1. PRINSIP DASAR HIDROLIK

Sistem kontrol hidraulik memainkan peran yang sangat penting dalam pengoperasian transmisi otomatis yang benar. Tanpa sistem hidraulik, transfer daya maupun kontrol transmisi otomatis tidak dapat dilakukan. Fluida kerja menyediakan pelumasan, perpindahan gigi, pendinginan dan koneksi transmisi ke mesin. Dengan ketidakhadiran cairan kerja tak satu pun dari fungsi ini akan dilakukan. Oleh karena itu, sebelum mempelajari secara rinci pengoperasian kopling dan rem transmisi otomatis, perlu untuk menguraikan ketentuan dasar hidrolika.

Hidrolik "tuas" (Hukum Pascal)

Pada awal abad ke-17, ilmuwan Prancis Pascal menemukan hukum pengungkit hidrolik. Melalui penelitian laboratorium, ia menemukan bahwa gaya dan gerak dapat ditransmisikan melalui fluida terkompresi. Studi lebih lanjut oleh Pascal menggunakan bobot dan piston dari area yang berbeda menunjukkan bahwa sistem hidrolik dapat digunakan sebagai penguat, dan hubungan antara gaya dan perpindahan dalam sistem hidrolik serupa dengan hubungan antara gaya dan perpindahan dalam sistem mekanis tuas.

Hukum Pascal menyatakan:

"Tekanan pada permukaan cairan, yang disebabkan oleh kekuatan eksternal, ditransmisikan oleh cairan secara merata ke segala arah." Di silinder kanan (Gbr. 6-1), tekanan dihasilkan yang sebanding dengan luas piston dan gaya yang diberikan. Jika gaya 100 kg diterapkan pada piston, dan luasnya adalah 10 cm2, maka tekanan yang dibuat akan sama dengan 100 kg / 10 cm2 = 10 kg / cm2. Terlepas dari bentuk dan ukuran sistem, tekanan fluida didistribusikan secara merata. Dengan kata lain, tekanan fluida adalah sama di semua titik.

Secara alami, jika cairan tidak dikompresi, maka tekanan tidak akan tercipta. Hal ini dapat disebabkan, misalnya, oleh kebocoran seal piston. Oleh karena itu, penyegelan piston memainkan peran penting dalam pengoperasian sistem hidrolik yang tepat.

Perlu dicatat bahwa dengan menciptakan tekanan 10 kg / cm2, dimungkinkan untuk memindahkan berat 100 kg dengan menerapkan gaya hanya 10 kg ke piston lain (dengan diameter lebih kecil). Hukum di atas sangat penting, karena digunakan saat mengontrol gesekan kopling dan rem.

1.2. ELEMEN DASAR SISTEM KONTROL OTOMATIS HIDROLIK

Sekarang mari kita pertimbangkan prinsip-prinsip pengoperasian elemen-elemen yang membentuk bagian hidrolik dari sistem kontrol transmisi otomatis.

Mari kita pertimbangkan bagaimana pembentukan, pengaturan, dan perubahan berbagai tekanan yang digunakan dalam sistem kontrol transmisi otomatis terjadi, tujuan dan prinsip pengoperasian katup lain, interaksinya saat memindahkan gigi. Selain itu, akan ditunjukkan bagaimana kualitas switching dikendalikan. Sebagai kesimpulan, kami akan mempertimbangkan prinsip pengoperasian sistem pelumasan, pendinginan ATF, dan kontrol kopling pengunci konverter torsi.

Aliran fluida ke transmisi otomatis dibuat oleh pompa yang terletak di depan rumah transmisi antara konverter torsi dan transmisi. Biasanya, pompa digerakkan langsung oleh mesin melalui rumah konverter dan selongsong penggerak (Gambar 6-3). Tugas utama pompa adalah menyediakan, terlepas dari mode pengoperasian engine, aliran ATF yang berkelanjutan untuk semua sistem yang diservis.

Untuk mengontrol gearbox, ATF disuplai dari pompa melalui sistem katup ke aktuator rem dan kopling pengunci. Semua ini, bersama-sama, disebut sistem hidrolik kontrol transmisi otomatis. Elemen-elemen sistem hidrolik termasuk pompa, silinder hidrolik, booster, piston, nozel, akumulator, dan katup.

Dalam proses perkembangannya, sistem hidrolik telah mengalami perubahan yang signifikan, terutama dari segi fungsi yang dijalankannya. Awalnya, dia bertanggung jawab atas semua proses yang terjadi di transmisi otomatis saat mobil bergerak. Dia membentuk semua tekanan yang diperlukan, menentukan momen perpindahan gigi, bertanggung jawab atas kualitas perpindahan, dll. Namun, sejak kemunculan unit kontrol elektronik pada mobil, sistem hidrolik telah kehilangan sebagian fungsinya dalam mengendalikan transmisi otomatis. Saat ini, sebagian besar fungsi kontrol transmisi otomatis dialihkan ke unit kontrol elektronik, dan sistem hidrolik hanya digunakan sebagai aktuator.

Sebelum mulai mempelajari prinsip-prinsip bagian hidrolik dari sistem kontrol, kita akan berkenalan dengan dasar-dasar pengoperasian elemen hidrolik yang paling sering digunakan di dalamnya.

Sistem hidrolik transmisi otomatis serupa karena semuanya terdiri dari komponen yang sama. Bahkan dalam transmisi otomatis paling modern dengan unit kontrol elektronik, sistem hidraulik digunakan, yang sedikit berbeda dalam komposisi elemen dari transmisi otomatis dengan sistem kontrol hidraulik murni.

Setiap sistem kontrol transmisi otomatis hidrolik dapat disederhanakan sebagai sistem yang terdiri dari reservoir (palet), pompa, katup, saluran penghubung (saluran) dan perangkat yang mengubah energi hidrolik menjadi energi mekanik (penggerak hidrolik) (Gbr. 6-2) .

1.2.1. RESERVOIR UNTUKATF

Untuk pengoperasian normal sistem hidraulik, tingkat ATF tertentu harus selalu ada di dalam tangki. Fungsi reservoir dalam transmisi otomatis mobil penumpang, biasanya, dilakukan oleh palet atau kotak transmisi.

Sump terhubung ke atmosfer melalui tabung dipstick atau nafas ATF. Koneksi ke atmosfer diperlukan agar pompa dan segel bibir berfungsi dengan baik. Selama operasi, pompa menciptakan ruang hampa di saluran hisap, akibatnya ATF dari bah di bawah pengaruh tekanan atmosfer mengalir melalui filter ke saluran hisap pompa.

Jika peran tangki ATF dimainkan oleh panci, maka magnet permanen terletak di dalamnya (kadang-kadang di dalam sumbat pembuangan) untuk menjebak produk keausan besi.

1.2.2. POMPA

Penciptaan aliran fluida yang terus menerus, serta tekanan, dalam sistem hidrolik transmisi otomatis dilakukan menggunakan pompa. Perhatikan, bagaimanapun, bahwa pompa tidak secara langsung menghasilkan tekanan. Tekanan dihasilkan hanya jika ada hambatan terhadap aliran fluida dalam sistem hidrolik. Awalnya, ATF bebas mengisi sistem kontrol transmisi otomatis. Hanya setelah pengisian lengkap dalam sistem hidrolik, karena adanya saluran buntu, tekanan mulai terbentuk.

Biasanya, pompa diposisikan antara konverter dan gearbox dan digerakkan melalui rumah konverter dan lengan penggerak (Gambar 6-3) langsung dari poros engkol mesin. Jadi, jika mesin tidak bekerja, pompa tidak dapat menciptakan tekanan dalam sistem hidrolik kontrol transmisi otomatis.

Saat ini, jenis pompa berikut digunakan dalam transmisi dengan transmisi otomatis:

Gigi;

Trokoid;

Lopastny.

Prinsip pengoperasian pompa tipe roda gigi dan trochoid sangat mirip. Pompa ini diklasifikasikan sebagai pompa perpindahan tetap. Untuk satu putaran poros engkol engine, mereka memasok volume cairan yang konstan ke sistem hidraulik, terlepas dari mode pengoperasian engine dan kebutuhan sistem hidraulik. Oleh karena itu, semakin tinggi putaran mesin, semakin besar jumlah ATF per satuan waktu yang masuk ke sistem hidrolik kontrol transmisi otomatis, dan sebaliknya, semakin rendah putaran mesin, semakin sedikit volume ATF per satuan waktu yang masuk ke sistem hidrolik. Dengan demikian, mode operasi pompa semacam itu sama sekali tidak memperhitungkan kebutuhan sistem kontrol itu sendiri dalam jumlah ATF yang diperlukan untuk kontrol switching, meningkatkan konverter torsi, dll. Akibatnya, dalam kasus permintaan ATF yang rendah, sebagian besar cairan yang dipasok oleh pompa ke sistem hidraulik akan dialirkan kembali melalui pengatur tekanan ke dalam bak, yang menyebabkan hilangnya tenaga mesin yang tidak perlu dan penurunan daya mesin. bahan bakar dan kinerja ekonomi kendaraan. Tetapi pada saat yang sama, pompa roda gigi dan trochoid memiliki desain yang cukup sederhana dan dapat diandalkan dalam pengoperasiannya.

Pompa baling-baling memungkinkan Anda menyesuaikan jumlah ATF yang disuplai oleh pompa ke sistem hidraulik per putaran engine, bergantung pada mode pengoperasian sistem kontrol transmisi otomatis. Jadi ketika menghidupkan mesin, ketika perlu untuk mengisi semua saluran dan elemen sistem hidrolik dengan cairan transmisi, atau selama pergantian gigi, ketika silinder hidrolik atau booster diisi dengan cairan, sistem kontrol pompa memastikan kinerjanya yang maksimal. Dengan gerakan seragam tanpa perpindahan gigi, ketika ATF dikonsumsi hanya untuk memberi makan konverter torsi, melumasi dan mengkompensasi kebocoran, kinerja pompa memiliki nilai minimum.

Pompa roda gigi

Sebuah pompa roda gigi terdiri dari dua roda gigi yang dipasang pada selubung (Gambar 6-4). Ada dua jenis pompa roda gigi: dengan roda gigi eksternal dan internal roda gigi. Transmisi otomatis biasanya menggunakan pompa roda gigi internal. Roda gigi penggerak adalah roda gigi internal, yang, seperti disebutkan, digerakkan langsung dari poros engkol mesin. Operasi pompa mirip dengan operasi transmisi gigi dengan roda gigi internal. Tetapi tidak seperti rangkaian roda gigi sederhana, sebuah pemisah dipasang di pompa (Gbr. 6-4), yang bentuknya sangat mirip dengan bulan sabit. Tujuan dari pembagi adalah untuk mencegah kebocoran cairan dari zona pembuangan.

Ketika gigi keluar dari pertunangan, volume di antara gigi roda meningkat, yang mengarah pada munculnya zona vakum di tempat ini, oleh karena itu saluran hisap pompa terhubung ke tempat ini. Karena tekanan di zona vakum kurang dari tekanan atmosfer, ATF didorong keluar dari panci ke jalur hisap pompa.

Di tempat gigi roda gigi mulai bersentuhan, ruang antara gigi mulai berkurang, yang menyebabkan zona peningkatan tekanan, oleh karena itu, outlet terletak di tempat ini, terhubung ke saluran tekanan pompa.

Pompa trokoid

Prinsip operasi pompa trochoid persis sama dengan pompa roda gigi, tetapi alih-alih gigi, rotor dalam dan luar memiliki cam dengan profil khusus (Gbr. 6-5). Cams diprofilkan sedemikian rupa sehingga tidak perlu memasang pembagi, yang tanpanya pompa roda gigi dengan roda gigi internal roda gigi tidak dapat bekerja.

Rotor dalam, yang merupakan elemen penggerak, memutar rotor luar dengan Cams. Ruang pompa terbentuk antara Cams dan rongga rotor. Saat Cams berputar, mereka bergerak keluar dari depresi dan ruang membesar, sehingga menciptakan zona vakum. Selanjutnya, cam dari rotor luar dan dalam bersentuhan lagi, secara bertahap mengurangi volume ruang. Akibatnya, cairan dipaksa masuk ke saluran pembuangan (Gbr. 6-5).

Pompa baling-baling

Sebuah pompa baling-baling khas terdiri dari rotor, baling-baling, dan perumahan (Gambar 6-6). Rotor memiliki slot radial di mana bilah pompa dipasang. Saat rotor berputar, bilah dapat dengan bebas meluncur di slotnya.

Rotor digerakkan oleh mesin melalui rumah konverter. Rotasi rotor menyebabkan gaya sentrifugal bekerja pada bilah, yang menekannya ke permukaan silinder rumahan. Dengan demikian, ruang pemompaan terbentuk di antara bilah.

Rotor ditempatkan di lubang silinder casing pompa dengan beberapa eksentrisitas, oleh karena itu Bagian bawah rotor lebih dekat ke permukaan silinder rumah pompa (Gbr. 6-6), dan bagian atas lebih jauh. Ketika bilah meninggalkan area di mana rotor terletak lebih dekat ke casing pompa, terjadi vakum di ruang pompa. Akibatnya, ATF dari bah didorong keluar ke garis tekanan oleh tekanan atmosfer. Dengan rotasi rotor lebih lanjut, setelah melewati titik pelepasan maksimum rotor dari permukaan silinder rumahan, ruang pemompaan mulai berkurang. Tekanan cairan di dalamnya meningkat, dan kemudian ATF di bawah tekanan memasuki garis tekanan.

Jadi, semakin besar eksentrisitas rotor terhadap silinder rumah pompa, semakin tinggi kinerja pompa. Jelas, dalam kasus eksentrisitas nol, kinerja pompa juga akan menjadi nol.

Transmisi otomatis menggunakan versi pompa baling-baling yang ditingkatkan untuk memberikan perpindahan variabel pada kecepatan engine yang konstan. Tidak seperti pompa baling-baling dengan produktivitas konstan, cincin yang dapat digerakkan dipasang di rumah pompa, di dalamnya terdapat rotor dengan bilah (Gbr. 6-7).

Cincin bergerak memiliki satu bantalan poros, relatif terhadap mana ia dapat berputar, dan dengan demikian mengubah posisinya relatif terhadap rotor. Keadaan ini memungkinkan untuk menambah atau mengurangi eksentrisitas antara cincin yang dapat digerakkan dan rotor, dan oleh karena itu, untuk mengubah kinerja pompa yang sesuai.

Di dalam rotor terdapat cincin penyangga sudu, yang membatasi pergerakan sudu ke dalam rotor (Gbr. 6-7). Selain itu, ini memastikan bahwa bilah ditekan ke permukaan silinder cincin bergerak dalam kasus di mana kecepatan rotor rendah dan gaya sentrifugal tidak cukup untuk memastikan kekencangan yang tepat antara ujung bilah dan permukaan silinder dari benda bergerak. cincin.

Jika mesin tidak hidup, cincin yang dapat digerakkan berada di posisi paling kiri karena aksi pegas balik (Gbr. 6-7a). Pada posisi ini, eksentrisitas antara cincin bergerak dan rotor berada pada nilai terbesarnya, yang memberikan kinerja pompa maksimum yang diperlukan untuk memasok seluruh sistem hidraulik dengan cairan transmisi selama mesin dihidupkan.

Setelah mesin dihidupkan, pompa baling-baling perpindahan variabel beroperasi dengan cara yang sama seperti pompa baling-baling sederhana.

Sebagian besar mode operasi pergerakan mobil tidak memerlukan kinerja maksimum dari pompa, sehingga logis untuk mengurangi jumlah ATF yang disuplai oleh pompa ke sistem hidrolik transmisi otomatis dalam mode tersebut. Untuk ini, biasanya, tekanan kontrol diterapkan pada ruang antara casing pompa dan cincin bergerak (Gbr. 6-7), sehingga gaya tekanan menggerakkan cincin bergerak menuju penurunan eksentrisitas. Mengurangi eksentrisitas antara cincin bergerak dan rotor menyebabkan penurunan kinerja pompa dan, oleh karena itu, mengurangi daya yang diperlukan untuk menggerakkan pompa. Pompa akan memiliki kinerja minimum ketika cincin yang dapat digerakkan, ketika berputar relatif terhadap penopang pivot, mengambil posisi paling kanan. Jika terjadi penurunan tekanan kontrol, cincin yang dapat digerakkan, di bawah aksi pegas balik, mulai bergerak ke arah yang berlawanan, sehingga meningkatkan eksentrisitas dan kinerja pompa.

Selama pengoperasian pompa, kebocoran selalu terjadi, sehingga ATF dapat menumpuk di rongga yang dibentuk oleh cincin bergerak dan sisi kanan rumah pompa. Kehadiran ATF di rongga ini dapat menyebabkan perkembangan tekanan, yang akan menghambat pergerakan cincin bergerak. Oleh karena itu rongga ini dihubungkan dengan saluran pembuangan sehingga ATF yang bocor disana dialirkan ke dalam panci dan tidak mengganggu pergerakan movable ring.

Kapasitas pompa baling-baling dikendalikan oleh pengatur tekanan (Gbr. 6-8), yang, saat kendaraan bergerak, membentuk tekanan kontrol, sambil menyesuaikan kapasitas pompa.

1.2.3. KATUP

Setiap transmisi otomatis memiliki kotak katup, di mana semua jenis katup berada, yang melakukan berbagai fungsi sebagai bagian dari bagian hidrolik dari sistem kontrol. Semua banyak katup dapat dibagi menjadi dua kelompok sesuai dengan fungsinya:

Katup pengatur tekanan;

Katup kontrol aliran ATF.

Dalam sistem hidraulik, transmisi otomatis dengan unit kontrol elektronik digunakan secara aktif katup solenoida(solenoid), yang memungkinkan Anda mengontrol kontrol gesekan secara akurat, dengan mempertimbangkan berbagai kondisi pengoperasian mobil. Selain itu, penggunaan solenoida sangat menyederhanakan desain kotak katup.

Cara kerja katup

Sebagian besar katup yang digunakan dalam sistem kontrol transmisi otomatis adalah katup spool dan agak menyerupai kumparan (Gambar 6-9). Katup memiliki setidaknya dua sabuk, dengan bantuan yang membentuk alur melingkar.

Katup bergerak di dalam lubang bushing. Dalam hal ini, sabuk tumpang tindih satu atau beberapa lubang di selongsong katup. Tekanan yang bekerja pada ujung katup, bersama dengan pegas, menentukan posisinya relatif terhadap lubang. Dalam kotak katup transmisi otomatis, Anda dapat menemukan banyak opsi untuk menjalankan katup tipe spool. Beberapa, yang lebih sederhana, hanya memiliki satu alur annular dan hanya mengoperasikan satu lubang, sementara katup lain mungkin memiliki empat atau lebih alur dan lubang annular. Pegas paling sering dipasang hanya pada satu ujung katup, dan jika tidak ada tekanan, pegas akan menggeser katup ke salah satu posisi pembatas.

Ujung flensa yang membentuk alur annular tidak selalu memiliki diameter yang sama. Diameter yang berbeda dari permukaan ujung sabuk memungkinkan pembentukan gaya yang bekerja pada katup, dengan besaran yang berbeda, karena, menurut hukum dasar hidrolika, gaya tekanan yang bekerja pada permukaan apa pun berbanding lurus dengan luas permukaan ini. Dengan ikat pinggang berbagai diameter juga memungkinkan untuk mengontrol posisi katup relatif terhadap lubang. Pada tekanan yang sama, katup akan bergerak ke arah aksi gaya yang terbentuk pada area yang lebih luas (Gambar 6-10).

Katup sering menggunakan pegas untuk memberikan gaya tambahan, arah yang mungkin atau mungkin tidak bertepatan dengan arah gaya total tekanan fluida pada ujung katup (Gambar 6-9). Dalam kebanyakan kasus, pegas digunakan untuk mencocokkan katup dengan karakteristik kendaraan tempat transmisi digunakan. Hal ini memungkinkan penggunaan satu dan transmisi yang sama pada kendaraan yang berbeda yang berbeda satu sama lain baik dalam berat maupun tenaga mesin. Untuk setiap katup, pegas dengan kekakuan dan panjang yang ditentukan dengan baik dipilih.

Sebagian besar pegas yang digunakan dalam manifold katup yang sama tidak dapat dipertukarkan dan oleh karena itu tidak dapat digunakan dengan katup lain.

Katup pengatur tekanan

Katup kontrol tekanan dirancang untuk menghasilkan tekanan dalam sistem hidraulik yang sebanding dengan satu atau parameter lain dari kondisi kendaraan (kecepatan kendaraan, sudut bukaan throttle, dll.), atau untuk mempertahankan tekanan dalam nilai tertentu. Ada dua jenis katup yang digunakan dalam transmisi otomatis: pengatur tekanan dan katup pelepas.

Cara kerja pengatur tekanan

Regulator tekanan adalah katup spool dan kombinasi pegas. Dengan memilih karakteristik pegas dengan tepat, Anda dapat mengatur jumlah tekanan yang dihasilkan oleh katup ini. Jika pengatur tekanan dipasang di saluran segera setelah pompa, maka, seperti disebutkan di atas, tekanan yang dihasilkannya disebut tekanan saluran utama atau tekanan kerja.

Prinsip pengoperasian pengatur tekanan cukup sederhana. Sebuah pegas diterapkan pada salah satu ujung katup dan tekanan diterapkan pada ujung lainnya (Gambar 6-11).

V momen awal katup berada di posisi paling kiri di bawah aksi pegas. Dalam posisi ini, ia membuka saluran masuk dan menutup saluran keluar dengan bahu kirinya. Ketika cairan memasuki katup, tekanan mulai terbentuk di alur annular dan di rongga katup kiri, yang menciptakan gaya di ujung kiri katup yang sebanding dengan nilai tekanan yang dihasilkan dan luas ujung katup. katup. Segera setelah gaya tekanan mencapai nilai yang mampu mengubah bentuk pegas, katup akan mulai bergerak ke kanan, membuka saluran keluar dan menutup saluran masuk. Akibatnya, ATF akan mengalir deras ke outlet dan tekanan di katup akan mulai berkurang. Gaya tekanan di ujung kiri katup berkurang, dan katup, di bawah aksi pegas, akan mulai bergerak ke kiri. Outlet menutup dan inlet dibuka kembali. Tekanan pada valve akan naik kembali dan proses akan diulang kembali. Hasil dari operasi katup ini akan menjadi tekanan tetap tertentu di saluran keluar. Besarnya tekanan ini ditentukan terutama oleh kekakuan pegas. Semakin kaku pegas, semakin tinggi tekanan di saluran keluar.

Di beberapa pengatur tekanan, tekanan tambahan disuplai ke katup dari sisi pegas, misalnya, sebanding dengan sudut bukaan katup throttle, yang memungkinkan untuk mendapatkan tekanan saluran utama di outlet, yang juga tergantung pada mesin. Modus operasi. Ada juga skema yang lebih kompleks untuk mengatur tekanan di jalur utama.

Katup solenoida pengatur tekanan (solenoid)

Dalam sistem kontrol dengan unit kontrol elektronik, solenoida PWM atau, dengan kata lain, solenoida Kontrol Tugas digunakan untuk mengatur tekanan di saluran utama (Gbr. 6-12).

Untuk mengontrol solenoida tersebut, unit elektronik secara terus menerus mengirimkan sinyal dengan frekuensi tertentu. Kontrol terdiri dalam mengubah waktu keadaan hidup dari solenoida dalam kaitannya dengan waktu keadaan mati pada frekuensi sinyal konstan, tergantung pada sudut pembukaan katup throttle, kecepatan kendaraan dan parameter lainnya. Dalam hal ini, katup solenoida terus-menerus dalam mode siklik "Aktif" - "Mati". Metode pengaturan tekanan ini memungkinkan untuk dengan sangat akurat membentuk tekanan dalam sistem kontrol tergantung pada parameter pergerakan kendaraan.

Katup pengaman

Tujuan dari katup pengaman adalah untuk melindungi saluran di mana ia dipasang dari tekanan yang berlebihan. Jika tekanan melebihi nilai tertentu, gaya tekanan yang bekerja pada katup menekan pegasnya, dan katup terbuka, sambil menghubungkan saluran dengan saluran pembuangan ke panci (Gbr. 6-13). Tekanan saluran, dan karena itu gaya tekanan, akan berkurang dengan cepat dan pegas akan menutup katup kembali.

Tidak adanya katup pengaman dapat menyebabkan konsekuensi yang tidak diinginkan seperti kerusakan segel, kebocoran, dll. Oleh karena itu, dalam sistem hidrolik kontrol transmisi otomatis, sebagai aturan, beberapa katup pengaman digunakan.

Relief valve terdiri dari dua jenis: poppet (Gambar 6-13) dan ball (Gambar 6-14).

Katup kontrol cairan

Katup kontrol fluida atau katup pergantian mengarahkan ATF dari satu port ke port lainnya. Katup ini membuka atau menutup saluran ke jalur yang sesuai. Ada beberapa jenis shift valve yang digunakan pada transmisi otomatis.

Katup satu arah

Katup-katup ini mengontrol aliran fluida dalam satu saluran (Gambar 6-15). Katup satu arah sangat mirip dengan katup pengaman, kecuali bahwa ketika katup dibuka, ATF tidak jatuh ke dalam bah, tetapi ke dalam semacam garis. Sampai tekanan mencapai nilai tertentu, pegas menopang bola dan dengan demikian tidak memungkinkan cairan bergerak di sepanjang garis tempat katup ini dipasang. Pada tekanan tertentu, yang juga ditentukan oleh kekakuan pegas, katup terbuka dan ATF memasuki saluran (Gbr. 6-15a). Pergerakan cairan melalui katup akan berlanjut sampai tekanan menjadi kurang dari nilai yang ditetapkan oleh pegas. Aliran balik melalui katup satu arah tidak dimungkinkan.

Jenis katup satu arah yang kedua adalah katup di mana gaya pegas digantikan oleh gaya gravitasi. Prinsip pengoperasian katup semacam itu persis sama dengan katup satu arah dengan pegas, kecuali bahwa gaya pegas digantikan oleh gaya gravitasi bola itu sendiri.

Katup dua arah

Katup dua arah mengontrol aliran fluida dalam dua saluran secara bersamaan, mengarahkan aliran ATF ke saluran keluar baik dari saluran masuk kiri atau saluran masuk kanan (Gambar 6-16).

Ketika cairan masuk dari saluran masuk kanan, bola berguling dan duduk di dudukan katup kiri, sehingga menghalangi akses cairan ke saluran masuk kiri (Gbr. 6-16a). ATF dari saluran masuk kanan diarahkan melalui katup ke saluran keluar. Jika cairan disuplai ke katup melalui saluran masuk kiri, bola menutup saluran masuk kanan (Gbr. 6-16b), sehingga memberikan akses ATF dari saluran masuk kiri ke saluran keluar.

Bola katup yang mengontrol aliran fluida biasanya terbuat dari baja, tetapi beberapa transmisi otomatis menggunakan bola yang terbuat dari karet, nilon atau bahan komposit... Bola baja lebih tahan aus tetapi menyebabkan lebih banyak keausan pada dudukan katup. Bola yang terbuat dari bahan lain memiliki lebih sedikit keausan pada dudukan katup tetapi lebih banyak keausannya sendiri.

Katup pemilihan mode (manualKatup)

Katup pemilihan mode (Gbr. 6-17) adalah salah satu elemen kontrol utama dalam sistem hidraulik transmisi otomatis.

Katup ini secara mekanis terhubung ke tuas pemilih mode yang dipasang di interior kendaraan. Pergerakan pemilih melalui tautan mekanis ditransfer ke katup pemilihan mode, yang masing-masing posisinya diperbaiki menggunakan mekanisme khusus - sisir, ditekan dengan klip pegas (Gbr. 6-18).

Tugas utama katup pemilihan mode adalah untuk mendistribusikan aliran ATF sedemikian rupa sehingga cairan hanya disuplai ke katup sakelar yang digunakan untuk menggerakkan roda gigi yang diizinkan dalam mode ini. ATF tidak disuplai ke katup pemindah, yang dilarang dalam mode yang dipilih (Gbr. 6-19).

Katup Pembangkit Tekanan Tambahan

Parameter utama keadaan mobil, yang menurut rasio momen perpindahan gigi ditentukan dalam transmisi otomatis, adalah kecepatan mobil dan beban mesin, ditentukan oleh sudut bukaan katup throttle. dan putaran poros engkol. Dalam sistem kontrol hidraulik murni, untuk menentukan dua parameter ini, tekanan yang sesuai dibentuk, di mana tekanan saluran utama digunakan, yang disuplai ke katup yang sesuai, di outletnya, tergantung pada tujuan katup. , baik tekanan yang sebanding dengan kecepatan kendaraan atau tekanan yang sebanding dengan derajat yang terbentuk membuka katup throttle.

Untuk mendapatkan tekanan tergantung pada beban mesin, katup throttle digunakan, yang paling sering terletak di kotak katup. Kontrol katup ini adalah model yang berbeda Transmisi otomatis dilakukan dengan dua cara berbeda. Metode pertama menggunakan hubungan mekanis antara katup throttle engine dan katup throttle. Baik kabel atau sistem batang dan tuas dapat digunakan sebagai sambungan mekanis. Pada metode kedua, modulator vakum digunakan untuk mengontrol katup throttle. Modulator dihubungkan oleh sebuah tabung ke ruang throttle dari engine intake manifold. Derajat kevakuman pada intake manifold merupakan parameter pengaturan untuk mendapatkan tekanan yang sebanding dengan derajat beban mesin. Semakin tinggi beban mesin, semakin tinggi tekanan yang membentuk katup throttle. Saya sering menyebut throttle valve pressure TV-pressure, yang berasal dari ungkapan bahasa Inggris "Throttle Valve pressure".

Untuk mendapatkan tekanan yang sebanding dengan kecepatan kendaraan, regulator tekanan kecepatan tinggi digunakan, yang prinsipnya mirip dengan regulator sentrifugal. Regulator tekanan kecepatan tinggi digerakkan secara mekanis dan sangat mirip dengan speedometer mekanis. Pengatur kecepatan dipasang, sebagai suatu peraturan, pada poros keluaran gearbox, dan dirancang sedemikian rupa sehingga dengan peningkatan kecepatan poros keluaran transmisi otomatis, tekanan yang dihasilkan oleh pengatur kecepatan juga meningkat.

Katup throttle dan tekanan pengatur kecepatan diterapkan ke katup pemindah. Rasio tekanan ini, yang bekerja pada ujung katup pemindah, menentukan momen perpindahan gigi dalam transmisi otomatis dengan sistem kontrol hidraulik murni.

Dalam transmisi modern dengan unit kontrol elektronik, kebutuhan akan pembentukan tekanan TV dan tekanan pengatur kecepatan telah menghilang. Sensor listrik yang sesuai sekarang digunakan untuk mendeteksi posisi throttle engine dan kecepatan kendaraan. Sinyal dari sensor ini memasuki unit kontrol elektronik, di mana, berdasarkan analisis sinyalnya, serta sinyal dari sejumlah sensor lain, solusi spesifik dihasilkan dan sinyal dikeluarkan ke solenoid yang sesuai.

Beralih katup

Shift valve dirancang untuk mengontrol perpindahan gigi (gbr. 6-20).

Dalam sistem kontrol hidraulik murni, waktu peralihan ditentukan oleh rasio tekanan TV dan tekanan pengontrol kecepatan. Oleh karena itu, tekanan katup throttle disuplai ke salah satu ujung katup, dan tekanan pengatur kecepatan ke ujung lainnya (Gbr. 6-20). Tergantung pada rasio tekanan ini, katup dapat berada di posisi paling bawah (gear off) atau posisi paling atas (gear on). Melalui pegas yang bekerja di ujung katup dari sisi suplai tekanan TV, dimungkinkan untuk memperbaiki momen menghidupkan dan mematikan roda gigi. Selain itu, pegas tanpa tekanan dalam sistem hidraulik menahan katup pemindah pada posisi yang sesuai dengan pelepasan roda gigi.

Mari kita pertimbangkan prinsip pengoperasian katup sakelar secara lebih rinci. Pada saat awal, gaya pegas total dan tekanan katup throttle yang bekerja di ujung kanan katup lebih besar daripada gaya tekanan pengatur kecepatan, yang diterapkan ke ujung kiri katup (Gbr. 6-21a ). Keadaan ini menentukan posisi paling kiri dari katup. Dalam hal ini, katup dengan bahu kanannya menutup lubang suplai tekanan dari saluran utama dan oleh karena itu tidak memungkinkan cairan melewati katup dan memasuki penggerak hidrolik dari elemen kontrol gesekan transmisi otomatis.

Segera setelah gaya tekanan pengatur kecepatan, sebagai akibat dari peningkatan kecepatan kendaraan, menjadi lebih besar dari gaya pegas total dan gaya tekanan katup throttle, katup akan segera bergerak ke posisi paling kanan (Gbr. .6-21 b). Dalam hal ini, saluran utama melalui katup sakelar terhubung ke saluran suplai tekanan ke booster elemen kontrol gesekan, sebagai akibatnya proses pemindahan gigi akan dimulai.

1.2.4. KATUP KATUP

Sebagian besar katup dalam sistem kontrol transmisi otomatis terletak di kotak katup (Gambar 6-22). Badan katup paling sering dibuat dari paduan aluminium. Kotak katup dibaut ke rumah transmisi otomatis.

Badan katup memiliki banyak saluran aneh. Beberapa bagian ini dilengkapi dengan katup bola satu arah. Selain itu, permukaan ujung memiliki bukaan untuk mengakomodasi beberapa bagian katup. Sebagian besar kotak katup terdiri dari dua atau tiga bagian, yang dibaut bersama, dan pelat pemisah (pembagi) dengan gasket dipasang di antara mereka. Beberapa saluran sistem hidrolik, dan terkadang beberapa katup terletak di bak mesin transmisi otomatis. Pelat pemisah memiliki sejumlah besar lubang dikalibrasi (nozel) di mana komunikasi antara berbagai bagian kotak katup.

1.2.5. GARIS HIDROLIK

Pompa menyedot ATF dari bah, yang kemudian, melewati pengatur tekanan, memasuki kotak katup. Dalam kotak katup, aliran fluida didistribusikan ke penggerak servo yang sesuai, dengan bantuan kopling gesekan dan rem dikendalikan. Selain itu, sebagian cairan dari pengatur tekanan disuplai ke sistem kontrol kopling make-up dan pengunci dari konverter torsi. Setelah konverter torsi, ATF memasuki sistem pendingin, kemudian digunakan dalam sistem pelumasan transmisi otomatis dan kembali memasuki bah.

Untuk memastikan sirkulasi normal ATF di sirkuit yang dijelaskan, saluran khusus digunakan. Poros juga memiliki lubang untuk memasok ATF ke booster kontrol gesekan dan ke permukaan gosok untuk memastikan pelumasannya.

1.2.6 SILINDER HIDROLIK

Silinder hidrolik adalah aktuator untuk sistem kontrol transmisi otomatis. Mekanisme ini mengubah tekanan fluida transmisi menjadi kerja mekanis, dengan demikian memastikan bahwa kontrol friksi diaktifkan dan dilepaskan.

Tekanan fluida menciptakan gaya pada permukaan piston silinder hidrolik, yang menyebabkan piston bergerak (Gambar 6-24). Besarnya gaya ini sebanding dengan luas piston dan tekanan yang bekerja pada piston.

Istilah silinder hidrolik umumnya mengacu pada mekanisme yang digunakan untuk mengaktifkan rem pita (Gambar 6-25a). Saat menggunakan rem cakram atau kopling pengunci, istilah "penguat" digunakan (Gbr. 6-25b), yang merupakan ruang melingkar di mana ATF disuplai.

1.2.7. JETS DAN AKUMULATOR HIDROLIK

Tugas utama kedua dari setiap sistem kontrol transmisi otomatis, setelah menentukan momen perpindahan gigi, adalah tugas memastikan kualitas perpindahan itu sendiri. Dengan kata lain, sistem kontrol transmisi otomatis harus mengontrol perpindahan sedemikian rupa untuk mengecualikan geser yang terlalu lama dari elemen gesekan, tetapi pada saat yang sama tidak menyalakannya terlalu cepat, jika tidak penumpang akan merasakan goncangan selama pergantian gigi. Semua poin yang terkait dengan kualitas perpindahan gigi ini ditentukan oleh laju perubahan tekanan pada penggerak hidraulik dari elemen kontrol gesekan transmisi otomatis. Jika tekanan hidrolik meningkat terlalu cepat, sentakan akan terasa selama pergantian gigi. Jika tekanan meningkat terlalu lambat, elemen gesekan akan meluncur terlalu lama, yang tercermin dalam peningkatan kecepatan mesin yang tidak dapat dibenarkan, dan, terlebih lagi, berdampak negatif pada daya tahan elemen gesekan.

Oleh karena itu, dalam sistem kontrol transmisi otomatis apa pun, Anda dapat menemukan elemen yang bertanggung jawab atas kualitas perpindahan gigi. Elemen-elemen ini termasuk jet dan akumulator, yang saat ini digunakan di setiap model transmisi otomatis, terlepas dari jenis sistem kontrol yang digunakan di dalamnya (murni hidrolik atau elektro-hidraulik). Jika transmisi otomatis dikontrol menggunakan unit kontrol elektronik, maka unit kontrol itu sendiri juga bertanggung jawab atas kualitas perpindahan gigi, yang, selama pergantian gigi, mengubah tekanan di jalur utama. Selain itu, dalam beberapa model transmisi otomatis, solenoida khusus digunakan, yang tujuannya adalah untuk memastikan kualitas perpindahan gigi yang diperlukan.

jet

Jet adalah penurunan lokal yang tajam pada luas penampang saluran (Gbr. 6-26). Lubang tersebut menciptakan resistensi tambahan terhadap pergerakan fluida, yang memungkinkan, misalnya, untuk mengurangi laju pengisian silinder hidrolik atau booster elemen kontrol gesekan dengan cairan.

Karena perubahan tajam pada penampang saluran, cairan tidak dapat dengan bebas melewati nosel, dan oleh karena itu peningkatan tekanan dibuat dari sisi pompa, dan tekanan yang lebih rendah terbentuk di belakang nosel. Jika tidak ada jalan buntu di belakang jet, mis. cairan dapat bergerak bebas, maka timbul perbedaan tekanan pada saluran. Jika setelah jet ada jalan buntu berupa silinder hidrolik atau booster elemen kontrol gesekan (Gbr. 6-27), maka tekanan di kedua sisi jet setelah beberapa waktu secara bertahap akan menjadi sama.

Jet digunakan dalam sistem hidraulik kontrol transmisi otomatis untuk memastikan peningkatan tekanan yang mulus atau kontrol aliran fluida. Sebagai aturan, nozel dipasang di depan silinder hidraulik atau booster elemen kontrol gesekan transmisi otomatis, di mana, bersama dengan akumulator hidraulik, mereka membentuk undang-undang peningkatan tekanan yang diperlukan. Oleh karena itu, ketika elemen kontrol gesekan dihidupkan, jet memainkan peran yang sangat signifikan. Namun, agar proses pergantian gigi berlangsung dengan kualitas tinggi(tanpa goncangan mobil yang nyata dan peningkatan slip pada elemen kontrol gesekan), perlu untuk dengan cepat menghilangkan tekanan pada penggerak hidrolik elemen kontrol yang akan dimatikan. Kehadiran nosel di saluran tidak memungkinkan hal ini, oleh karena itu, dalam skema kontrol transmisi otomatis, terkadang dua saluran disuplai ke penggerak hidraulik (Gbr. 6-28).

Nosel dipasang di satu saluran, dan katup bola kerja tunggal di saluran kedua. Ketika elemen gesekan dihidupkan, tekanan fluida yang disuplai dari saluran utama menekan bola ke dudukan katup (Gambar 6-28a). Akibatnya, cairan memasuki penggerak hidrolik hanya melalui nosel, dan pembentukan tekanan terjadi sesuai dengan hukum yang telah ditentukan. Jika elemen gesekan dimatikan, penggerak hidraulik terhubung ke saluran pembuangan, sehingga tekanan menekan bola katup satu arah (Gbr. 6-28b), dan cairan mengalir keluar melalui dua saluran, yang secara signifikan meningkat kecepatan pengosongannya.

Pancaran biasanya terletak di pelat pemisah kotak katup, dan merupakan lubang yang jelas dengan diameter tertentu (Gambar 6-29).

Hidroakumulator

Akumulator adalah silinder konvensional dengan piston pegas, yang dipasang sejajar dengan silinder hidraulik atau booster elemen kontrol gesekan transmisi otomatis, dan tugasnya adalah mengurangi laju kenaikan tekanan pada penggerak hidraulik. Saat ini ada dua jenis akumulator yang digunakan: konvensional dan yang dioperasikan dengan katup.

Dalam hal menggunakan akumulator konvensional (Gbr. 6-30), proses menyalakan elemen gesekan apa pun dapat dibagi menjadi empat tahap (Gbr. 6-31):

Tahap pengisian silinder atau booster;

tahap gerakan piston;

Tahap aktivasi elemen gesekan yang tidak terkendali;

Tahap aktivasi terkontrol elemen gesekan.
Setelah katup pengubah bergerak dan menghubungkan saluran utama

sejalan dengan saluran untuk memasok tekanan ke penggerak hidrolik dari elemen kontrol gesekan transmisi otomatis, cairan mulai mengisi silinder atau booster (tahap pengisian). Pada akhir tahap ini, piston penggerak hidrolik mulai bergerak di bawah aksi tekanan, sehingga memilih jarak bebas di elemen gesekan (tahap gerakan piston). Ketika piston menyentuh paket pelat gesekan, piston berhenti dan mulai menekan paket pelat gesekan. Selain itu, karena pergerakan piston telah berhenti, tekanan dalam silinder hidrolik atau booster hampir seketika berubah ke nilai tertentu, yang ditentukan oleh kekakuan dan jumlah deformasi awal pegas akumulator.

Perlu dicatat bahwa kekakuan dan deformasi awal pegas dipilih sedemikian rupa sehingga piston akumulator tetap diam dalam tiga tahap pertama operasi. Setelah tekanan dalam penggerak hidrolik dan, oleh karena itu, dalam akumulator mencapai nilai di mana gaya tekanan pada piston akumulator mampu mengatasi gaya pegas, tahap akhir dari aktivasi terkontrol elemen gesekan akan dimulai. Pergerakan piston akumulator menyebabkan penurunan intensitas peningkatan tekanan pada penggerak hidrolik, dan sebagai hasilnya, elemen gesekan dinyalakan dengan lancar. Pada saat piston akumulator berhenti, tekanan di dalam silinder hidrolik atau booster harus sama dengan tekanan saluran utama. Ini melengkapi aktivasi elemen gesekan.

Sangat mudah untuk menunjukkan bahwa semakin sedikit kekakuan atau deformasi awal pegas akumulator, semakin kecil lompatan tekanan pada tahap ketiga menyalakan elemen kontrol gesekan dan semakin meregang tahap geser terkontrol elemen gesekan (Gbr. 6 -31a). Sebaliknya, peningkatan kekakuan atau jumlah deformasi awal pegas menyebabkan lompatan tekanan yang lebih besar pada penggerak hidrolik dan penurunan waktu geser elemen gesekan.

Perlu dicatat bahwa perubahan kekakuan pegas dalam satu arah atau lainnya dari nilai nominal akan menyebabkan penurunan kualitas pengikatan elemen gesekan. Penurunan kekakuan atau jumlah pra-deformasi pegas akan menyebabkan geser yang berlebihan dari elemen gesekan, dan, sebagai akibatnya, keausan yang cepat dari lapisan gesekan. Dengan peningkatan kedua parameter ini, pengaktifan elemen gesekan harus terjadi dengan kejutan, yang akan dirasakan oleh penumpang mobil dalam bentuk goncangan yang tidak menyenangkan.

Dengan demikian, kualitas pengikatan elemen gesekan ditentukan oleh seberapa tepat kekakuan dan jumlah deformasi awal pegas akumulator dipilih. Namun, perangkat hidroakumulator semacam itu tidak memungkinkan perubahan waktu aktivasi elemen gesekan tergantung pada intensitas saat pengemudi menekan pedal gas. Seperti disebutkan di atas, jika pengemudi tenang dan tidak menekan pedal gas sepenuhnya, maka sistem hidrolik harus memberikan perpindahan yang lembut dan hampir tidak terlihat. Jika pengemudi lebih suka akselerasi dengan akselerasi tinggi, maka tugas utama sistem kontrol dalam hal ini adalah menyediakan perpindahan cepat tepat waktu, dengan mengorbankan kualitas perpindahan gigi. Dan semua ini harus disediakan oleh akumulator yang sama. Untuk mengatasi masalah ini, teknik yang sangat sederhana digunakan dalam transmisi otomatis. Sebuah tekanan yang disebut tekanan back-up diterapkan ke piston akumulator di sisi pegas (Gbr. 6-32).

Sebagai aturan, tekanan TV atau tekanan yang dihasilkan oleh katup khusus sebanding dengan tekanan TV digunakan sebagai tekanan cadangan. Untuk sudut bukaan kecil dari katup throttle, karakteristik tekanan rendah dari katup throttle, dan oleh karena itu masuknya elemen gesekan akan menjadi lunak. Semakin besar sudut pembukaan katup throttle, semakin tinggi tekanan TV dan tekanan balik, dan semakin sulit perpindahan gigi akan terjadi.

Untuk pengoperasian akumulator yang efektif, volume kerjanya harus sepadan dengan volume penggerak hidrolik elemen kontrol yang akan dinyalakan, oleh karena itu semua akumulator yang dijelaskan di atas cukup besar.

1.3. PRINSIP DASAR PENGOPERASIAN SISTEM KONTROL HIDROLIK transmisi otomatis

1.3.1. REGULATOR TEKANAN

Tekanan rata-rata yang dihasilkan oleh pompa sedikit lebih tinggi dari yang dibutuhkan untuk pengoperasian normal sistem hidrolik, yang cukup alami, karena mode pengoperasian mesin terus berubah dari kecepatan minimum ke maksimum saat kendaraan bergerak. Oleh karena itu, ukuran pompa untuk memberikan tekanan hidraulik normal pada kecepatan engine minimum. Dalam hal ini, dalam sistem kontrol setiap transmisi otomatis, termasuk yang memiliki unit kontrol elektronik, katup harus digunakan, yang tujuannya adalah untuk mempertahankan tekanan yang sesuai dalam sistem hidrolik.

Selain pengatur tekanan dalam sistem hidrolik, katup lain dapat digunakan yang menghasilkan semua jenis tekanan tambahan.

Pada transmisi otomatis dengan sistem kontrol hidraulik murni, unit kontrol hidraulik bertanggung jawab atas semua proses yang terjadi pada transmisi otomatis, seperti menentukan waktu dan kualitas penggantian gigi. Untuk ini, tiga tekanan utama dihasilkan di blok hidrolik:

Tekanan jalur utama;

Tekanan katup throttle (tekanan TV);

Tekanan pengatur kecepatan.

Selain itu, terlepas dari jenis sistem kontrol, tekanan tambahan juga digunakan dalam transmisi otomatis:

Tekanan pengisian konverter torsi;

Tekanan kontrol kopling pengunci konverter torsi;

tekanan sistem pendingin ATF;

Tekanan sistem pelumasan transmisi otomatis.

Tekanan jalur utama

Sebagaimana dicatat, kapasitas pompa dirancang untuk menyediakan sistem kontrol dengan aliran fluida yang cukup pada kecepatan engine minimum. Pada kecepatan terukur, kinerjanya menjadi jelas lebih tinggi dari yang dibutuhkan. Akibatnya, terlalu banyak tekanan tinggi, yang akan menyebabkan kegagalan beberapa elemennya. Untuk mencegah hal ini terjadi, setiap sistem kontrol transmisi otomatis memiliki pengatur tekanan, yang tugasnya menghasilkan tekanan di saluran utama. Selain itu, dalam sistem hidraulik di sebagian besar transmisi, pengatur tekanan mengatur sejumlah tekanan tambahan lainnya, seperti, misalnya, tekanan dorong dari konverter torsi, tekanan untuk mengontrol kinerja pompa tipe baling-baling, dll. .

Saat ini, ada dua cara utama untuk mengatur tekanan di jalur utama:

Hidrolik murni, di mana tekanan di jalur utama dibentuk menggunakan tekanan tambahan;

Listrik ketika tekanan di jalur utama
diatur oleh solenoida yang dikendalikan oleh
unit kontrol elektronik.

Kontrol tekanan hidrolik

Tekanan saluran utama dihasilkan oleh pompa dan dihasilkan oleh pengatur tekanan. Ini terutama digunakan untuk mengaktifkan dan menonaktifkan elemen kontrol gesekan transmisi otomatis, yang, pada gilirannya, memberikan perubahan gigi yang sesuai. Selain itu, sebanding dengan tekanan saluran utama, semua tekanan lain dari sistem hidrolik transmisi otomatis yang tercantum di atas terbentuk.

Biasanya, pengatur tekanan dipasang di jalur utama segera setelah pompa. Regulator tekanan mulai bekerja segera setelah menghidupkan mesin. Cairan transmisi dari pompa melewati pengatur tekanan dan kemudian diarahkan ke dua sirkuit: ke sirkuit sistem kontrol transmisi otomatis dan ke sirkuit sistem make-up konverter torsi (Gbr. B - a). Selain itu, ATF disuplai melalui saluran internal di bawah ujung kiri katup.

Setelah mengisi seluruh sistem hidrolik dengan cairan, tekanan mulai meningkat di dalamnya, yang menciptakan gaya di ujung kiri katup sebanding dengan nilai tekanan dan luas ujung katup pengatur tekanan. Gaya tekanan ATF dilawan oleh gaya pegas, oleh karena itu katup pengatur tekanan tetap diam sampai saat tertentu. Ketika tekanan mencapai nilai tertentu, gayanya menjadi lebih besar daripada gaya yang dikembangkan oleh pegas, dan sebagai akibatnya, katup akan mulai bergerak ke kanan, membuka lubang untuk mengalirkan cairan ke dalam panci (Gbr. 6- 33b). Tekanan di jalur utama akan mulai turun, mengakibatkan penurunan gaya tekanan yang bekerja di ujung kiri katup. Gaya pegas menggerakkan katup ke kiri, menghalangi lubang pembuangan, dan tekanan di jalur utama mulai meningkat lagi. Kemudian seluruh proses pengaturan tekanan akan diulang lagi.

Perlu dicatat bahwa jika pompa baling-baling perpindahan variabel digunakan dalam sistem hidrolik, ketika lubang pembuangan pengatur tekanan dibuka, sebagian ATF dikirim ke panci, dan bagian lainnya masuk ke pompa untuk mengontrol kinerjanya.

Ini adalah bagaimana tekanan terbentuk di jalur utama ketika pengatur tekanan sederhana digunakan dalam sistem hidrolik. Perlu dicatat bahwa jumlah tekanan yang dihasilkan oleh regulator semacam itu hanya ditentukan oleh kekakuan dan jumlah deformasi awal pegasnya.

Regulator tekanan sederhana yang baru saja dijelaskan hanya memiliki satu tekanan tetap di outlet. Mereka tidak mengizinkan perubahan nilai tekanan yang diatur oleh mereka, tergantung pada kondisi mengemudi eksternal mobil dan mode operasi transmisi otomatis dan mesin.

Regulator yang digunakan dalam sistem kontrol transmisi otomatis, ketika membentuk tekanan di saluran utama, tentu harus mempertimbangkan semua faktor di atas untuk memastikan operasi elemen transmisi yang cukup lama dan normal.

Pada awal gerakan, mesin harus mengatasi, selain hambatan gelinding roda, juga beban inersia yang signifikan, yang terdiri dari inersia gerak translasi kendaraan, inersia gerak rotasi roda dan transmisi. bagian. Selain itu, saat berkendara di gigi mundur, momen pada elemen kontrol gesekan transmisi otomatis yang termasuk dalam hal ini memiliki nilai maksimum dibandingkan dengan momen di elemen kontrol yang termasuk dalam gigi maju. Selain hal di atas, perlu dicatat bahwa besarnya momen yang disuplai ke gearbox sangat tergantung pada tingkat pembukaan katup throttle, dan dapat bervariasi dalam batas yang signifikan. Oleh karena itu, dalam semua kasus ini, untuk mencegah terjadinya slip pada elemen kontrol gesekan transmisi otomatis, tekanan saluran utama harus ditingkatkan. Jadi, ketika membentuk tekanan di jalur utama sistem kontrol transmisi otomatis, mode pergerakan kendaraan dan beban mesin harus diperhitungkan.

Ada beberapa cara untuk meningkatkan tekanan di saluran utama, tetapi semuanya didasarkan pada penggunaan gaya tambahan yang diterapkan pada salah satu ujung katup pengatur tekanan. Untuk menciptakan gaya seperti itu, baik tindakan mekanis pada katup digunakan, atau salah satu tekanan tambahan yang dihasilkan dalam sistem hidrolik digunakan untuk ini. Paling sering, katup khusus yang disebut katup penambah tekanan digunakan untuk menciptakan kekuatan tambahan, yang dipasang di lubang yang sama dengan pengatur tekanan itu sendiri. Regulator tekanan tipikal dengan katup penambah tekanan ditunjukkan pada Gambar 6-34.

Katup penambah tekanan dapat dikontrol oleh beberapa tekanan. Jadi pada Gambar 6-34a, tekanan TV diterapkan ke ujung kanan katupnya, yaitu. tekanan sebanding dengan derajat beban mesin. Dalam hal ini, gaya tekanan yang bekerja di ujung kiri katup pengatur sekarang harus diatasi, selain gaya pegas, juga gaya yang dihasilkan oleh tekanan TV. Akibatnya, dengan area konstan dari permukaan ujung kiri katup pengatur tekanan, tekanan di saluran utama harus meningkat. Semakin tinggi beban mesin, semakin tinggi tekanan TV, oleh karena itu tekanan di saluran utama juga akan meningkat sebanding dengan tingkat beban mesin.

Dengan cara yang sama, tekanan di jalur utama meningkat ketika mobil bergerak mundur. Ketika gigi mundur diaktifkan, tekanan yang masuk ke penggerak hidraulik dari elemen kontrol gesekan roda gigi ini diumpankan melalui saluran khusus ke alur annular katup penambah tekanan (Gbr. 6-34b). Di sini, karena perbedaan diameter ujung kiri dan kanan katup penambah tekanan, gaya tekanan dibuat diarahkan ke ujung yang memiliki diameter lebih besar... Jadi, dalam hal ini, gaya tekanan yang bekerja pada ujung kiri katup pengatur tekanan harus mengatasi resistensi terhadap deformasi pegas dan gaya tekanan yang dihasilkan dalam alur annular katup penambah tekanan. Akibatnya, tekanan di jalur utama juga harus naik.

Cara listrik pengaturan tekanan

Saat ini ditemukan aplikasi luas metode elektrik untuk mengatur tekanan di jalur utama, yang memungkinkannya dilakukan jauh lebih akurat, dengan mempertimbangkan rentang parameter kondisi kendaraan yang lebih luas. Dengan metode ini, dalam pembentukan salah satu gaya yang bekerja pada katup pengatur tekanan, digunakan solenoida yang dikontrol secara elektronik, yang desainnya ditunjukkan pada Gambar 6-35.

Unit elektronik menerima informasi dari berbagai sensor yang mengukur berbagai parameter keadaan transmisi dan seluruh mobil secara keseluruhan. Analisis data ini memungkinkan komputer untuk menentukan tekanan paling optimal untuk titik waktu tertentu di jalur utama.

Solenoid, yang digunakan untuk mengatur tekanan apapun, biasanya dikendalikan oleh sinyal modulasi lebar pulsa (Duty Control). Solenoid semacam itu mampu frekuensi tinggi beralih dari "On" ke "Off". Kontrol dari solenoida tersebut dapat direpresentasikan sebagai berikut satu demi satu siklus sinyal lainnya (Gbr. 6-36).

Setiap siklus terdiri dari dua fase: fase ada (On) sinyal (tegangan) dan fase tidak ada (Off) sinyal (Gambar 6-36). Durasi seluruh siklus T biasanya disebut periode siklus. Waktu dalam satu siklus t ketika tegangan diterapkan ke solenoida disebut lebar pulsa. Jenis sinyal kontrol ini biasanya dicirikan oleh rasio lebar pulsa terhadap periode siklus, yang dinyatakan sebagai persentase. Perlu dicatat bahwa periode pulsa selama seluruh proses kontrol tetap konstan, dan lebar pulsa dapat berubah dengan lancar dari nol ke nilai yang sama dengan periode pulsa. Ini mencapai kontrol tekanan yang halus.

Tekanan katup throttle (televisi-tekanan)

Untuk menentukan derajat beban engine pada transmisi otomatis dengan sistem kontrol hidraulik murni, dihasilkan tekanan yang sebanding dengan bukaan katup throttle. Katup yang menghasilkan tekanan ini disebut katup throttle, dan tekanan yang dihasilkannya disebut tekanan TV. Telah dicatat bahwa tekanan saluran utama digunakan untuk mendapatkan tekanan TV.

Saat ini, ada beberapa cara untuk menghasilkan tekanan yang sebanding dengan derajat pembukaan katup throttle. Dalam beberapa model transmisi otomatis sebelumnya, katup throttle dikendalikan menggunakan modulator, prinsip operasinya didasarkan pada penggunaan vakum di intake manifold mesin. Transmisi otomatis kemudian menggunakan hubungan mekanis antara aktuator throttle dan katup throttle.

Di semua model transmisi otomatis, tekanan TV digunakan, seperti yang telah disebutkan, untuk mengontrol tekanan di saluran utama. Untuk ini, terhubung ke katup penambah tekanan, yang bekerja pada pengatur tekanan melalui pegas (Gbr. 6-34a).

Dalam transmisi dengan unit kontrol elektronik, penggunaan tekanan TV ditinggalkan. Untuk menentukan tingkat pembukaan katup throttle, sensor khusus dipasang di tubuhnya - TPS (Throttle Position Sensor), sesuai dengan nilai sinyal yang unit kontrol elektronik menentukan sudut rotasi katup throttle. Sesuai dengan sinyal dari sensor ini, sinyal kontrol solenoida dihasilkan di unit elektronik, yang bertanggung jawab untuk mengatur tekanan di saluran utama. Selain itu, sinyal dari sensor posisi throttle digunakan oleh unit kontrol untuk menentukan kapan harus memindahkan gigi.

Aktuator mekanis untuk kontrol katup throttle

Sambungan mekanis antara throttle dan katup throttle dapat dilakukan dengan dua cara: menggunakan tuas dan batang (Gambar 6-37) dan menggunakan kabel (Gambar 6-38).

Perangkat katup throttle yang digerakkan secara mekanis sangat mirip dengan pengatur tekanan. Ini juga terdiri dari katup dan pegas yang berbatasan dengan salah satu ujung katup (Gambar 6-39). Badan katup memiliki saluran dalam, yang memungkinkan tekanan yang dihasilkan diterapkan ke ujung katup yang lain. Tekanan saluran utama disuplai ke katup throttle, dari mana tekanan TV terbentuk.

Pada saat awal, plunger katup throttle berada di posisi paling kiri di bawah pengaruh pegas (Gbr. 6-39). Dalam hal ini, lubang yang menghubungkan katup dengan saluran utama terbuka sepenuhnya dan ATF di bawah tekanan memasuki saluran pembentukan tekanan TV dan di bawah ujung kiri katup throttle. Pada tekanan tertentu, ditentukan oleh kekakuan dan jumlah deformasi awal pegas, gaya tekanan pada ujung kiri katup akan melebihi gaya pegas, dan ia akan mulai bergerak ke kanan. Dalam hal ini, flensa katup akan menghalangi pembukaan saluran utama dan membuka lubang pembuangan (Gbr. 6-40). Tekanan TV akan mulai turun, dan katup akan bergerak ke kiri di bawah aksi pegas, sehingga menghalangi saluran pembuangan dan membuka saluran utama. Tekanan di saluran pembentukan tekanan TV akan mulai meningkat lagi.

Dengan opsi kontrol ini, katup throttle praktis tidak berbeda dengan pengatur tekanan konvensional. Ciri khas pekerjaannya adalah kenyataan bahwa dengan bantuan pendorong dimungkinkan untuk mengubah jumlah deformasi awal pegas. Pendorong terhubung secara mekanis ke pedal throttle (Gambar 6-37 dan 6-38), dan posisinya tergantung pada posisi pedal. Ketika pedal dilepaskan sepenuhnya, pendorong, di bawah aksi pegas yang sama, mengambil posisi paling kanan (Gbr. 6-40). Dalam hal ini, pegas memiliki jumlah deformasi awal yang minimal, oleh karena itu, di saluran untuk menghasilkan tekanan TV, tekanan kecil cukup untuk menggerakkan katup throttle ke kanan. Ketika pedal throttle ditekan, gerakan pedal secara mekanis ditransfer ke tappet. Ini bergerak ke kiri, sehingga meningkatkan jumlah pra-defleksi pegas. Sekarang, untuk menggerakkan katup throttle ke kanan, diperlukan peningkatan tekanan TV. Selain itu, semakin besar gerakan pedal kontrol throttle, semakin banyak tekanan harus berada di outlet katup throttle. Ini adalah pembentukan tekanan yang sebanding dengan tingkat pembukaan katup throttle. Selain itu, semakin besar sudut bukaan katup throttle, semakin tinggi tekanan TV, dan sebaliknya.

Kontrol katup throttle dengan modulator

Banyak transmisi otomatis dengan sistem kontrol hidraulik murni menggunakan modulator untuk mengontrol katup throttle. Modulator adalah ruang yang dibagi menjadi dua bagian menggunakan diafragma logam atau karet (Gbr. 6-41).

Sisi kiri ruang terhubung ke atmosfer, sisi kanan terhubung dengan selang ke intake manifold mesin. Pegas, yang, dalam hal penggerak mekanis, bekerja langsung pada katup throttle, terletak dalam hal ini di ruang modulator yang terhubung ke intake manifold engine. Katup throttle terhubung ke diafragma modulator menggunakan pendorong.

Jadi, di sebelah kiri, gaya tekanan atmosfer dan gaya tekanan TV bekerja pada diafragma modulator, yang dihasilkan di ujung kiri katup throttle dan ditransmisikan ke diafragma menggunakan pendorong. Di sebelah kanan, gaya pegas dan gaya bekerja pada diafragma, tekanan yang dihasilkan pada intake manifold mesin.

Ketika mesin dalam keadaan idle, kevakuman di intake manifold, karena penutupan port intake yang hampir sempurna oleh katup throttle, memiliki nilai maksimum (dengan kata lain, tekanan di intake manifold jauh lebih kecil daripada tekanan atmosfer) . Oleh karena itu, gaya tekanan atmosfer yang bekerja pada diafragma jauh lebih besar daripada gaya tekanan pada intake manifold. Hal ini menyebabkan pegas terkompresi oleh tekanan dan diafragma menggerakkan tappet dan katup throttle ke kanan (Gambar 6-42).

Dalam posisi katup ini, tekanan TV kecil cukup untuk salah satu kerah katup untuk memblokir pembukaan saluran utama, dan yang kedua untuk membuka saluran pembuangan. Ini menghasilkan nilai tekanan TV yang rendah.

Ketika katup throttle dibuka, kevakuman di engine intake manifold mulai berkurang (yaitu, tekanan di intake manifold meningkat) Oleh karena itu, gaya tekanan yang bekerja pada diafragma modulator meningkat dan mulai menyeimbangkan sebagian gaya tekanan atmosfer yang bekerja di berlawanan dengan arah diafragma. Akibatnya, diafragma bersama dengan pendorong bergerak ke kiri, yang mengarah ke gerakan katup throttle yang sama (Gbr. 6-43). Dalam hal ini, tekanan TV yang lebih tinggi diperlukan untuk menggerakkan katup ke kanan.

Dengan demikian, semakin banyak katup throttle terbuka, semakin rendah kevakuman di intake manifold dan semakin tinggi tekanan TV.

Tekanan pengatur kecepatan

Tekanan pengatur kecepatan digunakan, bersama dengan tekanan TV, untuk menentukan kapan harus memindahkan gigi.

Tekanan pengatur kecepatan sebanding dengan kecepatan kendaraan. Itu, seperti tekanan katup throttle, terbentuk dari tekanan saluran utama.

Dalam gearbox untuk kendaraan penggerak roda belakang, pengontrol kecepatan biasanya dipasang pada poros penggerak, dan dalam transmisi otomatis untuk kendaraan penggerak roda depan, pada poros perantara, tempat roda gigi utama berada.

Dalam transmisi dengan unit kontrol elektronik, pengontrol kecepatan tidak digunakan, dan kecepatan kendaraan ditentukan menggunakan sensor khusus, yang juga dipasang pada poros keluaran transmisi otomatis.

Pengatur kecepatan yang digunakan dalam transmisi otomatis dapat dibagi menjadi dua kelompok:

Regulator digerakkan dari poros penggerak transmisi otomatis;

Regulator terletak langsung di poros yang digerakkan
Transmisi otomatis.

Regulator yang digerakkan oleh poros yang digerakkan terdiri dari dua jenis - tipe spool dan tipe bola. Untuk menggerakkannya, roda gigi khusus digunakan, satu roda gigi dipasang pada poros penggerak atau perantara transmisi otomatis, dan yang kedua pada pengatur tercepat.

Regulator tipe spool berkecepatan tinggi dan digerakkan oleh slavetransmisi otomatis poros

Pengatur kecepatan tipe spool terdiri dari katup, dua jenis pemberat (primer dan sekunder), dan pegas (Gambar 6-44). Pada saat awal, ketika mobil dalam keadaan diam, pengatur kecepatan, yang dihubungkan melalui roda gigi ke poros penggerak gearbox, juga dalam keadaan diam. Oleh karena itu, katup pengatur kecepatan berada pada posisi terendah karena beratnya sendiri. Dalam posisi ini, sabuk atas

katup menutup lubang yang menghubungkan regulator ke saluran utama, dan pita bawah membuka saluran pembuangan (Gambar 6-44a). Akibatnya, tekanan di outlet pengatur kecepatan adalah nol.

Saat mobil bergerak, pengatur kecepatan berputar dengan kecepatan sudut sebanding dengan kecepatan sudut poros penggerak atau perantara transmisi otomatis. Pada kecepatan kendaraan tertentu, di bawah aksi gaya sentrifugal, bobot pengatur kecepatan mulai menyimpang dan, mengatasi gaya gravitasi katup, gerakkan ke atas. Gerakan katup ini mengarah pada pembukaan saluran utama, pembukaan dan penutupan saluran pembuangan (Gbr. 6-44b). Akibatnya, ATF dari jalur utama mulai mengalir ke saluran pembentukan tekanan regulator kecepatan tinggi. Selain itu, melalui lubang radial dan aksial, cairan transmisi memasuki rongga antara badan pengatur kecepatan dan ujung atas katup (Gbr. 6-44b). Tekanan fluida pada ujung katup ini menciptakan gaya yang, bersama dengan gravitasi katup, melawan gaya sentrifugal pada beban. Ketika nilai tekanan tertentu tercapai, jumlah gaya yang bekerja pada ujung atas katup akan menjadi lebih besar daripada gaya sentrifugal bobot, dan katup akan mulai bergerak ke bawah, menghalangi pembukaan saluran utama dan secara bersamaan membuka saluran pembuangan. Dalam hal ini, tekanan pengatur kecepatan akan mulai berkurang, yang akan menyebabkan penurunan gaya tekanan di ujung atas katup. Pada titik tertentu, aksi gaya sentrifugal akan kembali menjadi lebih besar dari gaya berat dan tekanan, dan katup akan mulai naik lagi. Ini adalah bagaimana tekanan pengatur kecepatan terbentuk. Dalam kasus peningkatan kecepatan kendaraan, agar katup mulai bergerak ke bawah, tentu saja, diperlukan tekanan pengatur kecepatan yang lebih tinggi. Pada akhirnya, pada kecepatan kendaraan tertentu, berat katup pengatur yang dikombinasikan dengan tekanan yang bekerja di bagian atas katup tidak akan dapat menyeimbangkan gaya sentrifugal dari beban. Dalam hal ini, pembukaan saluran utama akan terbuka sepenuhnya dan tekanan pengatur kecepatan akan sama dengan tekanan di saluran utama. Ketika kecepatan kendaraan berkurang, gaya sentrifugal yang bekerja pada bobot pengatur kecepatan juga akan berkurang, dan oleh karena itu, tekanan pengatur kecepatan harus berkurang.

Sistem berat pengatur kecepatan terdiri dari dua tahap (primer dan sekunder) dan dua pegas. Perangkat pengatur semacam itu memungkinkan untuk memperoleh ketergantungan tekanan pengatur kecepatan (p) pada kecepatan kendaraan (V) mendekati linier (Gbr. 6-45).

Pada tahap pertama, bobot primer (lebih berat) dan sekunder (ringan) bekerja pada katup pengatur kecepatan bersama-sama. Pegas menahan bobot sekunder dalam kaitannya dengan primer. Desainnya dibuat sedemikian rupa sehingga bobot yang lebih ringan melalui tuas bekerja langsung pada katup pengatur kecepatan. Dalam hal ini, barang bergerak bersama.

Mulai dari kecepatan tertentu dari pengatur kecepatan, gaya sentrifugal, yang, seperti diketahui, tergantung pada kuadrat kecepatan, menjadi sangat besar. Jadi, misalnya, peningkatan putaran dua kali lipat meningkatkan gaya sentrifugal empat kali lipat. Oleh karena itu, perlu dilakukan tindakan untuk mengurangi pengaruh gaya sentrifugal pada tekanan yang dihasilkan oleh pengatur kecepatan tinggi. Kekakuan pegas dipilih sedemikian rupa sehingga, pada sekitar 20 mph (16 km / jam), gaya sentrifugal dari beban utama melebihi gaya pegas, dan mereka membelok ke posisi ekstrem dan berbatasan dengan pemberhentian (Gambar 6-44b). Bobot primer pada posisi ini tidak mempengaruhi bobot sekunder dan menjadi tidak efektif, dan katup pengatur kecepatan pada tahap kedua diseimbangkan oleh gaya sentrifugal hanya dari bobot sekunder dan gaya pegas.

Regulator kecepatan tinggi tipe bola yang digerakkan oleh poros yang digerakkanTransmisi otomatis

Pengatur kecepatan tipe bola terdiri dari poros berongga, yang digerakkan ke dalam rotasi melalui roda gigi oleh poros penggerak transmisi otomatis, dua bola dipasang di lubang poros, satu pegas dan dua bobot dari berbagai massa, bergantung pada poros (Gbr. 6-46). Tekanan saluran utama disuplai ke poros melalui nosel, dari mana tekanan pengatur kecepatan terbentuk di saluran bagian dalam poros. Nilai tekanan pengatur kecepatan ditentukan oleh jumlah kebocoran melalui lubang di mana bola dipasang. Masing-masing dari dua bobot memiliki bentuk gripper khusus, yang dengannya mereka memegang bola di seberangnya (Gbr. 6-46).

Saat mobil diam, pengatur kecepatan tidak berputar, sehingga bobot tidak berpengaruh pada bola, dan semua cairan yang disuplai ke poros dari jalur utama dialirkan melalui lubang yang tidak tertutup bola ke dalam bak. . Tekanan pengatur kecepatan adalah nol.

Dalam kasus gerakan pada kecepatan rendah, gaya sentrifugal yang bekerja pada beban sekunder (ringan) kecil, dan pegas tidak memungkinkannya untuk menekan dudukan lubang. Pada saat ini, tekanan pengatur kecepatan hanya diatur oleh beban primer (lebih berat), yang menekan bolanya ke kursi dengan gaya yang sebanding dengan kuadrat kecepatan kendaraan. Pada kecepatan gerakan tertentu, beban utama menekan bola sepenuhnya ke dudukan lubang, dan ATF tidak lagi bocor melaluinya. Dalam hal ini, gaya sentrifugal yang timbul pada beban sekunder mencapai nilai yang mampu mengatasi gaya hambatan pegas, dan cengkeraman khusus beban ini mulai menekan bola kedua ke pelana lubang poros. Sekarang salah satu dari dua lubang poros benar-benar tertutup, dan tekanan pengatur kecepatan hanya dihasilkan oleh bola kedua. Pada kecepatan tinggi pergerakan mobil, beban sekunder juga sepenuhnya menekan bolanya ke kursi lubang, dan tekanan pengatur kecepatan menjadi sama dengan tekanan saluran utama.

Tekanan muatan konverter

Bagian dari ATF setelah pengatur tekanan memasuki jalur utama, dan bagian lainnya digunakan dalam sistem boost konverter torsi. Untuk mencegah fenomena kavitasi pada konverter torsi, diinginkan bahwa cairan di dalamnya berada di bawah tekanan rendah. Karena tekanan saluran utama terlalu tinggi untuk tujuan ini, tekanan pengisian konverter torsi paling sering dibentuk oleh pengatur tekanan tambahan.

Tekanan kontrol kopling pengunci konverter torsi

Semua transmisi modern hanya berisi konverter torsi yang dapat dikunci. Sebagai aturan, kopling gesekan digunakan untuk mengunci konverter torsi, yang, seperti yang telah ditunjukkan, menyediakan koneksi mekanis langsung antara mesin dan gearbox. Ini menghilangkan slip pada konverter torsi dan meningkatkan penghematan bahan bakar kendaraan.

Menghubungkan kopling pengunci konverter torsi hanya dimungkinkan jika kondisi berikut terpenuhi:

Pendingin mesin berada pada suhu operasi;

Kecepatan kendaraan cukup tinggi untuk memungkinkannya
bergerak tanpa memindahkan gigi;

Pedal rem tidak ditekan;

Tidak ada perubahan gigi di gearbox.
Ketika persyaratan ini terpenuhi, sistem hidraulik memberikan tekanan ke piston kopling konverter torsi, yang menghasilkan sambungan kaku antara poros roda turbin dan poros engkol engine.

Dalam modifikasi modern transmisi otomatis, bukan kontrol sederhana dari kopling pengunci konverter torsi yang digunakan, yang didasarkan pada prinsip "Aktif" - "Mati", tetapi proses menggeser kopling pengunci dikendalikan. Dengan kontrol kopling ini, pertunangan yang mulus tercapai. Secara alami, metode pengontrolan kopling pengunci konverter torsi seperti itu hanya dimungkinkan jika unit kontrol elektronik digunakan pada mobil.

Tekanan sistem pendingin

Bahkan selama operasi normal transmisi dengan transmisi otomatis, sejumlah besar panas dihasilkan, yang mengarah pada kebutuhan untuk mendinginkan ATF yang digunakan dalam transmisi. Akibat panas berlebih, cairan transmisi dengan cepat kehilangan sifat-sifatnya, yang diperlukan untuk pengoperasian normal transmisi. Akibatnya, sumber daya gearbox dan konverter torsi berkurang. Untuk pendinginan, ATF secara konstan dilewatkan melalui radiator, yang berasal dari konverter torsi, karena sebagian besar panas dihasilkan di konverter torsi.

Untuk pendinginan ATF, dua jenis radiator digunakan: internal atau eksternal. Banyak mobil modern menggunakan jenis radiator internal. Dalam hal ini, terletak di dalam radiator pendingin mesin (Gambar 6-47). Cairan panas memasuki radiator, di mana ia mengeluarkan panas ke pendingin mesin, yang pada gilirannya didinginkan oleh aliran udara.

Jenis radiator eksternal terletak terpisah dari radiator pendingin engine dan mentransfer panas langsung ke aliran udara.

Setelah pendinginan, sebagai suatu peraturan, ATF diarahkan ke sistem pelumasan transmisi otomatis.

Tekanan dalam sistem pelumasan transmisi otomatis

Dalam transmisi otomatis, metode pelumasan paksa digunakan untuk menggosok permukaan. Cairan transmisi terus bertekanan melalui sistem khusus saluran dan lubang diumpankan ke roda gigi, bantalan, elemen kontrol gesekan dan semua bagian gosok lainnya dari gearbox. Pada sebagian besar transmisi otomatis, cairan memasuki sistem pelumasan setelah melewati radiator, yang sebelumnya didinginkan.

1.3.2. PRINSIP PENGOPERASIAN SWITCHING VALVES

Katup sakelar dirancang untuk mengontrol rute di mana ATF disuplai dari jalur utama ke silinder hidraulik atau booster (penggerak hidraulik) dari elemen kontrol gesekan yang disertakan dalam roda gigi ini. Sebagai aturan, setiap sistem kontrol transmisi otomatis, terlepas dari apakah itu murni hidrolik atau elektro-hidraulik, berisi beberapa katup geser.

Dalam transmisi otomatis dengan sistem kontrol hidraulik murni, katup pemindah, secara relatif, cerdas, karena menentukan waktu penggantian gigi. Dalam transmisi otomatis dengan unit kontrol elektronik, katup ini juga digunakan, tetapi perannya sudah sangat pasif, karena keputusan untuk mengubah persneling dibuat oleh komputer, yang mengirimkan sinyal tertentu ke solenoida shift, dan bahwa, dalam putar, mengubahnya menjadi tekanan fluida, yang disuplai ke katup pergantian yang sesuai.

Karena prinsip pengoperasian katup geser dalam kasus sistem kontrol elektro-hidraulik cukup sederhana, mari kita pertimbangkan secara lebih rinci bagaimana katup ini bekerja dalam transmisi otomatis dengan sistem kontrol hidraulik murni.

Sakelar atas

Setiap changeover valve adalah spool valve dimana tekanan saluran utama diterapkan. Shift valve hanya dapat mengambil dua posisi, baik paling kanan (Gambar 6-48a) atau paling kiri (Gambar 6-48b). Dalam kasus pertama, sabuk katup kanan menutup pembukaan jalur utama, dan tekanan tidak memasuki penggerak hidrolik dari elemen kontrol gesekan transmisi otomatis. Jika katup dipindahkan ke posisi paling kiri, itu membuka pembukaan saluran utama, sehingga menghubungkannya ke saluran untuk memasok tekanan ke penggerak hidrolik.

Salah satu dari dua posisi katup pengubah yang disebutkan ditentukan oleh tiga faktor: tekanan pengatur kecepatan, tekanan katup throttle, dan kecepatan pegas. Gaya pegas bekerja di ujung kiri katup, dan tekanan katup throttle (tekanan TV) diterapkan ke ujung yang sama. Tekanan regulator kecepatan tinggi disuplai ke ujung kanan katup. Ketika mobil diam, tekanan pengatur kecepatan TV-tekanan praktis nol, sehingga katup, di bawah aksi pegas, akan berada di posisi paling kanan, memutus saluran utama dan saluran untuk memasok tekanan ke penggerak hidrolik elemen gesekan (Gbr. 6-48a). Setelah dimulainya gerakan, tekanan pengatur kecepatan dan tekanan TV mulai terbentuk. Selain itu, dengan posisi pedal kontrol throttle yang konstan, tekanan katup throttle akan tetap konstan, dan tekanan pengatur kecepatan akan meningkat seiring dengan peningkatan kecepatan kendaraan. Pada kecepatan tertentu, tekanan pengatur kecepatan akan mencapai nilai di mana gaya yang ditimbulkannya di ujung kanan katup sakelar menjadi lebih besar daripada jumlah gaya pegas dan tekanan TV, yang bekerja di ujung kiri. dari katup. Akibatnya, katup akan bergerak dari posisi paling kanan ke posisi paling kiri dan menghubungkan saluran untuk memasok tekanan ke penggerak hidrolik elemen gesekan dengan saluran utama. Dengan demikian, upshifting terjadi.

Pengoperasian sistem kontrol transmisi otomatis harus dikoordinasikan dengan mode pengoperasian mesin dan kondisi mengemudi eksternal kendaraan. Pergeseran pada gearbox harus dilakukan sedemikian rupa sehingga rasio gigi transmisi otomatis, momen resistensi terhadap pergerakan kendaraan dan momen yang dikembangkan oleh mesin memiliki kombinasi yang optimal.

Jika pengemudi mengendarai mobil sehingga akselerasi terjadi dengan sedikit akselerasi, maka pengemudi ini, yang lebih suka berkendara yang tenang, dan penting baginya untuk menyediakan mode mengemudi dengan konsumsi bahan bakar minimum. Untuk melakukan ini, perlu untuk melakukan upshifts pada kecepatan yang lebih rendah, dengan kecepatan mesin mendekati konsumsi bahan bakar minimum, yaitu. dengan kata lain, switching harus lebih awal. Selain itu, dalam hal ini, perlu untuk memastikan kualitas perpindahan gigi seperti itu, di mana mengemudi mobil adalah yang paling nyaman. Oleh karena itu, pada sudut kecil pembukaan katup throttle karena tekanan katup throttle rendah, pergeseran naik terjadi pada kecepatan perjalanan yang lebih rendah, dibandingkan dengan kasus ketika katup throttle terbuka pada sudut yang besar.

Jika pengemudi berusaha membuka throttle sebanyak mungkin, berusaha mendapatkan akselerasi maksimum mobil, maka dalam hal ini kita tidak berbicara tentang penghematan bahan bakar, dan untuk akselerasi cepat perlu menggunakan tenaga mesin maksimum. Untuk ini, diperlukan peningkatan kecepatan di kemudian hari, yang dipastikan dengan nilai tekanan TV yang lebih tinggi, yang terbentuk pada sudut bukaan besar katup throttle.

Peran yang sangat penting dalam menentukan titik switching dimainkan oleh kekakuan pegas katup throttle dan jumlah deformasi awal. Semakin besar kekakuan dan jumlah pra-deformasi pegas, maka akan terjadi pergeseran ke atas, dan sebaliknya, kekakuan dan pra-deformasi pegas yang lebih rendah menyebabkan pergeseran ke atas lebih awal.

Karena tekanan TV dan tekanan pengatur kecepatan disuplai sama ke katup sakelar yang berbeda, maka satu-satunya jalan untuk mencegah masuknya semua elemen kontrol gesekan secara simultan, ini adalah pemasangan di katup sakelar pegas yang berbeda dengan kekakuan yang berbeda. Selain itu, semakin tinggi roda gigi, semakin banyak kekakuan yang seharusnya dimiliki pegas.

Sebagai contoh, pertimbangkan dalam bentuk yang disederhanakan pengoperasian sistem kontrol perpindahan transmisi tiga kecepatan. Sistem ini menggunakan dua katup pemindah: katup pemindah pertama ke kedua (1-2) dan katup pemindah kedua ke ketiga (2-3).

Shift valve tidak diperlukan untuk mengaktifkan gigi pertama, karena gigi pertama langsung diaktifkan oleh katup pemilihan mode. Tekanan fluida dari pompa diumpankan melalui pengatur tekanan ke katup pemilihan mode. Aliran ATF dibagi oleh katup ini menjadi empat. Salah satunya disuplai ke regulator tekanan kecepatan tinggi, yang kedua ke katup throttle, yang ketiga ke katup sakelar 1-2 dan yang keempat diarahkan langsung ke penggerak hidrolik elemen gesekan, yang dinyalakan di gigi pertama (Gbr. 6-49).

Ketika kecepatan tertentu tercapai, tekanan pengatur kecepatan menjadi sedemikian rupa sehingga gaya yang ditimbulkannya di ujung kanan katup sakelar 1-2 menjadi lebih besar daripada gaya pegas dan tekanan TV, yang bekerja di ujung kiri katup pengatur kecepatan. katup.

Shift valve 1-2 bergerak, menghubungkan jalur utama dengan saluran suplai tekanan ke penggerak servo gigi kedua (Gbr. 6-50). Selain itu, tekanan saluran utama diterapkan ke katup pergantian 2-3, sehingga mempersiapkannya untuk pergantian berikutnya. Selain itu, tekanan saluran utama disuplai ke saluran suplai tekanan ke katup yang bertanggung jawab untuk melepaskan gigi pertama, yang harus dilakukan untuk mencegah keterlibatan dua gigi secara bersamaan.

Karena kekakuan pegas yang lebih besar yang dipasang di katup pemindah 2-3, katup tetap diam pada tahap kontrol transmisi otomatis ini. Peningkatan kecepatan kendaraan lebih lanjut menyebabkan gaya tekanan dari pengatur kecepatan untuk dapat menggerakan shift valve 2-3. Dalam hal ini, tekanan saluran utama diumpankan ke penggerak servo gigi ke-3 dan diumpankan ke katup penutup gigi ke-2 (Gambar 6-51).

Pergerakan lebih lanjut dari kendaraan dengan posisi pedal gas yang konstan dan kondisi mengemudi eksternal yang konstan akan terjadi pada gigi ketiga.

Namun, perlu dicatat bahwa jika Anda tidak mengambil tindakan tambahan, maka keadaan gearbox saat mengemudi di gigi kedua atau ketiga tidak akan stabil. Sedikit penyimpangan pedal ke arah peningkatan sudut pembukaan katup throttle, dan sebagai akibat dari peningkatan tekanan TV di dalam kotak, perpindahan turun akan terjadi. Sedikit penurunan kecepatan kendaraan, yang disebabkan, misalnya, oleh sedikit kenaikan, akan menyebabkan efek yang sama. Di masa depan, sekali lagi, karena sedikit pelepasan pedal kontrol throttle atau pemulihan kecepatan kendaraan, transmisi otomatis akan kembali memicu upshift. Dan proses ini bisa diulang berkali-kali. Perpindahan gigi osilasi seperti itu tidak diinginkan dan perlu untuk melindungi gearbox dari efeknya.

Untuk melindungi transmisi otomatis dari efek perpindahan gigi ke atas dan ke bawah yang berulang dalam sistem hidraulik, histeresis disediakan antara kecepatan terjadinya perpindahan gigi ke atas dan kecepatan perpindahan gigi ke bawah yang dilakukan pada transmisi otomatis. Dengan kata lain, downshifts terjadi pada kecepatan yang sedikit lebih rendah dibandingkan dengan kecepatan di mana upshifts terjadi. Ini dicapai dengan teknik yang sangat sederhana.

Setelah upshift (1-2 atau 2-3) terjadi, saluran suplai tekanan dari katup throttle diblokir di katup changeover yang sesuai (1-2 atau 2-3) (Gbr. 6-52). Dalam hal ini, gaya tekanan dari pengatur kecepatan yang bekerja pada permukaan ujung katup pengubah hanya dilawan oleh gaya pegas terkompresi. Pemutusan tekanan TV dari katup pemindah ini berfungsi sebagai kunci untuk mencegah pemindahan gigi ke bawah dan menghilangkan kemungkinan osilasi selama pergantian gigi.

Jika, saat mengemudi, pengemudi melepaskan pedal throttle sepenuhnya, mobil akan melambat secara bertahap, yang secara otomatis akan menyebabkan penurunan tekanan pengatur kecepatan. Pada saat gaya tekanan pada katup pengalih menjadi kurang dari gaya pegas, katup akan mulai bergerak ke posisi yang berlawanan. Dalam hal ini, saluran utama akan menutup dan perpindahan gigi turun akan terjadi pada transmisi otomatis.

Mode perpindahan gigi paksa (kickdown)

Seringkali, terutama ketika menyalip mobil yang bergerak di depan, perlu untuk mengembangkan akselerasi yang besar, yang hanya mungkin diperoleh jika nilai torsi yang lebih tinggi diterapkan pada roda. Untuk ini, diinginkan untuk melakukan downshift. Dalam sistem kontrol transmisi otomatis, baik hidraulik murni maupun dengan unit kontrol elektronik, mode operasi semacam itu disediakan. Untuk memaksa perpindahan gigi ke bawah, pengemudi harus menekan pedal gas sepenuhnya ke bawah. Dalam hal ini, jika kita berbicara tentang sistem kontrol hidraulik murni, ini menyebabkan peningkatan tekanan TV ke tekanan saluran utama dan, di samping itu, saluran tambahan terbuka di katup throttle, yang memungkinkan untuk suplai tekanan TV ke ujung katup sakelar yang melewati saluran yang sebelumnya diblokir. Di bawah pengaruh tekanan TV yang meningkat, katup pemindah bergerak ke posisi yang berlawanan dan perpindahan gigi turun terjadi pada transmisi otomatis. Katup dimana seluruh proses yang dijelaskan di atas dilakukan disebut katup downshift paksa.

Beberapa transmisi menggunakan penggerak listrik untuk memaksa perpindahan gigi turun. Untuk melakukan ini, sebuah sensor dipasang di bawah pedal, yang sinyalnya, jika ditekan, dikirim ke solenoida

downshift paksa (gbr. 6-53). Di hadapan sinyal kontrol, solenoida membuka saluran tambahan untuk memasok tekanan TV maksimum ke katup sakelar.

Dalam hal menggunakan unit kontrol elektronik dalam transmisi, semuanya diselesaikan sedikit lebih mudah. Untuk menentukan mode pemindahan gigi paksa, sensor khusus di bawah pedal gas atau sinyal sensor yang mendeteksi pembukaan throttle penuh dapat digunakan dengan cara yang sama seperti pada kasus sebelumnya. Dalam kedua kasus, sinyal mereka masuk ke unit kontrol elektronik dari transmisi otomatis, yang menghasilkan perintah yang sesuai untuk solenoida switching.

2. SISTEM KONTROL ELEKTROHIDROLIK

Sejak paruh kedua tahun 80-an abad terakhir, komputer khusus (unit kontrol elektronik) telah secara aktif digunakan untuk mengontrol transmisi otomatis. Penampilan mereka di mobil memungkinkan untuk menerapkan sistem kontrol yang lebih fleksibel, dengan mempertimbangkan jumlah faktor yang jauh lebih besar dibandingkan dengan sistem kontrol hidraulik murni, yang pada akhirnya meningkatkan efisiensi tautan transmisi engine dan kualitas perpindahan gigi.

Awalnya, komputer hanya digunakan untuk mengontrol kopling transformator dan, dalam beberapa kasus, untuk mengontrol gigi planetary step-up. Yang terakhir menyangkut gearbox tiga kecepatan, di mana set roda gigi planetary tambahan digunakan untuk mendapatkan yang keempat (overdrive). Ini adalah unit kontrol yang cukup sederhana, biasanya termasuk dalam unit kontrol mesin. Hasil pengoperasian mobil dengan sistem kontrol serupa memiliki hasil positif, yang berfungsi sebagai dorongan untuk pengembangan sistem kontrol transmisi yang sudah terspesialisasi. Saat ini, hampir semua mobil dengan transmisi otomatis diproduksi dengan sistem kontrol elektronik. Sistem seperti itu memungkinkan kontrol yang lebih akurat dari proses penggantian gigi, menggunakan parameter keadaan yang jauh lebih banyak ini, baik dari mobil itu sendiri maupun sistem individualnya.

Secara umum, bagian kelistrikan dari sistem kontrol transmisi dapat dibagi menjadi tiga bagian: pengukuran (sensor), analisis (unit kontrol) dan eksekutif (solenoid).

Bagian pengukuran dari sistem kontrol dapat mencakup elemen-elemen berikut:

Sensor posisi pemilih mode;

Sensor posisi throttle;

Sensor kecepatan poros engkol mesin;

Sensor suhu ATF;

Sensor kecepatan poros keluaran transmisi;

Sensor kecepatan roda turbin konverter torsi;

Sensor kecepatan kendaraan;

Sensor downshift paksa;

Saklar overdrive;

Sakelar mode pengoperasian gearbox;

Sensor penggunaan rem;

Sensor Tekanan.

Bagian analisis dari sistem kontrol memiliki tugas-tugas berikut:

Penentuan titik switching;

Kontrol kualitas perpindahan gigi;

Kontrol tekanan jalur utama;

Kontrol kopling pengunci konverter torsi;

Kontrol atas pengoperasian transmisi;

Diagnostik malfungsi.

Bagian eksekutif dari sistem kontrol mencakup berbagai solenoida:

Beralih solenoida;

Solenoid kontrol kopling pengunci
konverter torsi;

solenoid pengatur tekanan jalur utama;

solenoida lainnya.

Unit kontrol menerima sinyal dari sensor, di mana mereka diproses dan dianalisis, dan berdasarkan hasil analisisnya, unit menghasilkan sinyal kontrol yang sesuai. Prinsip pengoperasian unit kontrol semua transmisi, terlepas dari merek mobilnya, kira-kira sama.

Terkadang pengoperasian transmisi dikendalikan oleh unit kontrol terpisah yang disebut unit kontrol transmisi. Tetapi sekarang ada kecenderungan untuk menggunakan mesin umum dan unit kontrol transmisi, meskipun, pada kenyataannya, unit umum ini juga terdiri dari dua prosesor, hanya terletak di satu rumahan. Bagaimanapun, kedua prosesor berinteraksi satu sama lain, tetapi prosesor kontrol mesin selalu lebih diutamakan daripada prosesor kontrol transmisi. Selain itu, unit kontrol transmisi dalam pengoperasiannya menggunakan sinyal dari beberapa sensor yang terkait dengan sistem manajemen mesin, misalnya, sensor posisi throttle, sensor kecepatan engine, dll. Sebagai aturan, sinyal ini dikirim terlebih dahulu ke unit kontrol mesin. dan kemudian ke unit kontrol transmisi.

Tugas unit kontrol adalah memproses sinyal dari sensor yang termasuk dalam sistem kontrol transmisi ini, menganalisis informasi yang diterima dan menghasilkan sinyal kontrol yang sesuai.

Sinyal dari sensor yang memasuki unit kontrol dapat berupa sinyal analog (Gbr. 7-1a) (berubah terus menerus), dan dalam bentuk sinyal diskrit (Gbr. 7-1b).

Sinyal analog diubah menjadi sinyal digital di unit kontrol menggunakan konverter analog-ke-digital (Gambar 7-2). Informasi yang diterima dievaluasi sesuai dengan algoritma kontrol yang terletak di memori komputer. Berdasarkan analisis komparatif dari data yang diterima dan disimpan dalam memori, sinyal kontrol dihasilkan.

Memori elektronik unit kontrol menyimpan serangkaian perintah untuk mengontrol transmisi, tergantung pada kondisi mengemudi eksternal kendaraan dan status transmisi otomatis. Selain itu, sistem kontrol transmisi otomatis modern menganalisis gaya mengemudi dan memilih algoritme penggantian gigi yang sesuai.

Sebagai hasil dari analisis informasi yang diterima, unit kontrol menghasilkan perintah untuk aktuator, yang digunakan dalam sistem elektro-hidrolik solenoida (solenoid). Solenoid mengubah sinyal listrik yang masuk menjadi gerakan mekanis katup hidrolik. Selain itu, unit kontrol transmisi bertukar informasi dengan unit kontrol sistem lain (mesin, cruise control, AC, dll.).

Keuntungan sistem hidrolik dibandingkan metode transmisi daya lainnya adalah:

• Kesederhanaan desain. Dalam kebanyakan kasus, beberapa komponen hidraulik dalam satu bundel dapat menggantikan sambungan mekanis yang lebih kompleks.
• Fleksibilitas... Komponen hidrolik dapat diposisikan dengan sangat fleksibel. Alih-alih elemen mekanis, pipa dan selang hampir sepenuhnya menghilangkan masalah lokasi.
• Kelancaran... Sistem hidraulik halus dan senyap. Getaran diminimalkan.
• Kontrol. Kontrol atas berbagai kecepatan dan kekuatan cukup mudah untuk diterapkan.
• Harga... Performa tinggi dengan kerugian minimal kontrol gesekan memastikan biaya transmisi daya seminimal mungkin.
• Perlindungan kelebihan beban. katup otomatis melindungi sistem dari kerusakan akibat kelebihan beban.

Kerugian utama dari sistem hidrolik adalah menjaga bagian presisi dalam kondisi baik saat terkena iklim yang buruk dan kotoran. Perlindungan terhadap karat, korosi, kotoran, oli, keausan, dan kondisi lingkungan yang keras lainnya sangat syarat penting... Di bawah ini adalah beberapa jenis utama sistem hidrolik.

Dongkrak hidrolik

Sistem ini (Gambar 1) terdiri dari reservoir fluida, sistem katup dan batang, dan merupakan lengan hidrolik Pascal. Memindahkan batang kecil (pompa) ke bawah menyebabkan batang besar (silinder pengangkat) terangkat dengan beban. Karena tekanan di bawah batang kecil dan besar adalah sama, dan luas batang (di mana tekanan ini bekerja) berbeda, sesuai dengan hukum Pascal, dengan gaya kecil pada batang pompa, gaya yang jauh lebih besar dicapai. pada silinder pengangkat.

Gambar 1 menunjukkan langkah masuk di bagian atas. Katup periksa outlet menutup di bawah tekanan saat dimuat, dan katup periksa hisap terbuka sehingga cairan dari reservoir mengisi ruang pemompaan. Pada diagram bawah Gambar 1, plunger pompa bergerak ke bawah. Katup periksa masuk menutup di bawah tekanan dan membuka katup keluar. Massa cairan dipompa di bawah piston besar untuk mengangkatnya. Untuk menurunkan beban, katup ketiga (katup jarum) disediakan dalam sistem. Ketika dibuka, volume cairan di bawah piston besar berkomunikasi dengan reservoir. Beban menggerakkan batang pengangkat besar ke bawah dan memaksa cairan kembali ke reservoir.

ke atas- langkah masuk dan menahan beban, di dasar- langkah pelepasan dan pengangkatan beban.

Gambar 1 - Dongkrak hidrolik

Motor hidrolik reversibel

Gambar 2 dan 3 menunjukkan pompa hidraulik yang digerakkan secara mekanis dan motor putar reversibel hidraulik. Sebuah katup arah aliran (reversing valve) mengarahkan aliran fluida baik ke satu atau sisi lain motor dan kembali ke reservoir. Hal ini memungkinkan motor hidrolik untuk beroperasi dalam arah putaran yang berbeda (reversibilitas).Katup pengaman melindungi sistem dari tekanan berlebih dan dapat melewati aliran fluida dari pompa kembali ke reservoir jika tekanan naik terlalu tinggi.

Gambar 2 - Motor hidrolik reversibel

Gambar 3 - Motor hidrolik reversibel (lanjutan)

Sistem pusat terbuka

Pada sistem ini, directional control valve harus terbuka di bagian tengah agar aliran oli melewati valve dan kembali ke reservoir. Gambar 4 menunjukkan sistem ini dalam keadaan netral. Untuk mengoperasikan beberapa fungsi hidraulik secara bersamaan, sistem pusat terbuka harus memiliki sambungan yang benar, yang akan dibahas di bawah ini. Sistem pusat terbuka efisien dalam melakukan fungsi hidraulik tertentu dan terbatas pada banyak fungsi.

Gambar 4 - Sistem hidrolik tengah terbuka.

(1) Sambungan serial. Gambar 5 menunjukkan sistem pusat terbuka dengan konsumen / katup hidrolik dihubungkan secara seri. Aliran oli dari pompa diarahkan ke tiga katup kontrol secara seri. Bagian tengah setiap katup pada posisi netral terbuka untuk memungkinkan aliran oli bergerak bebas dari pompa ke reservoir. Arah aliran minyak ditunjukkan oleh panah. Aliran dari outlet katup pertama diarahkan ke saluran masuk kedua, dan seterusnya. Saat katup kontrol beroperasi, oli yang masuk memasuki silinder, yang dikendalikan oleh katup kontrol yang sesuai. Cairan balik dari silinder diarahkan melalui saluran balik dan ke katup berikutnya.

Gambar 5 - Sistem hidraulik tengah terbuka dengan sambungan seri.

Sistem ini hanya efektif jika satu katup kontrol beroperasi pada waktu yang bersamaan. Ketika ini terjadi, aliran oli penuh dan tekanan keluar pompa tersedia untuk fungsi ini. Namun, jika lebih dari satu katup kontrol beroperasi, jumlah total tekanan dan aliran yang diperlukan untuk setiap fungsi tidak dapat melebihi parameter reset sistem (pengaturan katup pelepas).

2) Koneksi serial-paralel. Gambar 6 menunjukkan perubahan dari koneksi serial... Minyak dari pompa diarahkan melalui katup kontrol secara seri maupun paralel. Katup kadang-kadang "ditumpuk" untuk memberikan aliran aliran tambahan. Pada posisi netral, fluida mengalir melalui katup secara berurutan seperti yang ditunjukkan oleh panah. Namun, ketika katup arah mana pun diaktifkan, saluran keluar pada katup yang sedang berjalan ditutup, tetapi aliran oli tersedia untuk semua katup lain melalui sambungan paralel.

Gambar 6 - Sistem hidraulik tengah terbuka dengan sambungan seri-paralel.

Ketika dua atau lebih katup beroperasi pada saat yang sama, silinder yang membutuhkan tekanan paling sedikit akan beroperasi terlebih dahulu, diikuti oleh silinder dengan tekanan lebih rendah berikutnya, dan seterusnya. Kemampuan untuk mengoperasikan dua atau lebih katup pada saat yang sama merupakan keuntungan dibandingkan sambungan seri.

(3) Pembagi aliran. Gambar 7 menunjukkan sistem pusat terbuka dengan pembagi aliran. Pembagi aliran menerima volume oli dari pompa dan membaginya di antara dua fungsi. Misalnya, pembagi aliran dapat diatur untuk membuka sisi kiri terlebih dahulu dalam hal ini jika kedua katup kontrol digerakkan secara bersamaan. Atau dia bisa membagi aliran minyak ke kedua sisi, sama atau dalam persentase yang berbeda. Untuk sistem pembagi aliran seperti itu, pompa harus cukup kuat untuk menangani semua fungsi secara bersamaan. Itu juga harus memasok cairan pada tekanan maksimum ke fungsi hidrolik yang paling penting. Ini berarti banyak tenaga kuda yang terbuang ketika hanya satu katup kontrol yang beroperasi.

Gambar 7 - Sistem hidrolik tengah terbuka dengan pembagi aliran.

Sistem pusat tertutup

Pada sistem ini, pompa dapat dalam keadaan idle (siaga) ketika tidak diperlukan oli untuk mengoperasikan fungsinya. Ini berarti bahwa katup kontrol (distributor) tertutup di tengah, menghentikan aliran oli dari pompa. Gambar 8 menunjukkan skema sistem hidrolik pusat tertutup selama operasi fungsi hidrolik. Agar beberapa fungsi dapat beroperasi secara bersamaan, sistem hidrolik pusat tertutup memiliki koneksi berikut:

Angka 8 - Sistem hidrolik pusat tertutup.

(1) Pompa aliran konstandan baterai. Gambar 9 menunjukkan sistem hidrolik pusat tertutup dengan akumulator. Sistem ini memiliki pompa kecil, tetapi mengisi daya baterai dalam volume yang konstan. Ketika akumulator diisi hingga tekanan penuh, katup unloader mengalihkan aliran pompa kembali ke reservoir. Katup periksa menjaga oli di bawah tekanan di sirkuit.

Gambar 9 - Sistem hidrolik pusat tertutup dengan akumulator.

Ketika katup kontrol beroperasi, akumulator mengeluarkan olinya di bawah tekanan dan menggerakkan silinder. Saat tekanan mulai turun, katup unloader terbuka dan mengarahkan aliran pompa ke akumulator untuk mengisi ulang aliran. Sistem ini, menggunakan pompa perpindahan kecil, efektif bila oli hanya diperlukan untuk waktu yang singkat. Namun, ketika fungsi hidraulik membutuhkan banyak oli untuk waktu yang lebih lama, sistem baterai mungkin tidak dapat menangani hal ini jika baterai tidak terlalu besar.

(2) Pompa aliran variabel. Gambar 10 menunjukkan sistem hidrolik pusat tertutup dengan pompa perpindahan variabel dengan katup pilot dalam posisi netral. Saat control valve dalam keadaan netral (center closed), oli dipompa sampai tekanan naik ke level yang telah ditentukan. Katup pengatur tekanan memungkinkan pompa untuk mati sendiri dan mempertahankan tekanan ini di dalam katup. Pompa dalam mode siaga Laju aliran oli pompa mendekati nol (kebocoran sendiri di pompa diisi ulang), tekanannya sama dengan pengaturan katup tekanan siaga pompa.

Ketika katup kontrol digerakkan (bergerak ke atas), oli dialihkan dari pompa ke bagian bawah rongga silinder. Penurunan tekanan yang disebabkan oleh komunikasi antara saluran tekanan pompa dan bagian bawah silinder menyebabkan pompa dari posisi siaga untuk membuat aliran oli dan tekanan ke bagian bawah piston untuk mengangkat beban.

Gambar 10 - Sistem hidrolik pusat tertutup dengan pompa aliran variabel.

Selama waktu ini, bagian atas silinder terhubung ke saluran balik, yang memungkinkan oli didorong keluar dari piston untuk kembali ke reservoir atau pompa. Ketika katup kontrol kembali ke posisi netral, oli terperangkap di kedua sisi silinder, dan suplai tekanan dari pompa ke silinder hidrolik ditutup rapat. Setelah urutan ini, pompa kembali ke mode siaga. Memindahkan spool ke bawah mengarahkan oli ke bagian atas rongga piston dan memindahkan beban ke bawah. Minyak dari bagian bawah piston diarahkan kembali ke reservoir.

Gambar 11 menunjukkan sistem pusat tertutup yang sama, tetapi dengan pompa pendorong (charge pump) yang memompa minyak dari reservoir ke pompa dengan laju variabel. Selama pengoperasian pompa make-up, tekanan yang dibutuhkan untuk pompa utama dan jumlah minyak yang dibutuhkan untuk itu. Semua ini membuat pengoperasian pompa aliran variabel lebih efisien. Pengembalian oli dari pengoperasian fungsi hidraulik seluruh sistem hidraulik disalurkan langsung ke saluran masuk pompa aliran variabel.

Gambar 11 - Sistem hidrolik tengah tertutup dengan pompa booster.

Karena alat berat modern membutuhkan lebih banyak daya hidraulik, sistem hidraulik pusat tertutup lebih hemat biaya. Misalnya, pada traktor, oli mungkin diperlukan untuk power steering, booster rem, silinder slave, linkage tiga titik, loader, dan attachment lainnya. Dalam kebanyakan kasus, setiap fungsi membutuhkan jumlah oli yang berbeda. Dalam sistem pusat tertutup, jumlah oli untuk setiap fungsi dapat diatur berdasarkan ukuran saluran atau katup, atau dengan pelambatan dengan pembangkitan panas internal yang lebih sedikit daripada sistem pusat terbuka yang sebanding dengan pembagi aliran. Keuntungan lain dari sistem pusat tertutup adalah:

• Tidak diperlukan katup unloader karena pompa akan mati dengan sendirinya saat tekanan siaga tercapai. Ini mencegah pembentukan panas dalam sistem di mana tekanan relief sering tercapai.
• Memiliki saluran, katup dan silinder yang dapat disesuaikan dengan kebutuhan aliran masing-masing fungsi.
• Cadangan aliran minyak untuk pekerjaan penuh dan kecepatan hidraulik, tersedia pada kecepatan engine rendah per menit (rpm). Lebih banyak fungsi dapat digunakan secara bersamaan.

Efisiensi kerja yang lebih besar dalam beberapa kasus. Misalnya, fungsi hidrolik seperti rem yang membutuhkan tenaga tetapi gerakan piston sangat sedikit. Dengan menjaga katup tetap terbuka, dalam mode siaga, tekanan diterapkan secara konstan ke piston rem tanpa kehilangan efisiensi saat pompa kembali ke mode siaga.

Mekanisme modern, mesin dan peralatan mesin, terlepas dari struktur yang tampak rumit, adalah kumpulan dari apa yang disebut mesin sederhana - tuas, sekrup, kerah, dan sejenisnya. Prinsip pengoperasian bahkan perangkat yang sangat kompleks didasarkan pada hukum dasar alam, yang dipelajari oleh ilmu fisika. Pertimbangkan, sebagai contoh, perangkat dan prinsip pengoperasian pers hidrolik.

Apa itu pers hidrolik?

Mesin press hidrolik adalah mesin yang menghasilkan gaya yang secara signifikan melebihi yang diterapkan pada awalnya. Nama "tekan" agak sewenang-wenang: perangkat semacam itu sering digunakan untuk kompresi atau penekanan. Misalnya untuk mendapatkan minyak sayur biji minyak dikompresi dengan kuat, memeras minyaknya. Dalam industri, pengepres hidrolik digunakan untuk pembuatan produk dengan stamping.

Tetapi prinsip mesin press hidrolik dapat digunakan di area lain juga. Contoh paling sederhana: dongkrak hidrolik- mekanisme yang memungkinkan penerapan upaya tangan manusia yang relatif kecil untuk mengangkat beban, yang massanya jelas melebihi kemampuan seseorang. Dengan prinsip yang sama - penggunaan energi hidrolik, aksi berbagai mekanisme dibangun:

• rem hidrolik;
• peredam kejut hidrolik;
• penggerak hidrolik;
• pompa hidrolik.

Popularitas mekanisme semacam ini di berbagai bidang teknologi disebabkan oleh fakta bahwa energi yang sangat besar dapat ditransmisikan menggunakan perangkat yang agak sederhana yang terdiri dari selang tipis dan fleksibel. Mesin press multi-ton industri, boom crane dan ekskavator - semua alat berat ini, yang tak tergantikan di dunia modern, bekerja secara efektif berkat hidraulik. Selain perangkat industri dengan kekuatan raksasa, ada banyak mekanisme manual misalnya dongkrak, klem dan penekan kecil.

Bagaimana cara kerja mesin press hidrolik?

Untuk memahami cara kerja mekanisme ini, Anda perlu mengingat apa itu pembuluh komunikasi. Istilah ini dalam fisika mengacu pada bejana yang terhubung satu sama lain dan diisi dengan cairan homogen. Hukum tentang bejana yang berkomunikasi mengatakan bahwa cairan homogen yang diam dalam bejana yang berkomunikasi berada pada tingkat yang sama.

Jika kita mengganggu keadaan diam cairan di salah satu bejana, misalnya, menambahkan cairan, atau memberi tekanan pada permukaannya untuk membawa sistem ke keadaan setimbang, yang dicari oleh sistem apa pun, tingkat cairan di sisa berkomunikasi dengan kapal yang diberikan akan naik. Ini terjadi atas dasar hukum fisika lain, dinamai menurut ilmuwan yang merumuskannya - hukum Pascal. Hukum Pascal adalah sebagai berikut: tekanan dalam cairan atau gas merambat ke semua titik dengan cara yang sama.

Apa prinsip pengoperasian mekanisme hidrolik apa pun? Mengapa seseorang dapat dengan mudah mengangkat mobil yang beratnya lebih dari satu ton untuk mengganti roda?

Secara matematis, hukum Pascal adalah sebagai berikut:

Tekanan P tergantung dalam proporsi langsung dengan gaya yang diterapkan F. Hal ini dapat dimengerti - semakin keras tekanannya, lebih banyak tekanan... Dan berbanding terbalik dengan luas area gaya yang diterapkan.

Setiap mesin hidrolik adalah kapal yang berkomunikasi dengan piston. Diagram skematis dan perangkat pers hidrolik ditunjukkan pada foto.

Bayangkan bahwa kita telah menekan piston di bejana yang lebih besar. Menurut hukum Pascal, tekanan mulai menyebar dalam cairan bejana, dan menurut hukum bejana yang berkomunikasi, untuk mengimbangi tekanan ini, piston naik dalam bejana kecil. Apalagi jika di kapal besar piston telah bergerak satu jarak, maka di kapal kecil jarak ini akan beberapa kali lebih besar.

Melakukan percobaan, atau perhitungan matematis, mudah untuk melihat sebuah pola: jarak pergerakan piston dalam bejana dengan diameter berbeda tergantung pada rasio area piston yang lebih kecil dengan yang besar. Hal yang sama akan terjadi jika, sebaliknya, gaya diterapkan pada piston yang lebih kecil.

Menurut hukum Pascal, jika tekanan yang diperoleh dari aksi gaya yang diterapkan pada satu satuan luas piston silinder kecil merambat sama ke segala arah, maka tekanan yang sama akan diberikan pada piston besar, hanya meningkat sebesar sebanyak luas piston kedua lebih banyak area lebih sedikit.

Ini adalah fisika dan struktur pers hidrolik: penguatan yang berlaku tergantung pada rasio area piston. Omong-omong, dalam peredam kejut hidrolik rasio yang berlawanan digunakan: gaya besar diserap oleh hidrolik peredam kejut.

Video menunjukkan pengoperasian model press hidrolik, yang dengan jelas menggambarkan apa tindakan mekanisme ini.

Desain dan pengoperasian pers hidrolik mematuhi aturan emas mekanika: menang dalam kekuatan, kita kalah dalam jarak.

Dari teori ke praktik

Blaise Pascal, setelah secara teoritis memikirkan prinsip pengoperasian pers hidrolik, menyebutnya "mesin untuk meningkatkan gaya." Tetapi dari saat penelitian teoretis hingga implementasi praktis, lebih dari seratus tahun telah berlalu. Alasan penundaan ini bukanlah kesia-siaan penemuan - manfaat mesin untuk meningkatkan kekuatan sudah jelas. Desainer telah melakukan banyak upaya untuk membangun mekanisme ini. Masalahnya adalah kesulitan menciptakan paking penyegelan, yang akan memungkinkan piston untuk pas dengan dinding kapal dan pada saat yang sama, memungkinkan untuk meluncur dengan mudah, meminimalkan biaya gesekan - setelah semua, tidak ada karet saat itu.

Masalahnya baru terpecahkan pada tahun 1795, ketika penemu Inggris Joseph Brahma mematenkan sebuah mekanisme yang disebut “Brahma press”. Kemudian perangkat ini dikenal sebagai tekan hidrolik... Skema pengoperasian perangkat, yang secara teoritis digariskan oleh Pascal dan diwujudkan dalam pers Brahma, tidak berubah sama sekali selama berabad-abad yang lalu.

Sistem hidrolik digunakan dalam berbagai macam peralatan, tetapi masing-masing didasarkan pada prinsip yang sama. Ini didasarkan pada hukum Pascal klasik, yang ditemukan pada abad ke-17. Menurutnya, tekanan yang diterapkan pada volume cairan menciptakan gaya. Ini ditransmisikan secara merata ke segala arah dan menciptakan tekanan yang sama di setiap titik.

Dasar dari pekerjaan hidrolika dalam bentuk apa pun adalah penggunaan energi cairan dan kemampuan, dengan menerapkan gaya kecil, untuk menahan peningkatan beban di area yang luas - yang disebut pengganda hidrolik. Dengan demikian, semua jenis perangkat yang beroperasi berdasarkan penggunaan energi hidrolik dapat diklasifikasikan sebagai hidrolik.

Peralatan khusus dengan saluran air
Robot hidrolik di pabrik Kamaz

Jenis hidrolika berdasarkan aplikasi

Terlepas dari "fondasi" yang umum, sistem hidraulik sangat beragam. Dari desain hidraulik dasar, yang terdiri dari beberapa silinder dan tabung, hingga desain yang menggabungkan elemen hidraulik dan solusi kelistrikan, mereka menunjukkan luasnya teknik dan memberikan manfaat aplikasi di berbagai industri:

• industri - sebagai elemen peralatan pengecoran, pengepresan, transportasi dan penanganan, mesin pemotong logam, konveyor;
• pertanian - lampiran traktor, ekskavator, kombinasi dan buldoser dikendalikan oleh sistem pembangkit listrik tenaga air;
• industri otomotif: sistem pengereman hidrolik - "harus dimiliki" untuk mobil dan truk modern;
• kedirgantaraan: sistem, independen atau terintegrasi dengan pneumatik, digunakan dalam sasis, perangkat kontrol;
• konstruksi: hampir semua peralatan khusus dilengkapi dengan unit hidrolik;
• teknik kelautan: sistem hidrolik digunakan dalam turbin, kemudi;
• produksi minyak dan gas, pengeboran lepas pantai, energi, penebangan dan penyimpanan, perumahan dan layanan komunal dan banyak area lainnya.

Stasiun hidrolik untuk mesin bubut

Dalam industri (untuk pemotongan logam dan peralatan mesin lainnya), hidrolika produktif modern digunakan karena kemampuannya untuk menyediakan mode optimal bekerja dengan bantuan regulasi tanpa langkah, untuk mendapatkan pergerakan peralatan yang halus dan tepat serta kemudahan otomatisasinya.

Sistem dengan kontrol otomatis banyak digunakan pada mesin produksi, dan dalam konstruksi, lansekap, jalan, dan pekerjaan lainnya - ekskavator dan kendaraan beroda atau beroda lainnya dengan unit hidraulik. Sistem hidrolik ditenagai oleh mesin kendaraan (mesin pembakaran internal atau listrik) dan memastikan pengoperasian attachment - ember, panah, garpu, dan sebagainya.

Backhoe loader hidrolik

Jenis hidraulik dengan penggerak hidraulik yang berbeda

Dalam peralatan untuk bidang yang berbeda penggerak hidrolik dari salah satu dari dua jenis digunakan - hidrodinamik, beroperasi terutama pada energi kinetik, atau volumetrik. Yang terakhir menggunakan energi potensial dari tekanan cairan, memberikan tekanan tinggi dan, karena keunggulan teknis, banyak digunakan dalam mesin modern. Sistem dengan penggerak volumetrik yang ringkas dan efisien dipasang pada ekskavator tugas berat dan peralatan mesin - mereka tekanan operasi mencapai 300 MPa dan lebih.

Contoh teknik dengan penggerak hidrolik volumetrik
roda kerja turbin hidrolik untuk pembangkit listrik tenaga air

Penggerak hidraulik volumetrik digunakan di sebagian besar sistem hidraulik modern yang dipasang di mesin press, ekskavator dan peralatan konstruksi, mesin pengerjaan logam, dan sebagainya. Perangkat diklasifikasikan berdasarkan:

• sifat pergerakan tautan keluaran motor hidrolik - dapat berputar (dengan poros atau rumah yang digerakkan), translasi atau putar, dengan gerakan pada sudut hingga 270 derajat;
• regulasi: dapat disesuaikan dan tidak dapat disesuaikan secara manual atau mode otomatis, throttle, cara throttle volumetrik atau volumetrik;
• skema sirkulasi fluida kerja - kompak tertutup, digunakan dalam peralatan bergerak, dan terbuka, yang berkomunikasi dengan tangki hidrolik terpisah;
• sumber pasokan cairan: dengan pompa atau penggerak hidrolik, jalur utama atau otonom;
• jenis mesin - listrik, mesin pembakaran internal di mobil dan peralatan khusus, turbin kapal dan sebagainya.

Turbin Siemens dengan penggerak hidrolik

Berbagai jenis desain hidrolika

Dalam industri, mesin dan mekanisme dengan perangkat kompleks digunakan, tetapi, sebagai aturan, hidrolika di dalamnya bekerja sesuai dengan aturan umum. diagram skematik... Sistem tersebut meliputi:

• silinder hidrolik yang berfungsi yang mengubah energi hidrolik menjadi gerakan mekanis (atau, lebih kuat) sistem industri, motor hidrolik);
• pompa hidrolik;
• tangki untuk fluida kerja, di mana leher, pernapasan, dan kipas disediakan;
• katup - non-balik, keamanan dan distribusi (mengarahkan cairan ke silinder atau ke reservoir);
• filter halus (masing-masing satu pada jalur suplai dan pengembalian) dan filter kasar - untuk menghilangkan kotoran mekanis;
• sistem yang mengontrol semua elemen;
• sirkuit (bejana tekan, pipa dan komponen lainnya), segel dan gasket.

Skema klasik sistem hidrolik terpisah

Tergantung pada jenis sistem hidraulik, desainnya mungkin berbeda - ini memengaruhi ruang lingkup perangkat, parameter operasinya.

Silinder hidrolik kerja standar dari rem untuk kombinasi Niva SK-5

Jenis elemen struktur sistem hidrolik

Pertama-tama, jenis penggerak itu penting - bagian dari hidrolika yang mengubah energi. Silinder adalah tipe putar, dan dapat mengarahkan cairan hanya ke satu ujung atau keduanya (beraksi tunggal atau ganda). Upaya mereka diarahkan dalam garis lurus. Hidrolika tipe terbuka dengan silinder yang memberikan gerakan reciprocating ke link output, digunakan dalam peralatan berdaya rendah dan menengah.

Peralatan khusus dengan motor hidrolik

Dalam sistem industri yang kompleks, alih-alih silinder yang berfungsi, motor hidrolik dipasang, di mana cairan berasal dari pompa, dan kemudian kembali ke saluran. Motor hidrolik memberikan gerakan rotasi dengan sudut rotasi tak terbatas ke tautan keluaran. Mereka didorong oleh cairan hidrolik yang bekerja dari pompa, yang pada gilirannya menyebabkan elemen mekanis berputar. Dalam peralatan untuk area yang berbeda, motor roda gigi, baling-baling atau piston dipasang.

Motor piston radial

Aliran dalam sistem dikendalikan oleh katup hidrolik - pelambatan dan pengarah. Menurut fitur desain, mereka dibagi menjadi tiga jenis: spool, crane dan valve. Paling banyak diminati di industri, sistem rekayasa dan katup hidrolik komunikasi tipe pertama. Model spool mudah dioperasikan, ringkas, dan andal.

Pompa hidrolik- satu lagi pada dasarnya elemen penting hidrolika. Peralatan yang mengubah energi mekanik menjadi energi tekanan digunakan dalam sistem hidrolik tertutup dan terbuka. Untuk peralatan yang beroperasi dalam kondisi "keras" (pengeboran, penambangan, dan sebagainya), model tipe dinamis dipasang - mereka kurang sensitif terhadap kontaminasi dan kotoran.

Pompa hidrolik
Pompa hidrolik sectional
Sepasang pompa hidrolik-motor hidrolik

Juga, pompa diklasifikasikan berdasarkan tindakan - paksa atau tidak paksa. Sistem hidrolik paling modern menggunakan tekanan darah tinggi, pasang pompa jenis pertama. Dengan desain, model dibedakan:

• gigi;
• berbilah;
• piston - tipe aksial dan radial.
• dan sebagainya.

Manipulator hidrolik untuk pencetakan 3D

Ada kegunaan untuk hukum hidrolika - produsen datang dengan model mesin dan peralatan baru. Di antara yang paling menarik adalah sistem hidrolik yang dipasang di manipulator untuk pencetakan 3D, robot kolaboratif, perangkat mikofluida medis, penerbangan, dan peralatan lainnya. Oleh karena itu, klasifikasi apa pun tidak dapat dianggap lengkap - kemajuan ilmiah melengkapinya hampir setiap hari.

pi4 workerbot adalah robot industri ultra-modern yang mereproduksi ekspresi wajah

Manipulator hidrolik, dicetak pada printer 3D

Peralatan hidrolik di jalur pabrik pesawat terbang