شده است حرکت کند. در یک فشار معین، که با سفتی فنر نیز مشخص می شود، دریچه باز می شود و ATF وارد خط می شود (شکل 6-15a). حرکت مایع از طریق شیر تا زمانی که فشار کمتر از مقدار تعیین شده توسط فنر شود ادامه خواهد داشت. جریان معکوس از طریق شیر یک طرفه امکان پذیر نیست.

نوع دوم شیر یک طرفه، شیری است که در آن نیروی گرانش جایگزین نیروی فنر می شود. اصل کار چنین دریچه ای دقیقاً مانند شیر یک طرفه با فنر است با این تفاوت که نیروی گرانش خود توپ جایگزین نیروی فنر می شود.

شیرهای دو طرفه

شیر دو طرفه جریان سیال را در دو خط به طور همزمان کنترل می کند و جریان ATF را از خط ورودی سمت چپ یا خط ورودی سمت راست به سمت خط خروجی هدایت می کند (شکل 6-16).

هنگامی که مایع از خط ورودی سمت راست وارد می شود، توپ غلت می زند و در صندلی سمت چپ سوپاپ می نشیند، در نتیجه دسترسی مایع به خط ورودی سمت چپ را مسدود می کند (شکل 6-16a). ATF از خط ورودی سمت راست از طریق شیر به خط خروجی هدایت می شود. اگر مایع از طریق خط ورودی سمت چپ به شیر وارد شود، توپ خط ورودی سمت راست را می بندد (شکل 6-16b)، در نتیجه دسترسی ATF از خط ورودی سمت چپ به خط خروجی را فراهم می کند.

توپ های سوپاپ که جریان سیال را کنترل می کنند معمولاً از فولاد ساخته می شوند، اما برخی از گیربکس های اتوماتیک از توپ های ساخته شده از لاستیک، نایلون یا مواد کامپوزیت... گلوله های فولادی مقاومت بیشتری در برابر سایش دارند اما باعث ساییدگی بیشتر روی صندلی سوپاپ می شوند. توپ های ساخته شده از مواد دیگر سایش کمتری روی صندلی سوپاپ دارند اما به تنهایی سایش بیشتری دارند.

دریچه انتخاب حالت (کتابچه راهنمایشیر فلکه)

شیر انتخاب حالت (شکل 6-17) یکی از عناصر اصلی کنترل در سیستم هیدرولیک انتقال اتوماتیک است.

این سوپاپ به صورت مکانیکی به اهرم انتخاب حالت نصب شده در داخل خودرو متصل می شود. حرکت انتخابگر از طریق پیوند مکانیکی به دریچه انتخاب حالت منتقل می شود، که هر موقعیت آن با استفاده از مکانیسم خاصی ثابت می شود - یک شانه که با یک گیره فنری فشرده می شود (شکل 6-18).

وظیفه اصلی شیر انتخاب حالت توزیع جریان ATF به گونه ای است که مایع فقط برای آن دسته از دریچه های سوئیچینگ که برای درگیر کردن دنده های مجاز در این حالت استفاده می شوند، تامین شود. ATF به دریچه‌های تعویض، که در حالت انتخابی ممنوع هستند، عرضه نمی‌شود (شکل 6-19).

شیرهای مولد فشار کمکی

پارامترهای اصلی وضعیت خودرو، که بر اساس نسبت آن، لحظات تعویض دنده در گیربکس اتوماتیک تعیین می شود، سرعت خودرو و بار موتور است که با زاویه باز شدن دریچه گاز تعیین می شود. و چرخش های میل لنگ. در سیستم های کنترل صرفا هیدرولیک برای تعیین این دو پارامتر فشارهای مربوطه تشکیل می شود که برای آن از فشار خط اصلی استفاده می شود که به شیر مربوطه که در خروجی آن بسته به هدف شیر تامین می شود. ، یا فشاری متناسب با سرعت خودرو یا فشاری متناسب با درجه ایجاد می شود.باز کردن دریچه گاز.

برای به دست آوردن فشار بسته به بار موتور، از یک دریچه گاز استفاده می شود که اغلب در جعبه سوپاپ قرار دارد. کنترل این شیر می باشد مدل های مختلفگیربکس اتوماتیک به دو روش مختلف انجام می شود. روش اول از یک پیوند مکانیکی بین دریچه گاز موتور و دریچه گاز استفاده می کند. به عنوان یک اتصال مکانیکی می توان از کابل یا سیستمی از میله ها و اهرم ها استفاده کرد. در روش دوم از مدولاتور خلاء برای کنترل دریچه گاز استفاده می شود. مدولاتور توسط یک لوله به فضای دریچه گاز منیفولد ورودی موتور متصل می شود. درجه خلاء در منیفولد ورودی، پارامتر تنظیمی برای به دست آوردن فشار متناسب با میزان بار موتور است. هرچه بار موتور بیشتر باشد، فشاری که دریچه گاز را تشکیل می دهد بیشتر می شود. من اغلب فشار دریچه گاز را TV-pressure می نامم که از عبارت انگلیسی "فشار دریچه گاز" گرفته شده است.

برای به دست آوردن فشاری متناسب با سرعت خودرو، از تنظیم کننده های فشار با سرعت بالا استفاده می شود که اصل آن شبیه به یک تنظیم کننده گریز از مرکز است. تنظیم کننده فشار با سرعت بالا به صورت مکانیکی هدایت می شود و بسیار شبیه به سرعت سنج مکانیکی است. یک تنظیم کننده سرعت به طور معمول بر روی شفت خروجی گیربکس نصب می شود و به گونه ای طراحی شده است که با افزایش سرعت شفت خروجی گیربکس اتوماتیک، فشار تولید شده توسط تنظیم کننده سرعت نیز افزایش می یابد.

دریچه گاز و فشار تنظیم کننده سرعت به شیرهای تعویض اعمال می شود. نسبت این فشارها که روی انتهای سوپاپ‌های تعویض دنده تأثیر می‌گذارد، لحظه‌های تعویض دنده را در یک گیربکس اتوماتیک با یک سیستم کنترل کاملاً هیدرولیک تعیین می‌کند.

در گیربکس های مدرن با واحدهای کنترل الکترونیکی، نیاز به تشکیل فشار تلویزیون و فشار تنظیم کننده سرعت ناپدید شده است. اکنون از سنسورهای الکتریکی مناسب برای تشخیص موقعیت دریچه گاز موتور و سرعت خودرو استفاده می شود. سیگنال های این سنسورها وارد واحد کنترل الکترونیکی می شود که بر اساس آنالیز سیگنال های آنها و همچنین سیگنال تعدادی از سنسورهای دیگر، راه حل خاصی تولید شده و سیگنالی به شیر برقی مربوطه صادر می شود.

سوپاپ سوئیچ

شیرهای تعویض دنده برای کنترل تعویض دنده طراحی شده اند (شکل 6-20).

در سیستم های کنترل صرفاً هیدرولیک، زمان سوئیچینگ با نسبت فشار تلویزیون و فشار کنترل کننده سرعت تعیین می شود. بنابراین، فشار سوپاپ دریچه گاز به یک سر شیر و فشار تنظیم کننده سرعت به سر دیگر آن وارد می شود (شکل 6-20). بسته به نسبت این فشارها، شیر می تواند در موقعیت بسیار پایین (دنده خاموش) یا موقعیت فوق العاده بالایی (دنده روشن) باشد. با استفاده از فنری که در انتهای شیر از سمت تغذیه فشار تلویزیون عمل می کند، می توان لحظات روشن و خاموش کردن دنده را اصلاح کرد. علاوه بر این، یک فنر در غیاب فشار در سیستم هیدرولیک، شیر تعویض را در موقعیت مربوط به جدا شدن دنده نگه می دارد.

بیایید اصل عملکرد شیر سوئیچینگ را با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم. در لحظه اولیه، کل نیروی فنر و فشار سوپاپ دریچه گاز که در انتهای سمت راست شیر ​​عمل می کند، بیشتر از نیروی فشار تنظیم کننده سرعت است که به انتهای سمت چپ شیر اعمال می شود (شکل 6-21a). ). این شرایط موقعیت سمت چپ سوپاپ را تعیین می کند. در این حالت سوپاپ با شانه سمت راست خود سوراخ تامین فشار خط اصلی را می بندد و بنابراین اجازه عبور مایع از شیر و ورود به محرک هیدرولیک عنصر کنترل اصطکاک گیربکس اتوماتیک را نمی دهد.

به محض اینکه نیروی فشار تنظیم کننده سرعت در نتیجه افزایش سرعت خودرو از کل نیروی فنر و نیروی فشار دریچه گاز بیشتر شود، سوپاپ بلافاصله به سمت راست منتهی می شود (شکل 6-21 ب). در این حالت، خط اصلی از طریق شیر سوئیچینگ به خط تامین فشار به تقویت کننده عنصر کنترل اصطکاک متصل می شود که در نتیجه فرآیند تعویض دنده آغاز می شود.

1.2.4. جعبه شیر

اکثر سوپاپ ها در سیستم کنترل گیربکس اتوماتیک در جعبه سوپاپ قرار دارند (شکل 6-22). بدنه شیر اغلب از آلیاژ آلومینیوم ساخته می شود. جعبه سوپاپ به محفظه جعبه دنده اتوماتیک پیچ شده است.

بدنه شیر دارای کانال های عجیب و غریب متعددی است. برخی از این معابر دارای شیرهای توپی یک طرفه هستند. علاوه بر این، سطوح انتهایی دارای دهانه هایی برای قرار دادن چندین بخش دریچه هستند. اکثر ولو باکس ها از دو یا سه قسمت تشکیل شده اند که به یکدیگر پیچ می شوند و صفحات جداکننده (تقسیم کننده) با واشر بین آنها تعبیه می شود. برخی از کانال های سیستم هیدرولیک و گاهی برخی از سوپاپ ها در میل لنگ گیربکس اتوماتیک قرار دارند. صفحات جداکننده دارند تعداد زیادی ازسوراخ های مدرج (نازل) که از طریق آنها ارتباط بین بخشهای مختلفجعبه سوپاپ

1.2.5. خطوط هیدرولیک

پمپ ATF را از سامپ مکش می کند و سپس با عبور از تنظیم کننده فشار وارد جعبه شیر می شود. در جعبه سوپاپ، جریان سیال به درایوهای سروو مربوطه توزیع می شود که با کمک آنها کلاچ های اصطکاکی و ترمزها کنترل می شوند. علاوه بر این، بخشی از مایع تنظیم کننده فشار به سیستم کنترل کلاچ آرایش و قفل مبدل گشتاور وارد می شود. پس از مبدل گشتاور، ATF وارد سیستم خنک‌کننده می‌شود، سپس در سیستم روغن‌کاری گیربکس اتوماتیک استفاده می‌شود و دوباره وارد سامپ می‌شود.

برای اطمینان از گردش طبیعی ATF در مدار توصیف شده، از کانال های ویژه استفاده می شود. شفت ها همچنین دارای سوراخ هایی برای تامین ATF به تقویت کننده های کنترل های اصطکاکی و سطوح مالشی هستند تا از روانکاری آنها اطمینان حاصل شود.

1.2.6 سیلندر هیدرولیک

سیلندر هیدرولیک یک محرک برای سیستم کنترل گیربکس اتوماتیک است. این مکانیسم‌ها فشار سیال انتقال را به کار مکانیکی تبدیل می‌کنند و از این طریق اطمینان می‌دهند که کنترل‌های اصطکاکی درگیر و جدا می‌شوند.

فشار سیال نیرویی بر روی سطح پیستون سیلندر هیدرولیک ایجاد می کند که باعث حرکت پیستون می شود (شکل 6-24). مقدار این نیرو متناسب با مساحت پیستون و فشار وارد بر پیستون است.

اصطلاح سیلندر هیدرولیک به طور کلی به مکانیسم مورد استفاده برای فعال کردن ترمز نواری اشاره دارد (شکل 6-25a). هنگامی که نوبت به درگیر کردن ترمز دیسکی یا کلاچ قفل می شود، از اصطلاح "تقویت کننده" استفاده می شود (شکل 6-25b)، که فضای حلقویی است که ATF در آن عرضه می شود.

1.2.7. جت ها و اکومولاتورهای هیدرولیک

دومین وظیفه اصلی هر سیستم کنترل گیربکس اتوماتیک، پس از تعیین لحظه های تعویض دنده، اطمینان از کیفیت مورد نیاز خود تعویض ها است. به عبارت دیگر، سیستم کنترل گیربکس اتوماتیک باید تعویض ها را به گونه ای کنترل کند که از لغزش زیاد عناصر اصطکاکی جلوگیری کند، اما در عین حال آنها را خیلی سریع روشن نکند، در غیر این صورت مسافران در هنگام تعویض دنده احساس تکان می کنند. تمام این نکات مربوط به کیفیت تعویض دنده با میزان تغییر فشار در محرک های هیدرولیک عناصر کنترل اصطکاک گیربکس اتوماتیک تعیین می شود. اگر فشار هیدرولیک خیلی سریع افزایش یابد، در هنگام تعویض دنده تکانی احساس می شود. اگر فشار بیش از حد آهسته ایجاد شود، عناصر اصطکاک برای مدت طولانی لغزش می کنند، که در افزایش غیرقابل توجیه دور موتور منعکس می شود و علاوه بر این، بر دوام عناصر اصطکاکی تأثیر منفی می گذارد.

بنابراین، در سیستم کنترل هر گیربکس اتوماتیک، می توانید عناصری را پیدا کنید که مسئول کیفیت تعویض دنده هستند. این عناصر شامل جت ها و آکومولاتورها هستند که در حال حاضر در هر مدل گیربکس اتوماتیک بدون توجه به نوع سیستم کنترلی که روی آن استفاده می شود (صرفاً هیدرولیک یا الکترو هیدرولیک) استفاده می شود. اگر گیربکس اتوماتیک با استفاده از یک واحد کنترل الکترونیکی کنترل شود، خود واحد کنترل نیز مسئول کیفیت تعویض است که در هنگام تعویض دنده، فشار را در خط اصلی تغییر می دهد. علاوه بر این، در برخی از مدل های گیربکس اتوماتیک، از شیر برقی های مخصوص استفاده می شود که هدف آن اطمینان از کیفیت مورد نیاز تعویض دنده است.

جت ها

جت کاهش شدید موضعی در سطح مقطع کانال است (شکل 6-26). دهانه مقاومت اضافی در برابر حرکت سیال ایجاد می کند که به عنوان مثال امکان کاهش سرعت پر شدن سیلندر هیدرولیک یا تقویت کننده عنصر کنترل اصطکاک با سیال را فراهم می کند.

به دلیل تغییر شدید سطح مقطع کانال، مایع نمی تواند آزادانه از نازل عبور کند و به همین دلیل فشار افزایش یافته از سمت پمپ ایجاد می شود و فشار کمتری در پشت نازل ایجاد می شود. اگر بن بست پشت جت وجود نداشته باشد، یعنی. مایع می تواند آزادانه حرکت کند، سپس اختلاف فشار در کانال ایجاد می شود. اگر بعد از جت یک بن بست به شکل سیلندر هیدرولیک یا تقویت کننده المان کنترل اصطکاک وجود داشته باشد (شکل 6-27)، فشار دو طرف جت پس از مدت زمان معین به تدریج یکسان می شود.

جت ها در سیستم های هیدرولیک کنترل گیربکس اتوماتیک برای اطمینان از ایجاد فشار روان یا کنترل جریان سیال استفاده می شوند. به عنوان یک قاعده، نازل ها در جلوی سیلندر هیدرولیک یا تقویت کننده عناصر کنترل اصطکاک گیربکس اتوماتیک نصب می شوند، جایی که همراه با باتری های هیدرولیک، قانون افزایش فشار مورد نیاز را تشکیل می دهند. بنابراین، هنگامی که عنصر کنترل اصطکاک روشن می شود، جت ها نقش بسیار مهمی ایفا می کنند. با این حال، برای اینکه فرآیند تعویض دنده با کیفیت بالا(بدون تکان های محسوس خودرو و افزایش لغزش در عناصر کنترل اصطکاکی)، لازم است به سرعت فشار در محرک هیدرولیک عنصر کنترل خاموش شود. وجود نازل در کانال این اجازه را نمی دهد، بنابراین، در طرح های کنترل انتقال اتوماتیک، گاهی اوقات دو کانال به درایو هیدرولیک عرضه می شود (شکل 6-28).

یک نازل در یک کانال و یک شیر توپی تک اثر در کانال دوم نصب شده است. هنگامی که عنصر اصطکاک روشن می شود، فشار سیال تامین شده از خط اصلی، توپ را به نشیمنگاه سوپاپ فشار می دهد (شکل 6-28a). در نتیجه، مایع فقط از طریق نازل وارد درایو هیدرولیک می شود و تشکیل فشار طبق یک قانون از پیش تعیین شده اتفاق می افتد. اگر عنصر اصطکاک خاموش شود، درایو هیدرولیک به خط تخلیه متصل می شود، بنابراین فشار، توپی شیر یک طرفه را فشرده می کند (شکل 6-28b)، و مایع از طریق دو کانال به بیرون جریان می یابد، که به طور قابل توجهی افزایش می یابد. سرعت تخلیه آن

جت ها معمولاً در صفحه جداکننده جعبه سوپاپ قرار دارند و دهانه های کاملاً مشخصی با قطر معین هستند (شکل 6-29).

انباشته های آبی

آکومولاتور یک سیلندر معمولی با پیستون فنری است که به موازات سیلندر هیدرولیک یا تقویت کننده عنصر کنترل اصطکاک گیربکس اتوماتیک نصب می شود و وظیفه آن کاهش میزان افزایش فشار در درایو هیدرولیک است. در حال حاضر دو نوع آکومولاتور در حال استفاده وجود دارد: معمولی و دریچه ای.

در مورد استفاده از یک آکومولاتور معمولی (شکل 6-30)، فرآیند روشن کردن هر عنصر اصطکاکی را می توان به چهار مرحله تقسیم کرد (شکل 6-31):

مرحله پر کردن سیلندر یا تقویت کننده؛

مرحله حرکت پیستون؛

مرحله فعال سازی کنترل نشده عنصر اصطکاک؛

مرحله فعال سازی کنترل شده عنصر اصطکاکی.
پس از حرکت سوپاپ تعویض و اتصال اصلی

خط با کانالی برای تامین فشار به درایو هیدرولیک عنصر کنترل اصطکاک گیربکس اتوماتیک، مایع شروع به پر کردن سیلندر یا تقویت کننده می کند (مرحله پر کردن). در پایان این مرحله، پیستون محرک هیدرولیک تحت اثر فشار شروع به حرکت می کند، بنابراین فاصله ای در عنصر اصطکاک (مرحله حرکت پیستون) انتخاب می شود. هنگامی که پیستون بسته صفحه اصطکاکی را لمس می کند، پیستون می ایستد و شروع به فشرده سازی بسته صفحه اصطکاکی می کند. علاوه بر این، از آنجایی که حرکت پیستون متوقف شده است، فشار در سیلندر یا تقویت کننده هیدرولیک تقریباً فوراً به مقدار مشخصی تغییر می کند که با سفتی و میزان تغییر شکل اولیه فنر آکومولاتور تعیین می شود.

لازم به ذکر است که سفتی و تغییر شکل اولیه فنر به گونه ای انتخاب می شود که پیستون آکومولاتور در سه مرحله اول کارکرد ثابت بماند. پس از اینکه فشار در درایو هیدرولیک و بنابراین در آکومولاتور به مقداری رسید که در آن نیروی فشار روی پیستون آکومولاتور بتواند بر نیروی فنر غلبه کند، مرحله نهایی فعال سازی کنترل شده عنصر اصطکاکی آغاز می شود. حرکت پیستون آکومولاتور منجر به کاهش شدت افزایش فشار در درایو هیدرولیک می شود و در نتیجه عنصر اصطکاک به آرامی روشن می شود. در لحظه توقف پیستون آکومولاتور، فشار در سیلندر یا بوستر هیدرولیک باید برابر با فشار خط اصلی شود. این کار فعال شدن عنصر اصطکاک را کامل می کند.

به راحتی می توان نشان داد که هرچه سفتی یا تغییر شکل اولیه فنر آکومولاتور کمتر باشد، جهش فشار در مرحله سوم روشن کردن المنت کنترل اصطکاک کمتر و مرحله لغزش کنترل شده عنصر اصطکاکی کشش بیشتری دارد (شکل 6). -31a). برعکس، افزایش سفتی یا مقدار تغییر شکل اولیه فنر منجر به جهش فشار بیشتر در محرک هیدرولیک و کاهش زمان لغزش عنصر اصطکاکی می شود.

لازم به ذکر است که تغییر سفتی فنر در یک جهت یا جهت دیگر از مقدار اسمی منجر به بدتر شدن کیفیت درگیری عنصر اصطکاکی می شود. کاهش سفتی یا مقدار پیش تغییر شکل فنر باعث لغزش طولانی مدت بیش از حد عنصر اصطکاکی و در نتیجه سایش سریع آسترهای اصطکاکی می شود. با افزایش این دو پارامتر، فعال شدن عنصر اصطکاک باید با ضربه ای اتفاق بیفتد که به صورت تکان های ناخوشایندی توسط سرنشینان خودرو احساس خواهد شد.

بنابراین، کیفیت درگیری عنصر اصطکاکی با نحوه صحیح انتخاب سفتی و میزان تغییر شکل اولیه فنر انباشته تعیین می شود. با این حال، چنین دستگاه انباشته کننده آبی اجازه نمی دهد زمان فعال سازی عنصر اصطکاک را بسته به شدت فشار دادن پدال دریچه گاز توسط راننده تغییر دهد. همانطور که در بالا ذکر شد، اگر راننده آرام باشد و پدال دریچه گاز را تا آخر فشار ندهد، سیستم هیدرولیک باید تغییرات نرم و تقریبا نامحسوسی را ایجاد کند. اگر راننده شتاب با شتاب بالا را ترجیح می دهد، وظیفه اصلی سیستم کنترل در این مورد این است که تغییرات سریع را در زمان ارائه دهد و کیفیت تعویض را قربانی کند. و همه اینها باید توسط همان انباشته تامین شود. برای حل این مشکل از تکنیک بسیار ساده ای در گیربکس های اتوماتیک استفاده می شود. فشاری به نام فشار پشتیبان به پیستون آکومولاتور در سمت فنر اعمال می شود (شکل 6-32).

به عنوان یک قاعده، فشار تلویزیون یا فشار تولید شده توسط یک شیر مخصوص متناسب با فشار تلویزیون به عنوان فشار پشتیبان استفاده می شود. برای زوایای باز شدن کوچک دریچه گاز، فشار کم دریچه گاز مشخص است و بنابراین گنجاندن عناصر اصطکاک نرم خواهد بود. هرچه زاویه باز شدن دریچه گاز بیشتر باشد، فشار تلویزیون و فشار برگشتی بیشتر می شود و تعویض دنده سخت تر می شود.

برای عملکرد مؤثر باتری، حجم کار آن باید با حجم درایو هیدرولیک عنصر کنترلی که قرار است روشن شود، متناسب باشد، بنابراین تمام باتری های توصیف شده در بالا به اندازه کافی بزرگ هستند.

1.3. اصول اساسی عملکرد سیستم کنترل هیدرولیک گیربکس اتوماتیک

1.3.1. تنظیم کننده های فشار

میانگین فشار ایجاد شده توسط پمپ کمی بیشتر از فشار مورد نیاز برای عملکرد عادی سیستم هیدرولیک است، که کاملا طبیعی است، زیرا حالت کار موتور به طور مداوم از حداقل به حداکثر سرعت در حین حرکت خودرو تغییر می کند. بنابراین اندازه پمپ ها به گونه ای است که فشار هیدرولیک معمولی را در حداقل دور موتور فراهم می کند. در این راستا در سیستم کنترل هر گیربکس اتوماتیک، از جمله آنهایی که دارای واحد کنترل الکترونیکی هستند، لزوماً از سوپاپ هایی استفاده می شود که هدف آنها حفظ فشار مناسب در سیستم هیدرولیک است.

علاوه بر تنظیم کننده فشار در سیستم هیدرولیک می توان از شیرهای دیگری نیز استفاده کرد که انواع فشارهای کمکی را ایجاد می کنند.

در گیربکس های اتوماتیک با سیستم کنترل کاملاً هیدرولیک، واحد کنترل هیدرولیک مسئولیت کلیه فرآیندهای رخ داده در گیربکس اتوماتیک مانند تعیین زمان و کیفیت تعویض دنده را بر عهده دارد. برای این کار، سه فشار اصلی در بلوک هیدرولیک ایجاد می شود:

فشار خط اصلی؛

فشار دریچه گاز (فشار تلویزیون)؛

فشار تنظیم کننده سرعت

علاوه بر این، صرف نظر از نوع سیستم کنترل، فشارهای اضافی نیز در گیربکس اتوماتیک استفاده می شود:

فشار شارژ مبدل گشتاور؛

فشار کنترل کلاچ قفل مبدل گشتاور؛

فشار سیستم خنک کننده ATF؛

فشار سیستم روانکاری گیربکس اتوماتیک

فشار خط اصلی

همانطور که اشاره شد، ظرفیت پمپ به گونه ای طراحی شده است که سیستم کنترل را با جریان سیال کافی در حداقل دور موتور تامین کند. در سرعت های نامی، عملکرد آن به وضوح بالاتر از حد مورد نیاز می شود. در نتیجه بیش از حد فشار بالا، که منجر به شکست برخی از عناصر آن خواهد شد. برای جلوگیری از این اتفاق، هر سیستم کنترل گیربکس اتوماتیک دارای یک تنظیم کننده فشار است که وظیفه آن ایجاد فشار در خط اصلی است. علاوه بر این، در سیستم‌های هیدرولیک اکثر گیربکس‌ها، یک تنظیم‌کننده فشار تعدادی فشار کمکی دیگر را تنظیم می‌کند، مثلاً فشار بوست مبدل گشتاور، فشار برای کنترل عملکرد یک پمپ پره‌ای و غیره. .

در حال حاضر دو روش اصلی برای تنظیم فشار در خط اصلی وجود دارد:

کاملاً هیدرولیک، که در آن فشار در خط اصلی با استفاده از فشارهای کمکی تشکیل می شود.

برق زمانی که فشار در خط اصلی
توسط یک سلونوئید کنترل می شود
واحد کنترل الکترونیکی.

کنترل فشار هیدرولیک

فشار خط اصلی توسط یک پمپ تولید می شود و توسط یک تنظیم کننده فشار تولید می شود. در درجه اول برای فعال و غیرفعال کردن عناصر کنترل اصطکاک گیربکس اتوماتیک استفاده می شود که به نوبه خود تعویض دنده مناسب را فراهم می کند. علاوه بر این، متناسب با فشار خط اصلی، کلیه فشارهای دیگر سیستم هیدرولیک گیربکس اتوماتیک ذکر شده در بالا تشکیل می شود.

به طور معمول، یک تنظیم کننده فشار در خط اصلی بلافاصله پس از پمپ نصب می شود. تنظیم کننده فشار بلافاصله پس از راه اندازی موتور شروع به کار می کند. مایع انتقال از پمپ از تنظیم کننده فشار عبور می کند و سپس به دو مدار هدایت می شود: به مدار سیستم کنترل انتقال خودکار و به مدار سیستم سازنده مبدل گشتاور (شکل B - ЗЗ a). علاوه بر این، ATF از طریق یک کانال داخلی در انتهای سمت چپ شیر تامین می شود.

پس از پر شدن کل سیستم هیدرولیک با مایع، فشار در آن شروع به افزایش می کند که متناسب با مقدار فشار و مساحت انتهای شیر تنظیم کننده فشار، نیرویی در انتهای سمت چپ شیر ایجاد می کند. نیروی فشار ATF توسط نیروی فنر خنثی می شود، بنابراین شیر تنظیم کننده فشار تا یک لحظه مشخص ثابت می ماند. هنگامی که فشار به مقدار معینی می رسد، نیروی آن از نیروی ایجاد شده توسط فنر بیشتر می شود و در نتیجه، سوپاپ شروع به حرکت به سمت راست می کند و دریچه تخلیه مایع را به داخل تشت باز می کند (شکل 6-). 33 ب). فشار در خط اصلی شروع به کاهش می کند و در نتیجه نیروی فشار وارد بر انتهای سمت چپ شیر کاهش می یابد. نیروی فنر دریچه را به سمت چپ حرکت می دهد و سوراخ تخلیه را مسدود می کند و فشار در خط اصلی دوباره شروع به افزایش می کند. سپس کل فرآیند تنظیم فشار دوباره تکرار خواهد شد.

لازم به ذکر است که در صورت استفاده از پمپ پره ای با جابجایی متغیر در سیستم هیدرولیک، با باز شدن سوراخ تخلیه رگولاتور فشار، بخشی از ATF به تشت فرستاده می شود و قسمت دیگر برای کنترل عملکرد پمپ وارد پمپ می شود.

وقتی از یک تنظیم کننده فشار ساده در سیستم هیدرولیک استفاده می شود، فشار در خط اصلی به این ترتیب شکل می گیرد. لازم به ذکر است که میزان فشار ایجاد شده توسط چنین تنظیم کننده ای تنها با سفتی و میزان تغییر شکل اولیه فنر آن تعیین می شود.

رگولاتورهای فشار ساده که توضیح داده شد فقط یک فشار ثابت در خروجی دارند. آنها بسته به شرایط رانندگی خارجی خودرو و حالت های عملکرد گیربکس اتوماتیک و موتور اجازه تغییر مقدار فشار تنظیم شده توسط آنها را نمی دهند.

رگولاتورهای مورد استفاده در سیستم های کنترل گیربکس اتوماتیک، هنگام ایجاد فشار در خط اصلی، مطمئناً باید تمام عوامل فوق را در نظر بگیرند تا از عملکرد به اندازه کافی طولانی و عادی عناصر انتقال اطمینان حاصل کنند.

در ابتدای حرکت، موتور باید علاوه بر مقاومت غلتشی چرخ ها، بر بارهای اینرسی قابل توجهی نیز غلبه کند که شامل اینرسی حرکت انتقالی وسیله نقلیه، اینرسی حرکت چرخشی چرخ ها و انتقال است. قطعات. علاوه بر این، هنگام رانندگی در دنده عقب، ممان های موجود در عناصر کنترل اصطکاک گیربکس اتوماتیک موجود در این مورد دارای حداکثر مقدار در مقایسه با ممان های عناصر کنترلی موجود در دنده های جلو هستند. علاوه بر موارد فوق، باید توجه داشت که بزرگی ممان عرضه شده به گیربکس به میزان قابل توجهی به درجه باز شدن دریچه گاز بستگی دارد و می تواند در محدوده های قابل توجهی تغییر کند. بنابراین در تمامی این موارد برای جلوگیری از بروز لغزش در عناصر کنترل اصطکاکی گیربکس اتوماتیک باید فشار خط اصلی را افزایش داد. بنابراین، هنگام تشکیل فشار در خط اصلی سیستم کنترل گیربکس اتوماتیک، باید حالت های حرکت وسیله نقلیه و بار موتور را در نظر گرفت.

راه های مختلفی برای افزایش فشار در خط اصلی وجود دارد، اما همه آنها مبتنی بر استفاده از نیروی اضافی اعمال شده به یکی از انتهای شیر تنظیم کننده فشار هستند. برای ایجاد چنین نیرویی یا از عمل مکانیکی روی شیر استفاده می شود و یا از یکی از فشارهای کمکی ایجاد شده در سیستم هیدرولیک برای این کار استفاده می شود. اغلب برای ایجاد نیروی اضافی از شیر مخصوصی به نام شیر تقویت فشار استفاده می شود که در همان دهانه خود تنظیم کننده فشار نصب می شود. یک تنظیم کننده فشار معمولی با یک شیر افزایش فشار در شکل 6-34 نشان داده شده است.

شیر افزایش فشار را می توان با چندین فشار کنترل کرد. بنابراین در شکل 6-34a، فشار تلویزیون به انتهای سمت راست شیر ​​آن اعمال می شود، یعنی. فشار متناسب با میزان بار موتور در این حالت، نیروی فشاری که در انتهای سمت چپ شیر تنظیم کننده اعمال می شود، علاوه بر نیروی فنر، باید بر نیروی ایجاد شده توسط فشار تلویزیون نیز غلبه کند. در نتیجه، با یک منطقه ثابت از وجه انتهایی سمت چپ شیر تنظیم کننده فشار، فشار در خط اصلی باید افزایش یابد. هرچه بار موتور بیشتر باشد، فشار تلویزیون بیشتر می شود، بنابراین فشار در خط اصلی نیز متناسب با میزان بار موتور افزایش می یابد.

به همین ترتیب، فشار در خط اصلی هنگام حرکت خودرو به سمت عقب افزایش می یابد. هنگامی که دنده عقب درگیر می شود، فشار وارد شده به محرک هیدرولیک عنصر کنترل اصطکاک این چرخ دنده از طریق یک کانال مخصوص به شیار حلقوی شیر تقویت فشار وارد می شود (شکل 6-34b). در اینجا به دلیل اختلاف قطر انتهای چپ و راست شیر ​​افزایش فشار، نیروی فشاری به سمت انتهایی ایجاد می شود که قطر بزرگتر... بنابراین، در این حالت، نیروی فشار وارد بر انتهای چپ شیر تنظیم کننده فشار باید بر مقاومت در برابر تغییر شکل فنر و نیروی فشار ایجاد شده در شیار حلقوی شیر تقویت فشار غلبه کند. در نتیجه، فشار در خط اصلی نیز باید افزایش یابد.

روش الکتریکی تنظیم فشار

در حال حاضر پیدا شده است کاربرد گستردهیک روش الکتریکی برای تنظیم فشار در خط اصلی، که به شما امکان می دهد با در نظر گرفتن طیف وسیع تری از پارامترهای وضعیت خودرو، با دقت بسیار بیشتری انجام شود. با این روش در تشکیل یکی از نیروهای وارد بر شیر تنظیم کننده فشار، از شیر برقی کنترل شده الکترونیکی استفاده می شود که طراحی آن در شکل 6-35 نشان داده شده است.

واحد الکترونیکی اطلاعاتی را از سنسورهای متعددی دریافت می کند که پارامترهای مختلف وضعیت گیربکس و کل خودرو را به طور کلی اندازه گیری می کند. تجزیه و تحلیل این داده ها به رایانه اجازه می دهد تا بهینه ترین فشار را برای یک نقطه زمانی معین در خط اصلی تعیین کند.

شیر برقی ها که برای تنظیم هر فشاری استفاده می شوند، معمولاً توسط سیگنال های مدولاسیون عرض پالس (Duty Control) کنترل می شوند. چنین سلونوئیدها قادر به فرکانس بالااز «روشن» به «خاموش» بروید. کنترل چنین سلونوئیدی را می توان به شکلی که سیکل های سیگنال را یکی پس از دیگری دنبال می کند نشان داد (شکل 6-36).

هر سیکل از دو فاز تشکیل شده است: فاز حضور (روشن) سیگنال (ولتاژ) و فاز عدم حضور (خاموش) سیگنال (شکل 6-36). مدت زمان کل چرخه T معمولاً دوره چرخه نامیده می شود. زمانی که در یک سیکل t به شیر برقی ولتاژ اعمال می شود، عرض پالس نامیده می شود. این نوع سیگنال کنترل معمولاً با نسبت عرض پالس به دوره سیکل مشخص می شود که به صورت درصد بیان می شود. لازم به ذکر است که دوره پالس در کل فرآیند کنترل ثابت می ماند و عرض پالس می تواند به آرامی از صفر به مقداری برابر با دوره پالس تغییر کند. این به یک کنترل فشار صاف دست می یابد.

فشار دریچه گاز (تلویزیون-فشار)

برای تعیین میزان بار موتور در گیربکس های اتوماتیک با سیستم کنترل کاملاً هیدرولیک، فشاری متناسب با باز شدن دریچه گاز ایجاد می شود. شیری که این فشار را ایجاد می کند، شیر گاز و فشاری که ایجاد می کند فشار تلویزیون نامیده می شود. قبلاً اشاره شد که از فشار خط اصلی برای بدست آوردن فشار تلویزیون استفاده می شود.

در حال حاضر راه های مختلفی برای ایجاد فشار متناسب با درجه باز شدن دریچه گاز وجود دارد. در برخی از مدل های قبلی گیربکس اتوماتیک، سوپاپ دریچه گاز با استفاده از یک مدولاتور کنترل می شد که اصل عملکرد آن مبتنی بر استفاده از خلاء در منیفولد ورودی موتور است. گیربکس های اتوماتیک بعدی از یک پیوند مکانیکی بین محرک دریچه گاز و دریچه گاز استفاده کردند.

در تمام مدل های گیربکس اتوماتیک، همانطور که قبلا ذکر شد، از فشار تلویزیون برای کنترل فشار در خط اصلی استفاده می شود. برای این کار به یک شیر افزایش فشار متصل می شود که از طریق فنر روی تنظیم کننده فشار عمل می کند (شکل 6-34a).

در انتقال با واحد کنترل الکترونیکی، استفاده از فشار تلویزیون کنار گذاشته شد. برای تعیین درجه باز شدن دریچه گاز، یک سنسور مخصوص روی بدنه آن نصب شده است - TPS (سنسور موقعیت دریچه گاز) که با توجه به مقدار سیگنال آن، واحد کنترل الکترونیکی زاویه چرخش دریچه گاز را تعیین می کند. مطابق با سیگنال این سنسور، یک سیگنال کنترل سلونوئید در واحد الکترونیکی تولید می شود که وظیفه تنظیم فشار در خط اصلی را بر عهده دارد. علاوه بر این، سیگنال سنسور موقعیت دریچه گاز توسط واحد کنترل برای تعیین زمان تعویض دنده استفاده می شود.

محرک مکانیکی برای کنترل دریچه گاز

اتصال مکانیکی بین دریچه گاز و دریچه گاز را می توان به دو روش با استفاده از اهرم و میله (شکل 6-37) و با استفاده از کابل (شکل 6-38) انجام داد.

دستگاه یک دریچه گاز که به صورت مکانیکی فعال می شود بسیار شبیه به یک تنظیم کننده فشار است. همچنین شامل یک سوپاپ و یک فنر است که به یکی از انتهای سوپاپ متصل می شود (شکل 6-39). بدنه سوپاپ دارد کانال داخلی، که اجازه می دهد فشار ایجاد شده به انتهای دیگر شیر اعمال شود. فشار خط اصلی به شیر دریچه گاز می رسد که از آن فشار تلویزیون تشکیل می شود.

در لحظه اولیه، پیستون سوپاپ دریچه گاز تحت تأثیر فنر در موقعیت سمت چپ قرار دارد (شکل 6-39). در این حالت، سوراخ اتصال شیر با خط اصلی کاملاً باز است و ATF تحت فشار وارد کانال تشکیل فشار تلویزیون و زیر انتهای چپ دریچه گاز می شود. در فشار معینی که با سفتی و مقدار تغییر شکل اولیه فنر تعیین می شود، نیروی فشار روی انتهای چپ شیر از نیروی فنر بیشتر می شود و شروع به حرکت به سمت راست می کند. در این حالت فلنج شیر دهانه خط اصلی را مسدود کرده و سوراخ تخلیه را باز می کند (شکل 6-40). فشار تلویزیون شروع به کاهش می‌کند و دریچه تحت تأثیر فنر به سمت چپ حرکت می‌کند، بنابراین تخلیه را مسدود می‌کند و خط اصلی را باز می‌کند. فشار در کانال تشکیل فشار تلویزیون دوباره شروع به افزایش خواهد کرد.

با این گزینه کنترلی، دریچه گاز عملاً هیچ تفاوتی با یک تنظیم کننده فشار معمولی ندارد. ویژگی متمایزکار آن این است که با کمک فشار دهنده می توان میزان تغییر شکل اولیه فنر را تغییر داد. فشار دهنده به طور مکانیکی به پدال گاز متصل می شود (شکل های 6-37 و 6-38) و موقعیت آن به موقعیت پدال بستگی دارد. هنگامی که پدال به طور کامل آزاد می شود، فشار دهنده، تحت عمل همان فنر، موقعیت منتهی به سمت راست را می گیرد (شکل 6-40). در این حالت، فنر دارای حداقل تغییر شکل اولیه است، بنابراین، در کانال تولید فشار تلویزیون، فشار کمی برای حرکت دریچه گاز به سمت راست کافی است. هنگامی که پدال دریچه گاز فشار داده می شود، حرکت پدال به طور مکانیکی به شیر گاز منتقل می شود. به سمت چپ حرکت می کند و در نتیجه میزان پیش انحراف فنر را افزایش می دهد. اکنون برای حرکت دریچه گاز به سمت راست، افزایش فشار تلویزیون مورد نیاز است. علاوه بر این، هرچه حرکت پدال کنترل دریچه گاز بیشتر باشد، فشار بیشتری باید در خروجی دریچه گاز باشد. این تشکیل فشار متناسب با درجه باز شدن دریچه گاز است. علاوه بر این، هرچه زاویه باز شدن دریچه گاز بزرگتر باشد، فشار تلویزیون بیشتر است و بالعکس.

کنترل دریچه گاز با مدولاتور

بسیاری از گیربکس های اتوماتیک با سیستم کنترل کاملاً هیدرولیک از یک مدولاتور برای کنترل دریچه گاز استفاده می کنند. مدولاتور محفظه ای است که با استفاده از دیافراگم فلزی یا لاستیکی به دو قسمت تقسیم می شود (شکل 6-41).

سمت چپ محفظه به اتمسفر و سمت راست با شلنگ به منیفولد ورودی موتور متصل می شود. فنری که در مورد درایو مکانیکی، مستقیماً روی دریچه گاز عمل می کند، در این حالت در محفظه مدولاتور متصل به منیفولد ورودی موتور قرار دارد. دریچه گاز با استفاده از یک فشار دهنده به دیافراگم مدولاتور متصل می شود.

بنابراین، در سمت چپ، نیروی فشار اتمسفر و نیروی فشار تلویزیون بر روی دیافراگم مدولاتور، که در انتهای سمت چپ دریچه گاز ایجاد شده و با استفاده از یک فشار دهنده به دیافراگم منتقل می‌شود، عمل می‌کند. در سمت راست، نیروی فنر و نیروی بر روی دیافراگم اثر می‌گذارند، فشار ایجاد شدهدر منیفولد ورودی موتور

هنگامی که موتور در حالت دور آرام است، خلاء در منیفولد ورودی، به دلیل بسته شدن تقریباً کامل دریچه ورودی توسط سوپاپ گاز، دارای حداکثر مقدار است (به عبارت دیگر، فشار در منیفولد ورودی بسیار کمتر از فشار اتمسفر است). . بنابراین، نیروی فشار اتمسفر وارد بر دیافراگم بسیار بیشتر از نیروی فشار در منیفولد ورودی است. این باعث می شود که فنر با فشار فشرده شود و دیافراگم شیر و دریچه گاز را به سمت راست حرکت دهد (شکل 6-42).

در این موقعیت شیر، یک فشار کوچک تلویزیون کافی است تا یکی از یقه‌های شیر دهانه خط اصلی را مسدود کند و دومی برای باز کردن دهانه خط تخلیه. این باعث کاهش فشار تلویزیون می شود.

هنگامی که دریچه گاز باز می شود، خلاء در منیفولد ورودی موتور شروع به کاهش می کند (یعنی فشار در منیفولد ورودی افزایش می یابد) بنابراین، نیروی فشار وارد بر دیافراگم مدولاتور افزایش می یابد و شروع به متعادل کردن جزئی نیروی فشار اتمسفر وارد شده در داخل می کند. جهت مخالف دیافراگم در نتیجه، دیافراگم همراه با فشار دهنده به سمت چپ حرکت می کند که منجر به حرکت یکسان دریچه گاز می شود (شکل 6-43). در این حالت، فشار تلویزیون بالاتری برای حرکت شیر ​​به سمت راست مورد نیاز است.

بنابراین، هر چه بیشتر دریچه گاز باز باشد، خلاء در منیفولد ورودی کمتر و فشار تلویزیون بیشتر می شود.

فشار تنظیم کننده سرعت

فشار تنظیم کننده سرعت همراه با فشار تلویزیون برای تعیین زمان تعویض دنده استفاده می شود.

فشار تنظیم کننده سرعت متناسب با سرعت خودرو است. مانند فشار دریچه گاز از فشار خط اصلی تشکیل می شود.

در گیربکس های خودروهای دیفرانسیل عقب معمولاً کنترل کننده سرعت روی محور محرک و در گیربکس های اتوماتیک برای خودروهای دیفرانسیل جلو روی شفت میانی که دنده اصلی قرار دارد نصب می شود.

در گیربکس های دارای واحد کنترل الکترونیکی از کنترل کننده های سرعت استفاده نمی شود و سرعت خودرو با استفاده از سنسورهای مخصوصی که روی شفت خروجی گیربکس اتوماتیک نیز نصب می شوند تعیین می شود.

تنظیم کننده های سرعت مورد استفاده در گیربکس های اتوماتیک را می توان به دو گروه تقسیم کرد:

تنظیم کننده های رانده شده از شفت محرک گیربکس اتوماتیک؛

رگولاتورهایی که مستقیماً روی محور محرک قرار دارند
انتقال خودکار.

رگولاتورهایی که توسط یک محور محرک هدایت می شوند دو نوع هستند - نوع قرقره و نوع توپی. برای راندن آنها از یک چرخ دنده مخصوص استفاده می شود که یک دنده آن روی محور محرک یا میانی گیربکس اتوماتیک و دومی روی سریع ترین تنظیم کننده نصب می شود.

رگولاتور از نوع قرقره با سرعت بالا و توسط برده هدایت می شودگیربکس اتوماتیک شفت

تنظیم کننده سرعت از نوع قرقره از یک سوپاپ، دو نوع وزنه (اولیه و ثانویه) و فنر تشکیل شده است (شکل 6-44). در لحظه اولیه، هنگامی که خودرو ساکن است، تنظیم کننده سرعت نیز که با استفاده از چرخ دنده به محور محرک جعبه دنده متصل می شود، ساکن است. بنابراین شیر تنظیم کننده سرعت به دلیل وزن خود در پایین ترین وضعیت قرار دارد. در این موقعیت، کمربند بالایی

شیر دهانه اتصال رگلاتور را به خط اصلی می بندد و باند پایینی خط تخلیه را باز می کند (شکل 6-44a). در نتیجه فشار در خروجی تنظیم کننده سرعت صفر است.

هنگامی که خودرو در حال حرکت است، کنترل کننده سرعت با سرعت زاویه ای متناسب با سرعت زاویه ای محور محرک یا میانی گیربکس اتوماتیک می چرخد. در سرعت معینی از وسیله نقلیه، تحت اثر نیروی گریز از مرکز، وزن های تنظیم کننده سرعت شروع به واگرایی می کنند و با غلبه بر نیروی گرانش سوپاپ، آن را به سمت بالا حرکت می دهند. این حرکت شیر ​​منجر به باز شدن دهانه خط اصلی و بسته شدن دهانه کانال تخلیه می شود (شکل 6-44b). در نتیجه، ATF از خط اصلی شروع به جریان به کانال تشکیل فشار تنظیم کننده سرعت بالا می کند. علاوه بر این، از طریق سوراخ های شعاعی و محوری، مایع انتقال به حفره بین بدنه تنظیم کننده سرعت و انتهای بالایی شیر وارد می شود (شکل 6-44b). فشار سیال روی این انتهای شیر نیرویی ایجاد می کند که همراه با گرانش شیر، نیروی گریز از مرکز در وزنه ها را خنثی می کند. با رسیدن به یک مقدار فشار معین، مجموع نیروهای وارد بر انتهای بالایی شیر از نیروی گریز از مرکز وزنه ها بیشتر می شود و شیر شروع به حرکت به سمت پایین می کند و دهانه خط اصلی را مسدود می کند و همزمان باز کردن کانال تخلیه در این حالت فشار تنظیم کننده سرعت شروع به کاهش می کند که منجر به کاهش نیروی فشار در انتهای بالایی شیر می شود. در نقطه ای، عمل نیروی گریز از مرکز دوباره از نیروی وزن و فشار بیشتر می شود و شیر دوباره شروع به بالا رفتن می کند. به این ترتیب فشار تنظیم کننده سرعت تشکیل می شود. در صورت افزایش سرعت خودرو، برای اینکه سوپاپ شروع به حرکت به سمت پایین کند، بدیهی است که فشار بیشتری از تنظیم کننده سرعت لازم است. در نهایت، در یک سرعت وسیله نقلیه مشخص، وزن شیر تنظیم کننده همراه با فشار وارد بر بالای سوپاپ قادر نخواهد بود نیروی گریز از مرکز وزنه ها را متعادل کند. در این صورت دهانه خط اصلی به طور کامل باز می شود و فشار تنظیم کننده سرعت برابر با فشار در خط اصلی خواهد بود. هنگامی که سرعت خودرو کاهش می یابد، نیروی گریز از مرکز وارد بر وزن های تنظیم کننده سرعت نیز کاهش می یابد و بنابراین، فشار تنظیم کننده سرعت باید کاهش یابد.

سیستم وزن تنظیم کننده سرعت از دو مرحله (اولیه و ثانویه) و دو فنر تشکیل شده است. چنین دستگاه تنظیم کننده ای امکان به دست آوردن وابستگی فشار تنظیم کننده سرعت (p) به سرعت خودرو (V) نزدیک به خطی را فراهم می کند (شکل 6-45).

در مرحله اول وزنه های اولیه (سنگین تر) و ثانویه (سبک) با هم روی شیر تنظیم کننده سرعت عمل می کنند. فنرها وزنه های ثانویه را نسبت به اولیه نگه می دارند. طراحی به گونه ای است که وزنه های سبک تر از طریق اهرم ها مستقیماً روی دریچه تنظیم کننده سرعت عمل می کنند. در این صورت کالاها با هم حرکت می کنند.

با شروع با سرعت معینی از تنظیم کننده سرعت، نیروی گریز از مرکز، که همانطور که مشخص است، به مربع سرعت بستگی دارد، بسیار بزرگ می شود. بنابراین، برای مثال، افزایش دو برابری در چرخش ها، نیروی گریز از مرکز را چهار برابر می کند. بنابراین، لازم است اقداماتی برای کاهش تأثیر نیروی گریز از مرکز بر فشار تولید شده توسط تنظیم کننده سرعت بالا انجام شود. سفتی فنرها به گونه ای انتخاب می شود که تقریباً در سرعت 20 مایل در ساعت (16 کیلومتر در ساعت) نیروی گریز از مرکز وزنه های اولیه از نیروی فنر بیشتر شده و آنها به سمت انتهایی منحرف می شوند و در برابر توقف ها قرار می گیرند (شکل 6-44b). وزنه های اولیه در این موقعیت روی وزنه های ثانویه تاثیر نمی گذارند و بی اثر می شوند و شیر تنظیم کننده سرعت در مرحله دوم با نیروی گریز از مرکز فقط وزنه های ثانویه و نیروی فنر متعادل می شود.

تنظیم کننده سرعت بالا توپی که توسط شفت محرک هدایت می شودانتقال خودکار

تنظیم کننده سرعت توپی از یک شفت توخالی تشکیل شده است که توسط یک چرخ دنده توسط شفت محرک گیربکس اتوماتیک، دو گوی تعبیه شده در سوراخ های شفت، یک فنر و دو وزنه با جرم های مختلف، به چرخش هدایت می شود. شفت (شکل 6-46). فشار خط اصلی از طریق نازل به شفت می رسد که از آن فشار تنظیم کننده سرعت در کانال داخلی شفت تشکیل می شود. مقدار فشار تنظیم کننده سرعت با میزان نشتی از سوراخ هایی که توپ ها در آن نصب شده اند تعیین می شود. هر یک از دو وزنه دارای شکل خاصی از گیره ها هستند که به کمک آنها توپ های مقابل خود را نگه می دارند (شکل 6-46).

هنگامی که ماشین ساکن است، تنظیم کننده سرعت نمی چرخد، بنابراین وزنه ها هیچ تاثیری روی توپ ها ندارند و تمام مایعی که از خط اصلی به شفت می رسد، از طریق منافذی که توسط توپ ها پوشانده نشده است، به داخل مخزن تخلیه می شود. . فشار تنظیم کننده سرعت صفر است.

در صورت حرکت با سرعت کم، نیروی گریز از مرکز وارد بر وزن ثانویه (سبک) کم است و فنر اجازه نمی دهد که آن را به محل سوراخ فشار دهید. در این زمان، فشار تنظیم کننده سرعت فقط توسط بار اولیه (سنگین تر) تنظیم می شود که با نیرویی متناسب با مجذور سرعت خودرو، توپ خود را به صندلی فشار می دهد. در سرعت مشخصی از حرکت، وزنه اولیه توپ را کاملاً به محل سوراخ فشار می دهد و ATF دیگر از آن نشت نمی کند. در این حالت، نیروی گریز از مرکز ایجاد شده در بار ثانویه به مقداری می رسد که بتواند بر نیروی مقاومت فنر غلبه کند و یک چنگال مخصوص این بار شروع به فشار دادن توپ دوم به زین سوراخ شفت می کند. اکنون یکی از دو سوراخ شفت کاملاً بسته است و فشار تنظیم کننده سرعت فقط توسط توپ دوم ایجاد می شود. در سرعت بالابا حرکت خودرو، بار ثانویه نیز توپ خود را به طور کامل به نشیمنگاه سوراخ فشار می دهد و فشار تنظیم کننده سرعت برابر با فشار خط اصلی می شود.

فشار شارژ مبدل

بخشی از ATF پس از تنظیم کننده فشار وارد خط اصلی می شود و قسمت دیگر در سیستم بوست مبدل گشتاور استفاده می شود. برای جلوگیری از پدیده کاویتاسیون در مبدل گشتاور، مطلوب است که مایع موجود در آن تحت فشار کم باشد. از آنجایی که فشار خط اصلی برای این منظور بسیار زیاد است، فشار شارژ مبدل گشتاور اغلب توسط یک تنظیم کننده فشار اضافی تشکیل می شود.

فشار کنترل کلاچ قفل مبدل گشتاور

همه گیربکس های مدرن فقط دارای مبدل های گشتاور قابل قفل هستند. به عنوان یک قاعده، یک کلاچ اصطکاکی برای قفل کردن مبدل گشتاور استفاده می شود، که، همانطور که قبلا نشان داده شده است، اتصال مکانیکی مستقیم بین موتور و جعبه دنده را فراهم می کند. این کار لغزش مبدل گشتاور را از بین می برد و مصرف سوخت خودرو را بهبود می بخشد.

درگیر کردن کلاچ قفل مبدل گشتاور فقط در صورت رعایت شرایط زیر امکان پذیر است:

مایع خنک کننده موتور در دمای کارکرد است.

سرعت وسیله نقلیه به اندازه ای است که به آن اجازه می دهد
حرکت بدون تعویض دنده؛

پدال ترمز فشرده نشده است.

تعویض دنده در گیربکس وجود ندارد.
هنگامی که این الزامات برآورده می شود، سیستم هیدرولیک فشاری را به پیستون کلاچ مبدل گشتاور وارد می کند که منجر به اتصال سفت و سخت بین شفت چرخ توربین و میل لنگ موتور می شود.

در اصلاحات مدرن گیربکس های اتوماتیک، از یک کنترل ساده از کلاچ قفل مبدل گشتاور استفاده نمی شود، که بر اساس اصل "روشن" - "خاموش" است، اما روند لغزش کلاچ قفل کنترل می شود. با این کنترل کلاچ، درگیری صاف حاصل می شود. طبیعتاً چنین روشی برای کنترل کلاچ قفل مبدل گشتاور فقط در صورت استفاده از واحد کنترل الکترونیکی روی خودرو امکان پذیر است.

فشار سیستم خنک کننده

حتی در حین کارکرد عادی گیربکس با گیربکس اتوماتیک، مقدار زیادی گرما تولید می شود که منجر به نیاز به خنک کردن ATF مورد استفاده در گیربکس می شود. در نتیجه گرمای بیش از حد، سیال انتقال به سرعت خواص خود را که برای عملکرد عادی انتقال ضروری است از دست می دهد. در نتیجه، منبع گیربکس و مبدل گشتاور کاهش می یابد. برای خنک کردن، ATF دائماً از رادیاتور عبور می کند، جایی که از مبدل گشتاور می آید، زیرا بیشتر گرما در مبدل گشتاور است.

برای خنک کننده ATF از دو نوع رادیاتور داخلی یا خارجی استفاده می شود. بسیاری از خودروهای مدرن از نوع داخلی رادیاتور استفاده می کنند. در این حالت داخل رادیاتور مایع خنک کننده موتور قرار دارد (شکل 6-47). مایع داغ وارد رادیاتور می شود و در آنجا گرما را به مایع خنک کننده موتور می دهد که به نوبه خود توسط جریان هوا خنک می شود.

نوع خارجی رادیاتور جدا از رادیاتور مایع خنک کننده موتور قرار دارد و گرما را مستقیماً به جریان هوا منتقل می کند.

پس از خنک شدن، به عنوان یک قاعده، ATF به سیستم روانکاری گیربکس اتوماتیک هدایت می شود.

فشار در سیستم روغنکاری گیربکس اتوماتیک

در گیربکس های اتوماتیک از روش روانکاری اجباری برای مالش سطوح استفاده می شود. سیال انتقال به طور مداوم تحت فشار قرار می گیرد سیستم خاصکانال ها و سوراخ ها به چرخ دنده ها، یاتاقان ها، عناصر کنترل اصطکاک و سایر قسمت های مالشی گیربکس تغذیه می شود. در اکثر گیربکس های اتوماتیک، سیال پس از عبور از رادیاتور که قبلا در آن خنک شده بود، وارد سیستم روغن کاری می شود.

1.3.2. اصل عملکرد سوپاپ های سوئیچینگ

سوپاپ های سوئیچینگ برای کنترل مسیرهایی طراحی شده اند که در طول آن ATF از خط اصلی به سیلندر هیدرولیک یا تقویت کننده (درایو هیدرولیک) عنصر کنترل اصطکاک موجود در این دنده تامین می شود. به عنوان یک قاعده، هر سیستم کنترل انتقال اتوماتیک، صرف نظر از اینکه صرفاً هیدرولیک یا الکترو هیدرولیک باشد، حاوی چندین شیر تعویض است.

در گیربکس های اتوماتیک با سیستم کنترل کاملاً هیدرولیک، سوپاپ های تعویض دنده نسبتاً هوشمند هستند، زیرا زمان تعویض دنده را تعیین می کنند. در یک گیربکس اتوماتیک با یک واحد کنترل الکترونیکی، از این سوپاپ ها نیز استفاده می شود، اما نقش آنها در حال حاضر بسیار منفعل است، زیرا تصمیم به تعویض دنده توسط یک کامپیوتر گرفته می شود، که سیگنال خاصی را به شیر برقی تعویض دنده می فرستد و در به نوبه خود، آن را به فشار سیال تبدیل می کند، که به شیر تعویض مربوطه عرضه می شود.

از آنجایی که اصل عملکرد شیر تعویض در مورد یک سیستم کنترل الکتروهیدرولیک بسیار ساده است، اجازه دهید با جزئیات بیشتری نحوه عملکرد این سوپاپ ها را در یک گیربکس اتوماتیک با یک سیستم کنترل کاملا هیدرولیک بررسی کنیم.

سوئیچ بالا

هر شیر تعویض یک شیر قرقره ای است که فشار خط اصلی به آن اعمال می شود. شیر تعویض فقط دو موقعیت دارد، یا سمت راست (شکل 6-48a) یا سمت چپ (شکل 6-48b). در حالت اول، تسمه شیر سمت راست دهانه خط اصلی را می بندد و فشار وارد درایو هیدرولیک عنصر کنترل اصطکاک گیربکس اتوماتیک نمی شود. اگر سوپاپ به سمت چپ منتهی شود، دهانه خط اصلی را باز می کند و در نتیجه آن را به کانالی برای تامین فشار به درایو هیدرولیک متصل می کند.

یکی از دو موقعیت سوپاپ تعویض ذکر شده توسط سه عامل تعیین می شود: فشار تنظیم کننده سرعت، فشار دریچه گاز و نرخ فنر. نیروی فنر در انتهای سمت چپ سوپاپ وارد می شود و فشار دریچه گاز (فشار تلویزیون) به همان انتهای آن اعمال می شود. فشار رگولاتور سرعت بالا به انتهای سمت راست شیر ​​می رسد. هنگامی که خودرو ساکن است، فشار رگولاتور پرسرعت-فشار تلویزیون عملاً صفر است، بنابراین سوپاپ تحت تأثیر فنر در سمت راست قرار می گیرد و خط اصلی و کانال فشار را قطع می کند. به درایو هیدرولیک عنصر اصطکاکی (شکل 6-48a). پس از شروع حرکت، فشار تنظیم کننده سرعت و فشار تلویزیون شروع به شکل گیری می کند. علاوه بر این، با موقعیت ثابت پدال کنترل دریچه گاز، فشار دریچه گاز ثابت می ماند و با افزایش سرعت خودرو، فشار تنظیم کننده سرعت افزایش می یابد. در یک سرعت معین، فشار تنظیم کننده سرعت به مقداری می رسد که در آن نیروی ایجاد شده توسط آن در انتهای سمت راست شیر ​​سوئیچینگ از مجموع نیروی فنر و فشار تلویزیون که در انتهای سمت چپ عمل می کند بیشتر می شود. از دریچه در نتیجه، شیر از سمت راست به سمت چپ منتهی می شود و کانالی را برای تامین فشار به درایو هیدرولیک عنصر اصطکاکی با خط اصلی متصل می کند. بنابراین، تغییر شیفت صورت می گیرد.

عملکرد سیستم کنترل گیربکس اتوماتیک باید با حالت کار موتور و شرایط رانندگی خارجی وسیله نقلیه هماهنگ باشد. تعویض در گیربکس باید به گونه ای انجام شود که نسبت دنده گیربکس اتوماتیک، لحظه مقاومت در برابر حرکت وسیله نقلیه و لحظه ایجاد شده توسط موتور ترکیبی بهینه داشته باشد.

اگر راننده ای خودرو را به گونه ای براند که شتاب گیری با یک شتاب جزئی اتفاق بیفتد، پس این راننده که سواری آرام را ترجیح می دهد و برای او مهم است که حالت رانندگی با حداقل مصرف سوخت را فراهم کند. برای انجام این کار، باید در سرعت های پایین تر، با دور موتور نزدیک به حداقل مصرف سوخت، تعویض دنده انجام داد. به عبارت دیگر، تعویض باید زودتر انجام شود. علاوه بر این، در این مورد، لازم است از چنین کیفیت تعویض دنده اطمینان حاصل شود، که در آن رانندگی ماشین راحت ترین بود. بنابراین در زوایای کوچک باز شدن دریچه دریچه گاز به دلیل فشار کم دریچه دریچه گاز، تعویض دنده در سرعت های حرکت کمتر در مقایسه با حالتی که دریچه دریچه گاز با زاویه زیاد باز است، رخ می دهد.

اگر راننده سعی می کند تا حد امکان دریچه گاز را باز کند و سعی دارد حداکثر شتاب خودرو را به دست آورد، در این مورد ما در مورد مصرف سوخت صحبت نمی کنیم و برای شتاب گیری سریع باید از حداکثر قدرت موتور استفاده کرد. برای این کار، تغییرات بعدی سرعت مورد نیاز است، که با یک مقدار فشار تلویزیون بالاتر، که در زوایای باز شدن بزرگ دریچه گاز ایجاد می شود، تضمین می شود.

سفتی فنر دریچه گاز و میزان تغییر شکل اولیه آن نقش بسیار مهمی در تعیین نقاط سوئیچینگ دارد. هر چه سفتی و میزان پیش تغییر شکل فنر بیشتر باشد، جابجایی ها دیرتر اتفاق می افتد و بالعکس، سفتی کمتر و پیش تغییر شکل فنر منجر به جابجایی های زودتر می شود.

از آنجایی که فشار تلویزیون و فشار تنظیم کننده سرعت به یکسان به شیرهای سوئیچینگ مختلف عرضه می شود، پس تنها راهبرای جلوگیری از گنجاندن همزمان تمام عناصر کنترل اصطکاکی، این کار نصب در شیرهای کلیدزنی مختلف فنرها با سختی های مختلف است. علاوه بر این، هر چه دنده بالاتر باشد، فنر باید سفتی بیشتری داشته باشد.

به عنوان مثال، عملکرد سیستم کنترل دنده یک گیربکس سه سرعته را به شکل ساده شده در نظر بگیرید. این سیستم از دو شیر شیفت استفاده می کند: یک شیر شیفت اول به دوم (1-2) و یک شیر شیفت دوم به سوم (2-3).

برای درگیر کردن دنده اول نیازی به شیر تعویض نیست، زیرا دنده اول مستقیماً توسط سوپاپ انتخاب حالت درگیر می شود. فشار سیال از پمپ از طریق تنظیم کننده فشار به شیر انتخاب حالت تغذیه می شود. جریان ATF توسط این شیر به چهار تقسیم می شود. یکی از آنها به تنظیم کننده فشار با سرعت بالا، دومی به دریچه گاز، سومی به سوپاپ سوئیچ 1-2 و چهارمی مستقیماً به درایو هیدرولیک عنصر اصطکاک هدایت می شود که در دستگاه روشن می شود. دنده اول (شکل 6-49).

هنگامی که به سرعت معینی می رسد، فشار تنظیم کننده سرعت به حدی می شود که نیروی ایجاد شده توسط آن در انتهای سمت راست شیر ​​سوئیچ 1-2 از نیروی فنر و فشار تلویزیون که در انتهای سمت چپ عمل می کند بیشتر می شود. دریچه

شیر تعویض 1-2 حرکت می کند و خط اصلی را با کانال تامین فشار به درایو سروو دنده دوم متصل می کند (شکل 6-50). علاوه بر این، فشار خط اصلی به شیر تعویض 2-3 وارد می شود و در نتیجه آن را برای تعویض بعدی آماده می کند. علاوه بر این، فشار خط اصلی به کانال تامین فشار به شیری که وظیفه جدا کردن دنده اول را بر عهده دارد وارد می شود که باید برای جلوگیری از درگیری همزمان دو چرخ دنده انجام شود.

به دلیل استحکام بیشتر فنر نصب شده در شیر 2-3 شیفت، شیر در این مرحله از کنترل گیربکس اتوماتیک ثابت می ماند. افزایش بیشتر در سرعت خودرو باعث می شود که نیروی فشار تنظیم کننده سرعت قادر به حرکت دریچه تعویض 2-3 باشد. در این حالت، فشار خط اصلی به سروو درایو دنده 3 و به شیر خاموش کننده دنده 2 تغذیه می شود (شکل 6-51).

حرکت بیشتر خودرو با موقعیت پدال گاز ثابت و شرایط رانندگی خارجی ثابت در دنده سوم رخ می دهد.

البته لازم به ذکر است که در صورت عدم انجام اقدامات اضافی، وضعیت گیربکس هنگام رانندگی با دنده دوم یا سوم ناپایدار خواهد بود. انحراف جزئی پدال به سمت افزایش زاویه باز شدن سوپاپ دریچه گاز و در نتیجه افزایش فشار تلویزیون در جعبه، تغییر دنده به پایین رخ می دهد. کاهش جزئی سرعت وسیله نقلیه، به عنوان مثال، با افزایش جزئی، منجر به همان اثر خواهد شد. در آینده، مجدداً به دلیل رها شدن جزئی پدال کنترل دریچه گاز یا بازیابی سرعت خودرو، گیربکس اتوماتیک دوباره باعث افزایش دنده خواهد شد. و این روند را می توان چندین بار تکرار کرد. چنین تعویض دنده های نوسانی نامطلوب است و لازم است گیربکس را از اثرات آنها محافظت کرد.

برای محافظت از گیربکس اتوماتیک از اثرات تعویض دنده های مکرر بالا و پایین در سیستم هیدرولیک، یک پسماند بین سرعت هایی که در آن تعویض دنده اتفاق می افتد و سرعت هایی که در آن دنده های دنده پایین انجام می شود در گیربکس اتوماتیک ایجاد می شود. به عبارت دیگر، دنده‌ها در سرعت‌های کمی پایین‌تر در مقایسه با سرعت‌هایی که افزایش دنده اتفاق می‌افتد، اتفاق می‌افتد. این با یک تکنیک بسیار ساده به دست می آید.

پس از اینکه شیفت (1-2 یا 2-3) رخ داد، کانال تامین فشار دریچه گاز در شیر تعویض مربوطه (1-2 یا 2-3) مسدود می شود (شکل 6-52). در این حالت، نیروی فشار تنظیم کننده سرعت که بر روی وجه انتهایی شیر تعویض عمل می کند، تنها با نیروی فنر فشرده خنثی می شود. این قطع فشار تلویزیون از سوپاپ تعویض دنده به عنوان یک قفل برای جلوگیری از کاهش دنده عمل می کند و امکان نوسان در هنگام تعویض دنده را از بین می برد.

اگر در حین رانندگی، راننده پدال گاز را به طور کامل رها کند، سرعت خودرو به تدریج کاهش می یابد که به طور خودکار منجر به کاهش فشار تنظیم کننده سرعت می شود. در لحظه ای که نیروی این فشار روی شیر سوئیچینگ از نیروی فنر کمتر شود، شیر شروع به حرکت به سمت مخالف می کند. در این صورت خط اصلی بسته می شود و دنده اتوماتیک دنده دنده پایین می رود.

حالت پایین شیفت اجباری (ضربه زدن)

اغلب، به ویژه هنگام سبقت گرفتن از یک اتومبیل در حال حرکت از جلو، لازم است شتاب زیادی ایجاد شود، که تنها در صورت اعمال مقدار گشتاور بالاتر به چرخ ها امکان پذیر است. برای این، مطلوب است که یک تغییر شیفت انجام دهید. در سیستم های کنترل گیربکس اتوماتیک، هم کاملا هیدرولیک و هم با یک واحد کنترل الکترونیکی، چنین حالت عملیاتی ارائه می شود. برای کاهش دنده اجباری، راننده باید پدال گاز را تا انتها فشار دهد. در این مورد، اگر ما در مورد یک سیستم کنترل کاملاً هیدرولیک صحبت می کنیم، این باعث افزایش فشار تلویزیون به فشار خط اصلی می شود و علاوه بر این، یک کانال اضافی در دریچه گاز باز می شود که این امکان را فراهم می کند با عبور از کانال مسدود شده قبلی، فشار تلویزیون را به انتهای شیر سوئیچینگ برسانید. تحت تأثیر افزایش فشار تلویزیون، سوپاپ تعویض به موقعیت مخالف حرکت می کند و یک تغییر دنده در گیربکس اتوماتیک رخ می دهد. دریچه ای که کل فرآیند شرح داده شده در بالا توسط آن انجام می شود، دریچه پایین شیفت اجباری نامیده می شود.

برخی از گیربکس ها از یک درایو الکتریکی برای کاهش دنده استفاده می کنند. برای این کار یک سنسور زیر پدال نصب می شود که سیگنال آن در صورت فشار دادن به شیر برقی ارسال می شود.

کاهش دنده اجباری (شکل 6-53). در حضور یک سیگنال کنترل، شیر برقی یک کانال اضافی را برای تامین حداکثر فشار تلویزیون به شیر سوئیچ باز می کند.

در مورد استفاده از واحد کنترل الکترونیکی در گیربکس، همه چیز کمی ساده تر حل می شود. برای تعیین حالت دنده اجباری، می توان از یک سنسور ویژه در زیر پدال دریچه گاز یا یک سیگنال سنسور که باز شدن کامل دریچه گاز را تشخیص می دهد، مانند حالت قبلی استفاده کرد. در هر صورت، سیگنال آنها به واحد کنترل الکترونیکی گیربکس اتوماتیک می رود، که دستورات مناسب را برای شیر برقی سوئیچینگ تولید می کند.

2. سیستم های کنترل الکتروهیدراولیک

از نیمه دوم دهه 80 قرن گذشته، رایانه های ویژه (واحدهای کنترل الکترونیکی) به طور فعال برای کنترل گیربکس های اتوماتیک استفاده شده است. ظاهر آنها بر روی خودروها امکان پیاده سازی سیستم های کنترلی انعطاف پذیرتر را با در نظر گرفتن تعداد بسیار بیشتری از عوامل در مقایسه با سیستم های کنترل صرفاً هیدرولیک فراهم کرد که در نهایت باعث افزایش کارایی پیوند موتور-گیربکس و کیفیت تعویض دنده شد.

در ابتدا، کامپیوترها فقط برای کنترل کلاچ ترانسفورماتور و در برخی موارد برای کنترل چرخ دنده سیاره ای به کار می رفتند. مورد دوم مربوط به گیربکس های سه سرعته است که در آن از یک مجموعه دنده سیاره ای اضافی برای به دست آوردن چهارمین (اوردرایو) استفاده شده است. اینها واحدهای کنترل نسبتاً ساده بودند که معمولاً در واحد کنترل موتور گنجانده می شدند. نتایج حاصل از کارکرد خودروها با سیستم کنترل مشابه نتیجه مثبتی داشت که به عنوان انگیزه ای برای توسعه سیستم های کنترل انتقال تخصصی از قبل عمل کرد. امروزه تقریبا تمامی خودروهای دارای گیربکس اتوماتیک با سیستم های کنترل الکترونیکی تولید می شوند. چنین سیستم‌هایی امکان کنترل بسیار دقیق‌تری بر فرآیند تعویض دنده را می‌دهند و برای این کار از پارامترهای وضعیت بسیار بیشتری، هم خود خودرو و هم سیستم‌های فردی آن استفاده می‌کنند.

به طور کلی قسمت الکتریکی سیستم کنترل انتقال را می توان به سه قسمت اندازه گیری (حسگرها)، آنالیز (واحد کنترل) و اجرایی (سلونوئیدها) تقسیم کرد.

بخش اندازه گیری سیستم کنترل ممکن است شامل عناصر زیر باشد:

سنسور موقعیت انتخابگر حالت؛

سنسور موقعیت دریچه گاز؛

سنسور سرعت میل لنگ موتور؛

سنسور دمای ATF؛

سنسور سرعت شفت خروجی انتقال؛

سنسور سرعت چرخ توربین مبدل گشتاور؛

سنسور سرعت خودرو؛

سنسور کاهش دنده اجباری؛

سوئیچ Overdrive;

سوئیچ حالت عملکرد گیربکس؛

سنسور استفاده از ترمز؛

سنسورهای فشار

بخش تجزیه و تحلیل سیستم کنترل دارای وظایف زیر است:

تعیین نقاط سوئیچینگ؛

کنترل کیفیت تعویض دنده؛

کنترل فشار خط اصلی؛

کنترل کلاچ قفل کن مبدل گشتاور؛

کنترل بر عملکرد انتقال؛

تشخیص نقص.

بخش اجرایی سیستم کنترل شامل انواع شیر برقی می باشد:

سوئیچینگ شیر برقی؛

شیر برقی کنترل کلاچ قفل
مبدل گشتاور؛

شیر برقی تنظیم کننده فشار خط اصلی؛

سایر شیر برقی ها

واحد کنترل سیگنال هایی را از سنسورها دریافت می کند و در آنجا پردازش و تجزیه و تحلیل می شود و بر اساس نتایج تجزیه و تحلیل آنها، واحد سیگنال های کنترلی مناسب را تولید می کند. اصل عملکرد واحدهای کنترل همه گیربکس ها، صرف نظر از برند خودرو، تقریباً یکسان است.

گاهی اوقات عملکرد گیربکس توسط یک واحد کنترل جداگانه به نام واحد کنترل انتقال کنترل می شود. اما اکنون تمایل به استفاده از یک موتور مشترک و واحد کنترل گیربکس وجود دارد، اگرچه در واقع این واحد مشترک نیز از دو پردازنده تشکیل شده است که فقط در یک محفظه قرار دارند. در هر صورت، هر دو پردازنده با یکدیگر تعامل دارند، اما پردازنده کنترل موتور همیشه بر پردازنده کنترل انتقال قدرت اولویت دارد. علاوه بر این، واحد کنترل گیربکس در عملکرد خود از سیگنال های برخی از سنسورهای مربوط به سیستم مدیریت موتور استفاده می کند، به عنوان مثال، سنسور موقعیت دریچه گاز، سنسور دور موتور و غیره. به عنوان یک قاعده، این سیگنال ها ابتدا به کنترل موتور ارسال می شوند. واحد و سپس به واحد کنترل انتقال.

وظیفه واحد کنترل پردازش سیگنال های سنسورهای موجود در سیستم کنترل این انتقال، تجزیه و تحلیل اطلاعات دریافتی و تولید سیگنال های کنترلی مربوطه است.

سیگنال های سنسورهایی که وارد واحد کنترل می شوند می توانند هم به صورت سیگنال آنالوگ (شکل 7-1a) (به طور مداوم در حال تغییر)، و هم به شکل یک سیگنال مجزا (شکل 7-1b) باشند.

سیگنال های آنالوگ در واحد کنترل با استفاده از مبدل آنالوگ به دیجیتال به سیگنال دیجیتال تبدیل می شوند (شکل 7-2). اطلاعات دریافتی مطابق با الگوریتم های کنترلی واقع در حافظه کامپیوتر ارزیابی می شود. بر اساس تجزیه و تحلیل مقایسه ای داده های دریافتی و ذخیره شده در حافظه، سیگنال های کنترلی تولید می شوند.

حافظه الکترونیکی واحد کنترل بسته به شرایط رانندگی خارجی خودرو و وضعیت گیربکس اتوماتیک مجموعه ای از دستورات را برای کنترل گیربکس ذخیره می کند. علاوه بر این، سیستم های کنترل گیربکس اتوماتیک مدرن، سبک رانندگی را تجزیه و تحلیل کرده و الگوریتم تعویض دنده مناسب را انتخاب می کنند.

در نتیجه تجزیه و تحلیل اطلاعات دریافتی، واحد کنترل دستوراتی را برای محرک ها تولید می کند که در شیر برقی سیستم های الکترو هیدرولیک (سلونوئید) استفاده می شود. سلونوئیدها سیگنال های الکتریکی ورودی را به حرکت مکانیکی شیر هیدرولیک تبدیل می کنند. علاوه بر این، واحد کنترل انتقال اطلاعات با واحدهای کنترل سایر سیستم ها (موتور، کروز کنترل، تهویه مطبوع و غیره) مبادله می کند.

مزایای سیستم های هیدرولیک نسبت به سایر روش های انتقال نیرو عبارتند از:

• سادگی طراحی. در بیشتر موارد، چندین جزء هیدرولیک در یک بسته نرم افزاری می توانند جایگزین اتصالات مکانیکی پیچیده تر شوند.
• انعطاف پذیری... اجزای هیدرولیک را می توان با انعطاف پذیری زیاد قرار داد. به جای عناصر مکانیکی، لوله ها و شیلنگ ها تقریباً به طور کامل مشکلات مکان یابی را برطرف می کنند.
• صافی... سیستم های هیدرولیک صاف و بی صدا هستند. لرزش ها به حداقل می رسد.
• کنترل.کنترل بر روی طیف گسترده ای از سرعت ها و نیروها به اندازه کافی آسان است.
• قیمت... عملکرد بالا با حداقل تلفاتکنترل اصطکاک هزینه انتقال نیرو را به حداقل می رساند.
• حفاظت از اضافه بار. دریچه های اتوماتیکسیستم را از آسیب ناشی از اضافه بار محافظت کنید.

نقطه ضعف اصلی یک سیستم هیدرولیک این است که قطعات دقیق را در شرایط خوب در شرایط آب و هوای نامناسب و کثیفی نگه می دارد. محافظت در برابر زنگ زدگی، خوردگی، کثیفی، روغن، سایش و سایر شرایط سخت محیطی بسیار است شرط مهم... در زیر برخی از انواع اصلی سیستم های هیدرولیک آورده شده است.

جک هیدرولیک

این سیستم (شکل 1) از یک مخزن سیال، سیستمی از شیرها و میله ها تشکیل شده و یک بازوی هیدرولیک پاسکال است. حرکت میله کوچک (پمپ) به سمت پایین باعث می شود که میله بزرگ (سیلندر بالابر) با بار بالا برود. از آنجایی که فشار زیر میله های کوچک و بزرگ یکسان است و نواحی میله ها (که این فشار روی آن ها اعمال می شود) متفاوت است، طبق قانون پاسکال، با نیروی کمی روی میله پمپ، نیروی بسیار بیشتری حاصل می شود. روی سیلندر بالابر

شکل 1 سکته ورودی را در بالا نشان می دهد. شیر چک خروجی هنگام بارگیری تحت فشار بسته می شود و شیر چک مکش باز می شود تا مایع از مخزن محفظه پمپاژ را پر کند. در نمودار پایینی شکل 1، پیستون پمپ به سمت پایین حرکت می کند. شیر چک ورودی تحت فشار بسته می شود و دریچه خروجی باز می شود. توده ای از سیال در زیر پیستون بزرگ پمپ می شود تا آن را بلند کند. برای کاهش بار، شیر سوم (سوپاپ سوزنی) در سیستم تعبیه شده است. وقتی باز می شود، حجم سیال زیر پیستون بزرگ با مخزن ارتباط برقرار می کند. بار، میله بالابر بزرگ را به سمت پایین حرکت می دهد و سیال را به داخل مخزن باز می گرداند.

بالا- ضربه آبگیری و نگه داشتن بار، در پایین- سکته مغزی رهاسازی و بلند کردن بار.

شکل 1 - جک هیدرولیک

موتور هیدرولیک برگشت پذیر

شکل 2 و 3 یک پمپ هیدرولیک مکانیکی و یک موتور چرخشی برگشت پذیر هیدرولیک را نشان می دهد. یک شیر جهت جریان (شیر معکوس) جریان سیال را به یک یا آن طرف موتور هدایت می کند و به مخزن باز می گردد. این به موتور هیدرولیک اجازه می دهد تا در جهات مختلف چرخش (بازگشت پذیری) کار کند.شیر اطمینان از سیستم در برابر فشار بیش از حد محافظت می کند و می تواند جریان سیال را از پمپ به مخزن دور بزند اگر فشار بیش از حد بالا رفت.

شکل 2 - موتور هیدرولیک برگشت پذیر

شکل 3 - موتور هیدرولیک برگشت پذیر (ادامه دارد)

سیستم مرکز باز

در این سیستم، شیر کنترل جهت در مرکز باید باز باشد تا جریان روغن از شیر عبور کند و به مخزن بازگردد. شکل 4 این سیستم را در حالت خنثی نشان می دهد. برای اینکه بتوان چندین عملکرد هیدرولیک را به طور همزمان اجرا کرد، یک سیستم مرکز باز باید اتصالات صحیحی داشته باشد که در زیر به آنها پرداخته می شود. سیستم مرکز باز در انجام برخی عملکردهای هیدرولیکی کارآمد است و به بسیاری از عملکردها محدود می شود.

شکل 4 - سیستم هیدرولیک مرکز باز

(1) اتصال سریال. شکل 5 یک سیستم مرکز باز را با مصرف کننده ها / شیرهای هیدرولیک به صورت سری نشان می دهد. جریان روغن از پمپ به سه شیر کنترلی به صورت سری هدایت می شود. مرکز هر شیر در موقعیت خنثی باز است تا جریان روغن آزادانه از پمپ به مخزن حرکت کند. جهت جریان روغن با فلش نشان داده می شود. جریان از خروجی شیر اول به ورودی شیر دوم هدایت می شود و به همین ترتیب. هنگامی که شیر کنترل کار می کند، روغن ورودی وارد سیلندر می شود که توسط شیر کنترل مربوطه کنترل می شود. سیال برگشتی از سیلندر از طریق خط برگشت و به شیر بعدی هدایت می شود.

شکل 5 - سیستم هیدرولیک مرکز باز با اتصال سری.

این سیستم تنها زمانی موثر است که یک شیر کنترل همزمان کار کند. هنگامی که این اتفاق می افتد، جریان کامل روغن و فشار خروجی پمپ برای این عملکرد موجود است. با این حال، اگر بیش از یک شیر کنترل فعال باشد، مبلغ کلفشار و جریان مورد نیاز برای هر عملکرد نمی تواند از پارامتر تنظیم مجدد سیستم (تنظیم شیر تسکین) فراتر رود.

2) اتصال سریال موازی. شکل 6 تغییر را نشان می دهد اتصال سریال... روغن پمپ از طریق شیرهای کنترل به صورت سری و موازی هدایت می شود. گاهی اوقات دریچه ها برای ایجاد عبور جریان اضافی "انباشته می شوند". در حالت خنثی، سیال به ترتیب همانطور که فلش ها نشان می دهد از طریق دریچه ها جریان می یابد. با این حال، هنگامی که هر شیر جهتی فعال می شود، خروجی دریچه در حال اجرا بسته می شود، اما جریان روغن از طریق اتصال موازی در دسترس همه شیرهای دیگر قرار می گیرد.

شکل 6 - سیستم هیدرولیک مرکز باز با اتصال سری-موازی.

هنگامی که دو یا چند سوپاپ به طور همزمان کار می کنند، سیلندری که به کمترین فشار نیاز دارد ابتدا کار می کند و سپس سیلندر با فشار کمتر بعدی و غیره. این توانایی برای کار همزمان دو یا چند شیر یک مزیت نسبت به اتصال سری است.

(3) تقسیم کننده جریان. شکل 7 یک سیستم مرکز باز با یک تقسیم کننده جریان را نشان می دهد. تقسیم کننده جریان، حجم روغن را از پمپ دریافت می کند و آن را بین دو عملکرد تقسیم می کند. به عنوان مثال، اگر هر دو شیر کنترل به طور همزمان فعال شوند، می توان یک تقسیم کننده جریان را طوری تنظیم کرد که ابتدا سمت چپ را باز کند. یا می تواند جریان روغن را به دو طرف تقسیم کند، به طور مساوی یا با درصدهای مختلف. برای چنین سیستم تقسیم کننده جریان، پمپ باید به اندازه کافی قدرتمند باشد تا بتواند همزمان همه عملکردها را انجام دهد. همچنین باید سیال را با حداکثر فشار به مهمترین عملکردهای هیدرولیک برساند. این بدان معنی است که وقتی فقط یک شیر کنترل کار می کند، اسب بخار زیادی هدر می رود.

شکل 7 - سیستم هیدرولیک مرکز باز با تقسیم کننده جریان.

سیستم مرکز بسته

در این سیستم، پمپ می تواند در حالت آماده به کار (Standby) زمانی که برای کارکرد این عملکرد نیازی به روغن نباشد، خاموش باشد. این بدان معنی است که شیر کنترل (توزیع کننده) در مرکز بسته است و جریان روغن از پمپ را متوقف می کند. شکل 8 شماتیک یک سیستم هیدرولیک مرکز بسته را در حین عملیات عملکرد هیدرولیک نشان می دهد. برای اینکه چندین عملکرد به طور همزمان کار کنند، سیستم هیدرولیک مرکز بسته دارای اتصالات زیر است:

شکل 8 - سیستم هیدرولیک مرکز بسته

(1) پمپ جریان ثابتو باتری شکل 9 یک سیستم هیدرولیک مرکز بسته با یک انباشته را نشان می دهد. این سیستم دارای یک پمپ کوچک است اما باتری را با حجم ثابت شارژ می کند. هنگامی که آکومولاتور تا فشار کامل شارژ می شود، شیر تخلیه کننده جریان پمپ را به سمت مخزن منحرف می کند. شیر چک روغن را در مدار تحت فشار نگه می دارد.

شکل 9 - سیستم هیدرولیک مرکز بسته با باتری.

هنگامی که شیر کنترل کار می کند، آکومولاتور روغن خود را تحت فشار تخلیه می کند و سیلندر را به حرکت در می آورد. با شروع افت فشار، شیر تخلیه کننده باز می شود و جریان پمپ را به سمت آکومولاتور هدایت می کند تا جریان دوباره شارژ شود. این سیستم با استفاده از یک پمپ جابجایی کوچک، زمانی مؤثر است که روغن فقط برای مدت کوتاهی مورد نیاز باشد. با این حال، هنگامی که عملکرد هیدرولیک به مقدار زیادی روغن برای دوره های طولانی تر نیاز دارد، اگر باتری خیلی بزرگ نباشد، سیستم باتری ممکن است نتواند با این مشکل مقابله کند.

(2) پمپ جریان متغیر. شکل 10 یک سیستم هیدرولیک مرکز بسته را با یک پمپ جابجایی متغیر با شیر پایلوت در حالت خنثی نشان می دهد. هنگامی که شیر کنترل در حالت خنثی است (مرکز بسته است)، روغن پمپ می شود تا فشار به سطح از پیش تعیین شده افزایش یابد. شیر تنظیم فشار به پمپ اجازه می دهد تا خود را خاموش کند و این فشار را در شیر حفظ کند. پمپ در حالت آماده به کار است میزان جریان روغن پمپ نزدیک به صفر است (نشت های خود در پمپ دوباره پر می شود) ، فشار برابر با تنظیمات شیر ​​فشار پمپ آماده به کار است.

هنگامی که شیر کنترل فعال می شود (به سمت بالا حرکت می کند)، روغن از پمپ به پایین حفره سیلندر منحرف می شود. افت فشار ناشی از ارتباط بین خط فشار پمپ و پایین سیلندر باعث می شود پمپ از حالت آماده به کار برای ایجاد جریان روغن و فشار به پایین پیستون برای بلند کردن بار کار کند.

شکل 10 - سیستم هیدرولیک مرکز بسته با پمپ جریان متغیر.

در طول این مدت، قسمت بالای سیلندر به خط برگشت متصل می شود که به روغن اجازه می دهد تا از پیستون خارج شود تا به مخزن یا پمپ بازگردد. هنگامی که شیر کنترل به حالت خنثی باز می گردد، روغن در دو طرف سیلندر به دام می افتد و فشار از پمپ به سیلندر هیدرولیک به شدت بسته می شود. پس از این ترتیب، پمپ دوباره به حالت آماده به کار می رود. حرکت قرقره به سمت پایین، روغن را به بالای حفره پیستون هدایت می کند و وزن را به سمت پایین حرکت می دهد. روغن از پایین پیستون به مخزن هدایت می شود.

شکل 11 همان سیستم مرکز بسته را نشان می دهد، اما با یک پمپ تقویت کننده (پمپ شارژ) که روغن را از یک مخزن به یک پمپ با نرخ متغیر پمپ می کند. در حین کار پمپ آرایش، فشار مورد نیازبرای پمپ اصلی و مقدار روغن مورد نیاز برای آن. همه اینها عملکرد پمپ دبی متغیر را کارآمدتر می کند. روغن برگشتی از عملکردهای هیدرولیک عملیاتی کل سیستم هیدرولیک مستقیماً به ورودی پمپ جریان متغیر هدایت می شود.

شکل 11 - سیستم هیدرولیک مرکز بسته با بوستر پمپ.

از آنجایی که ماشین های مدرن به نیروی هیدرولیک بیشتری نیاز دارند، سیستم هیدرولیک مرکز بسته مقرون به صرفه تر است. به عنوان مثال، در یک تراکتور، ممکن است روغن برای فرمان برقی، تقویت کننده ترمز، سیلندرهای برده، اتصال سه نقطه ای، لودر و سایر اتصالات مورد نیاز باشد. در بیشتر موارد، هر عملکرد به مقدار متفاوتی روغن نیاز دارد. در سیستم های مرکز بسته، مقدار روغن برای هر عملکرد را می توان بر اساس خط یا اندازه سوپاپ، یا با دریچه گاز با تولید گرمای داخلی کمتر نسبت به یک سیستم مرکز باز قابل مقایسه با تقسیم کننده های جریان، تنظیم کرد. مزایای دیگر سیستم مرکز بسته عبارتند از:

• به هیچ دریچه تخلیه کننده نیاز نیست زیرا هنگامی که به فشار آماده به کار رسید پمپ خود به خود خاموش می شود. این امر از ایجاد گرما در سیستم هایی که اغلب به فشار کمکی می رسد جلوگیری می کند.
• دارای خطوط، سوپاپ ها و سیلندرهایی است که می توانند با جریان مورد نیاز هر عملکرد سازگار شوند.
• ذخیره جریان نفت برای کار کاملو سرعت هیدرولیک، در سرعت های پایین موتور در دقیقه (rpm) موجود است. توابع بیشتری را می توان همزمان استفاده کرد.

راندمان کاری بیشتر در برخی موارد. به عنوان مثال، عملکردهای هیدرولیک مانند ترمزها که به نیرو نیاز دارند اما حرکت پیستون بسیار کمی دارند. با باز نگه داشتن سوپاپ، در حالت آماده به کار، فشار به طور مداوم به پیستون ترمز بدون از دست دادن کارایی وارد می شود، زیرا پمپ به حالت آماده به کار باز می گردد.

مکانیزم ها، ماشین ها و ماشین آلات مدرن، با وجود ساختار به ظاهر پیچیده، مجموعه ای از ماشین های به اصطلاح ساده - اهرم، پیچ، طوق و مانند آن هستند. اصل کار دستگاه های بسیار پیچیده بر اساس قوانین اساسی طبیعت است که توسط علم فیزیک مطالعه می شود. به عنوان مثال، دستگاه و اصل عملکرد پرس هیدرولیک را در نظر بگیرید.

پرس هیدرولیک چیست؟

پرس هیدرولیک ماشینی است که نیرویی تولید می کند که به طور قابل توجهی بیشتر از نیروی اعمال شده اولیه است. نام "پرس" نسبتاً دلخواه است: چنین دستگاه هایی اغلب برای فشرده سازی یا فشار دادن استفاده می شوند. مثلا برای گرفتن روغن سبزیجاتدانه های روغنی به شدت فشرده می شوند و روغن را فشرده می کنند. در صنعت از پرس های هیدرولیک برای ساخت محصولات به روش مهر زنی استفاده می شود.

اما اصل پرس هیدرولیک را می توان در زمینه های دیگر نیز استفاده کرد. ساده ترین مثال: جک هیدرولیک- مکانیزمی که به استفاده از تلاش نسبتاً کمی دست انسان برای بلند کردن بارها اجازه می دهد که جرم آنها به وضوح بیش از توانایی های یک فرد است. بر اساس همان اصل - استفاده از انرژی هیدرولیک، عمل انواع مکانیسم ها ساخته شده است:

• ترمز هیدرولیک؛
• کمک فنر هیدرولیک؛
• درایو هیدرولیک؛
• پمپ هیدرولیک.

محبوبیت مکانیزم هایی از این دست در زمینه های مختلف فناوری به این دلیل است که انرژی عظیمی را می توان با استفاده از یک دستگاه نسبتاً ساده متشکل از شیلنگ های نازک و انعطاف پذیر منتقل کرد. پرس های صنعتی چند تنی، بوم های جرثقیل و بیل مکانیکی - همه این ماشین ها، غیر قابل تعویض در دنیای مدرن، به لطف هیدرولیک به طور موثر کار می کنند. علاوه بر دستگاه های صنعتی با قدرت غول پیکر، تعداد زیادی نیز وجود دارد مکانیزم های دستیبه عنوان مثال جک، گیره و پرس کوچک.

پرس هیدرولیک چگونه کار می کند

برای درک نحوه عملکرد این مکانیسم، باید به یاد داشته باشید که رگ های ارتباطی چیست. این اصطلاح در فیزیک به ظروف متصل به یکدیگر و پر از مایع همگن اشاره دارد. قانون کشتی های ارتباطی می گوید که یک مایع همگن در حالت استراحت در رگ های ارتباطی در یک سطح است.

اگر حالت استراحت مایع در یکی از ظروف را به هم بزنیم، مثلاً مایعی را اضافه کنیم یا به سطح آن فشار وارد کنیم تا سیستم را به حالت تعادل برسانیم که هر سیستمی به آن تمایل دارد، سطح مایع در ارتباط باقی مانده با کشتی های داده شده افزایش می یابد. این بر اساس قانون فیزیکی دیگری اتفاق می‌افتد که به نام دانشمندی که آن را تدوین کرده است - قانون پاسکال. قانون پاسکال به شرح زیر است: فشار در یک مایع یا گاز به همه نقاط به یک شکل منتشر می شود.

اصل عملکرد هر مکانیزم هیدرولیکی بر چه اساسی استوار است؟ چرا یک نفر می تواند ماشینی با وزن بیش از یک تن را برای تعویض چرخ به راحتی بلند کند؟

از نظر ریاضی، قانون پاسکال به شرح زیر است:

فشار P به تناسب مستقیم با نیروی اعمالی F بستگی دارد. این قابل درک است - هر چه فشار سخت تر باشد فشار بیشتر... و با مساحت نیروی اعمالی نسبت معکوس دارد.

هر ماشین هیدرولیک یک مخزن ارتباطی با پیستون است. نمودار شماتیک و دستگاه پرس هیدرولیک در عکس نشان داده شده است.

تصور کنید که پیستونی را در یک ظرف بزرگتر فشار داده ایم. طبق قانون پاسکال، فشار در سیال ظرف شروع به پخش شدن می کند و طبق قانون مخازن ارتباطی، برای جبران این فشار، پیستون در ظرف کوچکی بالا می آید. علاوه بر این، اگر در یک کشتی بزرگ پیستون یک فاصله حرکت کرده باشد، در یک کشتی کوچک این فاصله چندین برابر بیشتر خواهد بود.

با انجام یک آزمایش یا یک محاسبه ریاضی، به راحتی می توان به یک الگو توجه کرد: فاصله ای که پیستون ها در ظروف با قطرهای مختلف حرکت می کنند به نسبت مساحت پیستون کوچکتر به بزرگ بستگی دارد. اگر برعکس، نیرو به پیستون کوچکتر وارد شود، همین اتفاق خواهد افتاد.

طبق قانون پاسکال، اگر فشار حاصل از عمل نیروی وارد شده به واحد سطح پیستون یک سیلندر کوچک به طور مساوی در همه جهات گسترش یابد، فشار یکسانی بر روی پیستون بزرگ اعمال می‌شود که تنها با افزایش به اندازه مساحت پیستون دوم منطقه بیشترکمتر

این فیزیک و ساختار یک پرس هیدرولیک است: افزایش نیرو به نسبت مساحت پیستون ها بستگی دارد. به هر حال، در یک کمک فنر هیدرولیک از نسبت مخالف استفاده می شود: نیروی زیادی توسط هیدرولیک کمک فنر جذب می شود.

این ویدئو عملکرد یک مدل پرس هیدرولیک را نشان می دهد که به وضوح عملکرد این مکانیسم را نشان می دهد.

طراحی و عملکرد پرس هیدرولیک از قانون طلایی مکانیک پیروی می کند: برنده شدن در استحکام، ما در فاصله باختیم.

از تئوری تا عمل

بلز پاسکال، با توجه به اصل عملکرد یک پرس هیدرولیک، آن را "ماشین افزایش نیرو" نامید. اما از لحظه تحقیق نظری تا اجرای عملی بیش از صد سال می گذرد. دلیل این تاخیر بیهودگی اختراع نبود - مزایای دستگاه برای افزایش قدرت آشکار است. طراحان تلاش های زیادی برای ساخت این مکانیسم انجام داده اند. مشکل سختی ایجاد بود واشر آب بندی، که به پیستون اجازه می دهد به خوبی در برابر دیواره های کشتی قرار گیرد و در عین حال آن را قادر می سازد به راحتی سر بخورد و هزینه اصطکاک را به حداقل برساند - بالاخره در آن زمان لاستیک وجود نداشت.

این مشکل تنها در سال 1795 حل شد، زمانی که مخترع انگلیسی جوزف برهما مکانیزمی به نام "پرس برهما" را ثبت کرد. بعدها این دستگاه به نام معروف شد فشار هیدرولیکی... طرح عملکرد دستگاه، که از لحاظ نظری توسط پاسکال ترسیم شده و در مطبوعات برهما تجسم یافته است، در طول قرن های گذشته به هیچ وجه تغییر نکرده است.

سیستم های هیدرولیک در طیف گسترده ای از تجهیزات استفاده می شود، اما هر یک بر اساس یک اصل مشابه است. این بر اساس قانون کلاسیک پاسکال است که در قرن هفدهم کشف شد. به گفته وی فشاری که به حجم سیال وارد می شود نیرو ایجاد می کند. به طور مساوی در همه جهات منتقل می شود و فشار یکسانی را در هر نقطه ایجاد می کند.

اساس کار هیدرولیک از هر نوعی، استفاده از انرژی سیالات و توانایی، با اعمال نیروی کوچک، برای تحمل بار افزایش یافته در یک منطقه بزرگ است - به اصطلاح ضریب هیدرولیک. بنابراین، انواع دستگاه هایی که بر اساس استفاده از انرژی هیدرولیک کار می کنند را می توان به عنوان هیدرولیک طبقه بندی کرد.

تجهیزات ویژه با آبرسانی
ربات های هیدرولیک در کارخانه کاماز

انواع هیدرولیک بر اساس کاربرد

با وجود "پایه" رایج، سیستم های هیدرولیک در تنوع خود قابل توجه هستند. از طرح‌های هیدرولیک پایه، متشکل از سیلندرها و لوله‌های متعدد، تا آن‌هایی که عناصر هیدرولیک و راه‌حل‌های الکتریکی را ترکیب می‌کنند، وسعت مهندسی را نشان می‌دهند و مزایای کاربردی را در صنایع مختلف ارائه می‌کنند:

• صنعت - به عنوان یک عنصر ریخته گری، پرس، حمل و نقل و تجهیزات حمل و نقل، ماشین آلات برش فلز، نوار نقاله.
• کشاورزی - پیوست هاتراکتورها، بیل مکانیکی ها، کمباین ها و بولدوزرها توسط سیستم های برق آبی کنترل می شوند.
• صنعت خودرو: سیستم ترمز هیدرولیک - "باید" برای اتومبیل ها و کامیون های مدرن؛
• هوافضا: سیستم‌های مستقل یا یکپارچه با پنوماتیک، در شاسی، دستگاه‌های کنترلی استفاده می‌شوند.
• ساخت و ساز: تقریباً تمام تجهیزات ویژه مجهز به واحدهای هیدرولیک هستند.
• مهندسی دریایی: سیستم های هیدرولیک در توربین ها، فرمان استفاده می شود.
• تولید نفت و گاز، حفاری دریایی، انرژی، چوب بری و ذخیره سازی، مسکن و خدمات عمومی و بسیاری از مناطق دیگر.

ایستگاه هیدرولیک برای ماشین تراش

در صنعت (برای برش فلز و سایر ماشین آلات) از هیدرولیک های مدرن تولیدی به دلیل قابلیت ارائه حالت بهینهکار با کمک تنظیم بدون پله، برای به دست آوردن حرکات نرم و دقیق تجهیزات و سهولت اتوماسیون آن.

سیستم‌های با کنترل خودکار به طور گسترده در ماشین‌های تولیدی و در ساخت و ساز، محوطه‌سازی، جاده‌ها و کارهای دیگر - بیل‌های مکانیکی و سایر وسایل نقلیه ردیابی یا چرخدار با واحدهای هیدرولیک استفاده می‌شوند. سیستم هیدرولیک توسط یک موتور وسیله نقلیه (موتور احتراق داخلی یا الکتریکی) تغذیه می شود و عملکرد پیوست ها - سطل ها، فلش ها، چنگال ها و غیره را تضمین می کند.

بکهو لودر هیدرولیک

انواع هیدرولیک با درایوهای هیدرولیک مختلف

در تجهیزات برای حوزه های مختلفدرایوهای هیدرولیک از یکی از دو نوع استفاده می شود - هیدرودینامیک که عمدتاً با انرژی جنبشی یا حجمی کار می کنند. دومی از انرژی پتانسیل فشار مایعات استفاده می کند، فشار بالایی را ایجاد می کند و به دلیل برتری فنی، به طور گسترده در ماشین های مدرن استفاده می شود. سیستم‌هایی با درایوهای حجمی فشرده و کارآمد بر روی بیل‌های مکانیکی و ماشین‌ابزارهای سنگین نصب می‌شوند. فشار عملیاتیبه 300 مگاپاسکال و بیشتر می رسد.

نمونه ای از تکنیک با درایو هیدرولیک حجمی
چرخ کارتوربین های هیدرولیک برای نیروگاه برق آبی

درایوهای هیدرولیک حجمی در اکثر سیستم های هیدرولیک مدرن نصب شده در پرس، بیل مکانیکی و تجهیزات ساختمانی، ماشین آلات فلزکاری و غیره استفاده می شود. دستگاه ها بر اساس:

• ماهیت حرکت لینک های خروجی موتور هیدرولیک - می تواند چرخشی (با محور یا محفظه محرک)، انتقالی یا چرخشی، با حرکت در زاویه تا 270 درجه باشد.
• تنظیم: قابل تنظیم و غیر قابل تنظیم به صورت دستی یا حالت خودکار، دریچه گاز، حجمی یا حجمی دریچه گاز راه;
• طرح های گردش سیال کار - فشرده بسته، مورد استفاده در تجهیزات سیار، و باز، که با مخزن هیدرولیک جداگانه ارتباط برقرار می کند.
• منابع تامین مایعات: با پمپ ها یا درایوهای هیدرولیک، خط اصلی یا مستقل.
• نوع موتور - برقی، موتورهای احتراق داخلی در خودروها و تجهیزات ویژه، توربین های کشتی و غیره.

توربین زیمنس با درایو هیدرولیک

انواع طراحی هیدرولیک

در صنعت از ماشین آلات و مکانیزم هایی با دستگاه پیچیده استفاده می شود، اما به عنوان یک قاعده، هیدرولیک موجود در آنها طبق یک معمول کار می کند. نمودار شماتیک... سیستم شامل:

• یک سیلندر هیدرولیک در حال کار که انرژی هیدرولیک را به حرکت مکانیکی تبدیل می کند (یا به صورت قوی تر سیستم های صنعتی، موتور هیدرولیک)؛
• پمپ هیدرولیک؛
• یک مخزن برای یک مایع کار که در آن یک گردن، یک تنفس و یک فن ارائه شده است.
• سوپاپ - عدم بازگشت، ایمنی و توزیع (هدایت سیال به سیلندر یا مخزن).
• فیلترهای خوب (هر کدام در خطوط تامین و برگشت) و فیلترهای درشت - برای حذف ناخالصی های مکانیکی.
• سیستمی که همه عناصر را کنترل می کند.
• مدار (مخازن تحت فشار، لوله کشی و سایر اجزاء)، مهر و موم و واشر.

طرح کلاسیکسیستم هیدرولیک مجزا

بسته به نوع سیستم هیدرولیک، طراحی آن ممکن است متفاوت باشد - این بر دامنه دستگاه، پارامترهای عملکرد آن تأثیر می گذارد.

سیلندر هیدرولیک کار استاندارد یک ترمز برای کمباین Niva SK-5

انواع عناصر ساختاری سیستم هیدرولیک

اول از همه، نوع درایو مهم است - بخشی از هیدرولیک که انرژی را تبدیل می کند. سیلندرها از نوع چرخشی هستند و می توانند سیالات را فقط به یک انتها یا به هر دو (به ترتیب یک یا دو اثر) هدایت کنند. تلاش آنها در یک خط مستقیم هدایت می شود. هیدرولیک نوع بازبا سیلندرهایی که حرکت رفت و برگشتی را به لینک های خروجی می دهند، در تجهیزات کم مصرف و متوسط ​​استفاده می شود.

تجهیزات ویژه با موتور هیدرولیک

در سیستم های پیچیده صنعتی به جای سیلندرهای کارکرده، موتورهای هیدرولیک تعبیه می شود که مایع از پمپ وارد آن شده و سپس به خط باز می گردد. موتورهای هیدرولیک یک حرکت چرخشی با زاویه چرخش نامحدود به لینک های خروجی ایجاد می کنند. آنها توسط سیال هیدرولیک در حال کار از پمپ هدایت می شوند که به نوبه خود باعث چرخش عناصر مکانیکی می شود. در تجهیزات مناطق مختلف موتورهای دنده ای، پره ای یا پیستونی نصب می شود.

موتور پیستونی شعاعی

جریان در سیستم توسط دریچه های هیدرولیک - دریچه گاز و هدایت کنترل می شود. با توجه به ویژگی های طراحی، آنها به سه نوع قرقره، جرثقیل و شیر تقسیم می شوند. بیشترین تقاضا در صنعت، سیستم های مهندسیو شیرهای هیدرولیک ارتباطی نوع اول. مدل های قرقره کارکرد آسان، جمع و جور و قابل اعتماد هستند.

پمپ هیدرولیک- یکی دیگر اساسا عنصر مهمهیدرولیک تجهیزاتی که انرژی مکانیکی را به انرژی فشار تبدیل می کند در سیستم های هیدرولیک بسته و باز استفاده می شود. برای تجهیزاتی که در شرایط "سخت" کار می کنند (حفاری، معدن، و غیره)، مدل هایی از نوع پویا نصب می شود - آنها نسبت به آلودگی و ناخالصی ها حساسیت کمتری دارند.

پمپ هیدرولیک
پمپ هیدرولیک مقطعی
جفت پمپ هیدرولیک-موتور هیدرولیک

همچنین، پمپ ها بر اساس عملکرد - اجباری یا غیر اجباری طبقه بندی می شوند. اکثر سیستم های هیدرولیک مدرن با استفاده از فشار خون بالا، پمپ های نوع اول را نصب کنید. با طراحی، مدل ها متمایز می شوند:

• دنده؛
• تیغه دار
• پیستونی - انواع محوری و شعاعی.
• و غیره.

دستکاری های هیدرولیک برای چاپ سه بعدی

برای قوانین هیدرولیک کاربردهایی وجود دارد - تولیدکنندگان مدل های جدیدی از ماشین آلات و تجهیزات را ارائه می کنند. از جمله جالب ترین آنها می توان به سیستم های هیدرولیک نصب شده در دستکاری کننده ها برای چاپ سه بعدی، روبات های مشارکتی، دستگاه های میکروسیال پزشکی، هوانوردی و سایر تجهیزات اشاره کرد. بنابراین، هر طبقه بندی را نمی توان کامل در نظر گرفت - پیشرفت علمی تقریباً هر روز آن را تکمیل می کند.

pi4 workerbot یک ربات صنعتی فوق مدرن است که حالات چهره را بازتولید می کند

دستکاری هیدرولیک، چاپ شده بر روی یک چاپگر سه بعدی

تجهیزات هیدرولیک در خطوط یک کارخانه هواپیما