Wie Automatikgetriebe funktionieren

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Bildergalerie: Übertragungen Das 6L50-Getriebe ist ein Hydra-Matic-Sechsgang-Automatikgetriebe mit Heck- und Allradantrieb von GM. Weitere Übertragungsbilder anzeigen. Bill Pugliano / Getty Images

-Wenn Sie jemals ein Auto mit Automatikgetriebe gefahren sind, wissen Sie, dass es zwei große Unterschiede zwischen einem Automatikgetriebe und einem Schaltgetriebe gibt:

  1. In einem Auto mit Automatikgetriebe gibt es kein Kupplungspedal.
  2. In einem Auto mit Automatikgetriebe gibt es keine Gangschaltung. Sobald Sie die Übertragung in setzen Fahrt, alles andere ist automatisch.

Sowohl das Automatikgetriebe (plus Drehmomentwandler) als auch ein Schaltgetriebe (ohne Kupplung) leisten genau das Gleiche, aber auf völlig unterschiedliche Weise. Es stellt sich heraus, dass die Art und Weise, wie ein Automatikgetriebe dies tut, absolut erstaunlich ist!

In diesem Artikel arbeiten wir uns durch ein Automatikgetriebe. Wir beginnen mit dem Schlüssel zum gesamten System: Planetenradsätzen. Dann werden wir sehen, wie die Übertragung zusammengesetzt ist, lernen, wie die Steuerungen funktionieren, und einige der Feinheiten diskutieren, die mit der Steuerung einer Übertragung verbunden sind.

Inhalt
  1. Zweck eines Automatikgetriebes
  2. Das Planetengetriebe
  3. Planetengetriebe-Übersetzungsverhältnisse
  4. Zusammengesetztes Planetengetriebe
  5. Erster Gang
  6. Zweiten Gang
  7. Dritter Gang
  8. Overdrive
  9. Rückwärtsgang
  10. Kupplungen und Bänder in einem Automatikgetriebe
  11. Wenn Sie das Auto in den Park stellen
  12. Automatikgetriebe: Hydraulik, Pumpen und der Regler
  13. Automatikgetriebe: Ventile und Modulatoren
  14. Elektronisch gesteuerte Getriebe
Position des Automatikgetriebes.

Genau wie bei einem Schaltgetriebe besteht die Hauptaufgabe des Automatikgetriebes darin, den Motor in seinem engen Drehzahlbereich arbeiten zu lassen und gleichzeitig einen weiten Bereich von Ausgangsdrehzahlen bereitzustellen.

Ohne ein Getriebe wären Autos auf ein Übersetzungsverhältnis begrenzt, und dieses Übersetzungsverhältnis müsste so gewählt werden, dass das Auto mit der gewünschten Höchstgeschwindigkeit fahren kann. Wenn Sie eine Höchstgeschwindigkeit von 80 Meilen pro Stunde wünschen, ist das Übersetzungsverhältnis in den meisten Fahrzeugen mit Schaltgetriebe ähnlich wie im dritten Gang.

Sie haben wahrscheinlich noch nie versucht, ein Auto mit Schaltgetriebe nur im dritten Gang zu fahren. Wenn Sie dies tun würden, würden Sie schnell feststellen, dass Sie beim Starten fast keine Beschleunigung hatten, und bei hohen Geschwindigkeiten würde der Motor in der Nähe der roten Linie mitschreien. Ein Auto wie dieses würde sich sehr schnell abnutzen und wäre fast nicht fahrbar.

Das Getriebe verwendet daher Zahnräder, um das Drehmoment des Motors effektiver zu nutzen und den Motor bei einer angemessenen Drehzahl zu halten. Beim Abschleppen oder Ziehen schwerer Gegenstände kann das Getriebe Ihres Fahrzeugs heiß genug werden, um die Getriebeflüssigkeit zu verbrennen. Um das Getriebe vor ernsthaften Schäden zu schützen, sollten Fahrer, die abschleppen, Fahrzeuge kaufen, die mit Getriebekühlern ausgestattet sind.

-Der Hauptunterschied zwischen einem manuellen und einem automatischen Getriebe besteht darin, dass das manuelle Getriebe verschiedene Zahnradsätze an der Abtriebswelle sperrt und entriegelt, um die verschiedenen Übersetzungsverhältnisse zu erreichen, während bei einem Automatikgetriebe der gleiche Zahnradsatz alle unterschiedlichen Zahnräder erzeugt Verhältnisse. Der Planetenradsatz ist das Gerät, das dies in einem Automatikgetriebe ermöglicht.

Werfen wir einen Blick auf die Funktionsweise des Planetenradsatzes.

Von links nach rechts: der Zahnkranz, der Planetenträger und zwei Sonnenräder

-Wenn Sie zerlegen und in ein Automatikgetriebe schauen, finden Sie auf relativ kleinem Raum eine große Auswahl an Teilen. Sie sehen unter anderem:

  • Ein genialer Planetenradsatz
  • Eine Reihe von Bändern zum Verriegeln von Teilen eines Zahnradsatzes
  • Ein Satz von drei Nassplattenkupplungen zum Verriegeln anderer Teile des Zahnradsatzes
  • Ein unglaublich seltsames Hydrauliksystem, das die Kupplungen und Bänder steuert
  • Eine große Zahnradpumpe zum Bewegen der Getriebeflüssigkeit

-Im Mittelpunkt steht die Planetenradsatz. Dieser eine Teil hat die Größe einer Melone und erzeugt all die verschiedenen Übersetzungsverhältnisse, die das Getriebe erzeugen kann. Alles andere im Getriebe ist da, um dem Planetenradsatz dabei zu helfen, seine Sache zu tun. Dieses erstaunliche Stück Getriebe ist schon einmal aufgetaucht. Sie können es am Artikel mit dem elektrischen Schraubendreher erkennen. Ein Automatikgetriebe enthält zwei komplette Planetenradsätze, die zu einer Komponente zusammengefasst sind. Eine Einführung in Planetengetriebe finden Sie unter Funktionsweise von Übersetzungsverhältnissen.

Jeder Planetenradsatz besteht aus drei Hauptkomponenten:

  1. Das Sonnenschutz
  2. Das Planetenräder und der Planet Zahnräder Träger
  3. Das Zahnkranz

Jede dieser drei Komponenten kann der Eingang, der Ausgang sein oder stationär gehalten werden. Die Auswahl, welches Stück welche Rolle spielt, bestimmt das Übersetzungsverhältnis für das Zahnradset. Schauen wir uns einen einzelnen Planetenradsatz an.

Einer der Planetenräder unseres Getriebes hat einen Zahnkranz mit 72 Zähnen und einen Sonnenrad mit 30 Zähnen. Wir können viele verschiedene Übersetzungsverhältnisse aus diesem Zahnradsatz herausholen.

© 2018

Wenn Sie zwei der drei Komponenten miteinander verriegeln, wird das gesamte Gerät bei einer Untersetzung von 1: 1 blockiert. Beachten Sie, dass das oben aufgeführte erste Übersetzungsverhältnis a ist die Ermäßigung -- Die Ausgangsgeschwindigkeit ist langsamer als die Eingangsgeschwindigkeit. Der zweite ist ein Overdrive -- Die Ausgangsgeschwindigkeit ist schneller als die Eingangsgeschwindigkeit. Das letzte ist wieder eine Reduzierung, aber die Ausgangsrichtung ist umgekehrt. Es gibt mehrere andere Übersetzungsverhältnisse, die aus diesem Planetenradsatz herausgeholt werden können, aber diese sind diejenigen, die für unser Automatikgetriebe relevant sind. Sie können diese in der folgenden Animation ausprobieren:

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Animation der verschiedenen Übersetzungsverhältnisse im Zusammenhang mit Automatikgetrieben

Klicken Sie auf die Schaltflächen links in der obigen Tabelle.

Dieser eine Zahnradsatz kann also all diese unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisse erzeugen, ohne dass andere Zahnräder ein- oder ausgeschaltet werden müssen. Mit zwei dieser Zahnradsätze hintereinander können wir die vier Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang erhalten, die unser Getriebe benötigt. Wir werden die beiden Zahnradsätze im nächsten Abschnitt zusammenfügen.

Dieses Automatikgetriebe verwendet einen Satz von Gängen, die als a bezeichnet werden zusammengesetztes Planetengetriebe, Das sieht aus wie ein einzelner Planetenradsatz, verhält sich aber tatsächlich wie zwei Planetenradsätze zusammen. Es hat einen Zahnkranz, der immer die Ausgabe des Getriebes ist, aber es hat zwei Sonnenräder und zwei Sätze von Planeten.

Schauen wir uns einige Teile an:

Ein zusammengesetzter Planetenradsatz wirkt wie zwei Planetenradsätze zusammen. Erfahren Sie mehr über zusammengesetzte Planetenradsätze und eine Automatikgetriebestruktur. © 2018

Die folgende Abbildung zeigt die Planeten im Planetenträger. Beachten Sie, wie der Planet rechts tiefer sitzt als der Planet links. Der Planet auf der rechten Seite greift nicht in den Zahnkranz ein - er greift in den anderen Planeten ein. Nur der Planet links greift in den Zahnkranz ein.

Ein zusammengesetzter Planetenradsatz wirkt wie zwei Planetenradsätze zusammen. Erfahren Sie mehr über zusammengesetzte Planetenradsätze und eine Automatikgetriebestruktur. © 2018

Als nächstes können Sie das Innere des Planetenträgers sehen. Die kürzeren Gänge werden nur vom kleineren Sonnenrad eingelegt. Die längeren Planeten werden vom größeren Sonnenrad und von den kleineren Planeten angegriffen.

Ein zusammengesetzter Planetenradsatz wirkt wie zwei Planetenradsätze zusammen. Erfahren Sie mehr über zusammengesetzte Planetenradsätze und eine Automatikgetriebestruktur.

Die folgende Animation zeigt, wie alle Teile in einem Getriebe angeschlossen sind.

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Bewegen Sie den Schalthebel, um zu sehen, wie die Kraft über das Getriebe übertragen wird.

Im ersten Gang wird das kleinere Sonnenrad von der Turbine im Drehmomentwandler im Uhrzeigersinn angetrieben. Der Planetenträger versucht, sich gegen den Uhrzeigersinn zu drehen, wird jedoch von der Einwegkupplung (die nur eine Drehung im Uhrzeigersinn zulässt) stillgehalten, und der Zahnkranz dreht den Ausgang. Das kleine Zahnrad hat 30 Zähne und der Zahnkranz hat 72, also ist das Übersetzungsverhältnis:

Verhältnis = -R / S = - 72/30 = -2,4: 1

Die Drehung ist also negativ 2,4: 1, was bedeutet, dass die Ausgangsrichtung wäre Gegenteil die Eingaberichtung. Aber die Ausgangsrichtung ist wirklich die gleich als Eingaberichtung - hier kommt der Trick mit den beiden Planetensätzen ins Spiel. Der erste Planetensatz greift in den zweiten Satz ein, und der zweite Satz dreht den Zahnkranz; Diese Kombination kehrt die Richtung um. Sie können sehen, dass dies auch dazu führen würde, dass sich das größere Sonnenrad dreht. Da diese Kupplung jedoch gelöst ist, kann sich das größere Sonnenrad frei in die entgegengesetzte Richtung der Turbine drehen (gegen den Uhrzeigersinn)..

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Bewegen Sie den Schalthebel, um zu sehen, wie die Kraft über das Getriebe übertragen wird.

Dieses Getriebe macht etwas wirklich Ordentliches, um das für den zweiten Gang erforderliche Übersetzungsverhältnis zu erhalten. Es wirkt wie zwei Planetenradsätze, die mit einem gemeinsamen Planetenträger miteinander verbunden sind.

Die erste Stufe des Planetenträgers verwendet tatsächlich das größere Sonnenrad als Hohlrad. Die erste Stufe besteht also aus der Sonne (dem kleineren Sonnenrad), dem Planetenträger und dem Ring (dem größeren Sonnenrad)..

Der Eingang ist das kleine Sonnenrad; Der Zahnkranz (großes Sonnenrad) wird vom Band stationär gehalten, und der Ausgang ist der Planetenträger. Für diese Stufe lautet die Formel mit der Sonne als Eingang, dem Planetenträger als Ausgang und dem festen Zahnkranz:

1 + R / S = 1 + 36/30 = 2,2: 1

Der Planetenträger dreht sich bei jeder Umdrehung des kleinen Sonnenrads 2,2-mal. In der zweiten Stufe fungiert der Planetenträger als Eingang für den zweiten Planetenradsatz, das größere Sonnenrad (das stationär gehalten wird) als Sonne und das Hohlrad als Ausgang, sodass das Übersetzungsverhältnis wie folgt lautet:

1 / (1 + S / R) = 1 / (1 + 36/72) = 0,67: 1

Um die Gesamtreduzierung für den zweiten Gang zu erhalten, multiplizieren wir die erste Stufe mit der zweiten, 2,2 x 0,67, um eine Reduzierung von 1,47: 1 zu erhalten. Das mag verrückt klingen, aber wenn Sie sich das Video ansehen, bekommen Sie eine Vorstellung davon, wie es funktioniert.

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Bewegen Sie den Schalthebel, um zu sehen, wie die Kraft über das Getriebe übertragen wird.

Die meisten Automatikgetriebe haben im dritten Gang ein Übersetzungsverhältnis von 1: 1. Sie werden sich aus dem vorherigen Abschnitt daran erinnern, dass wir nur zwei der drei Teile des Planetengetriebes miteinander verbinden müssen, um einen 1: 1-Ausgang zu erzielen. Mit der Anordnung in diesem Zahnradsatz ist es noch einfacher - alles, was wir tun müssen, ist die Kupplungen einzurücken, die jedes der Sonnenräder an der Turbine befestigen.

Wenn sich beide Sonnenräder in die gleiche Richtung drehen, blockieren die Planetenräder, weil sie sich nur in entgegengesetzte Richtungen drehen können. Dadurch wird der Zahnkranz an die Planeten gebunden und alles dreht sich als Einheit, wodurch ein Verhältnis von 1: 1 entsteht.

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Bewegen Sie den Schalthebel, um zu sehen, wie die Kraft über das Getriebe übertragen wird.

Per Definition hat ein Overdrive eine schnellere Ausgangsgeschwindigkeit als die Eingangsgeschwindigkeit. Es ist eine Geschwindigkeitssteigerung - das Gegenteil einer Reduzierung. Bei dieser Übertragung werden durch Aktivieren des Overdrive zwei Dinge gleichzeitig ausgeführt. Wenn Sie lesen, wie Drehmomentwandler funktionieren, haben Sie etwas über Überbrückungsdrehmomentwandler gelernt. Um die Effizienz zu verbessern, verfügen einige Fahrzeuge über einen Mechanismus, der den Drehmomentwandler blockiert, sodass die Motorleistung direkt zum Getriebe fließt.

Bei diesem Getriebe ist beim Einschalten des Overdrives eine Welle, die am Gehäuse des Drehmomentwandlers angebracht ist (der mit dem Schwungrad des Motors verschraubt ist), über eine Kupplung mit dem Planetenträger verbunden. Die kleinen Sonnenrad-Freiläufe und das größere Sonnenrad werden vom Overdrive-Band gehalten. An die Turbine ist nichts angeschlossen; Der einzige Eingang kommt vom Wandlergehäuse. Kehren wir noch einmal zu unserer Tabelle zurück, diesmal mit dem Planetenträger für die Eingabe, dem festen Sonnenrad und dem Hohlrad für die Ausgabe.

Verhältnis = 1 / (1 + S / R) = 1 / (1 + 36/72) = 0,67: 1

Der Ausgang dreht sich also alle zwei Drittel einer Motordrehung einmal. Wenn der Motor mit 2000 Umdrehungen pro Minute (U / min) dreht, beträgt die Ausgangsdrehzahl 3000 U / min. Dies ermöglicht es Autos, mit Autobahngeschwindigkeit zu fahren, während die Motordrehzahl schön langsam bleibt.

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Bewegen Sie den Schalthebel, um zu sehen, wie die Kraft über das Getriebe übertragen wird.

Der Rückwärtsgang ist dem ersten Gang sehr ähnlich, außer dass anstelle des kleinen Sonnenrads, das von der Drehmomentwandlerturbine angetrieben wird, das größere Sonnenrad angetrieben wird und der kleine Freilauf in die entgegengesetzte Richtung. Der Planetenträger wird durch das umgekehrte Band zum Gehäuse gehalten. Nach unseren Gleichungen von der letzten Seite haben wir also:

Das Rückwärtsgangverhältnis ist also bei diesem Getriebe etwas geringer als im ersten Gang.

Übersetzungsverhältnis

Dieses Getriebe hat vier Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang. Fassen wir die Übersetzungsverhältnisse, Ein- und Ausgänge zusammen:

© 2018

Nachdem Sie diese Abschnitte gelesen haben, fragen Sie sich wahrscheinlich, wie die verschiedenen Eingänge verbunden und getrennt werden. Dies geschieht durch eine Reihe von Kupplungen und Bändern im Getriebe. Im nächsten Abschnitt werden wir sehen, wie diese funktionieren.

Im letzten Abschnitt haben wir besprochen, wie jedes Übersetzungsverhältnis vom Getriebe erzeugt wird. Als wir zum Beispiel über Overdrive sprachen, sagten wir:

Bei diesem Getriebe ist beim Einschalten des Overdrives eine Welle, die am Gehäuse des Drehmomentwandlers angebracht ist (der mit dem Schwungrad des Motors verschraubt ist), über eine Kupplung mit dem Planetenträger verbunden. Die kleinen Sonnenrad-Freiläufe und das größere Sonnenrad werden vom Overdrive-Band gehalten. An die Turbine ist nichts angeschlossen; Der einzige Eingang kommt vom Wandlergehäuse.

Um das Getriebe auf Overdrive zu bringen, müssen viele Dinge durch Kupplungen und Bänder verbunden und getrennt werden. Der Planetenträger wird über eine Kupplung mit dem Drehmomentwandlergehäuse verbunden. Die kleine Sonne wird durch eine Kupplung von der Turbine getrennt, so dass sie sich frei drehen kann. Das große Sonnenrad wird von einem Band am Gehäuse gehalten, so dass es sich nicht drehen kann. Jede Gangschaltung löst eine Reihe solcher Ereignisse aus, wobei verschiedene Kupplungen und Bänder ein- und auskuppeln. Werfen wir einen Blick auf eine Band.

Bands

In dieser Übertragung gibt es zwei Bänder. Die Bänder in einem Getriebe sind buchstäblich Stahlbänder, die sich um Abschnitte des Getriebezugs wickeln und mit dem Gehäuse verbunden sind. Sie werden von Hydraulikzylindern im Gehäuse des Getriebes betätigt.

Eine der Bands © 2018

In der Abbildung oben sehen Sie eines der Bänder im Gehäuse des Getriebes. Das Getriebe ist ausgebaut. Die Metallstange ist mit dem Kolben verbunden, der das Band betätigt.

Hier sind die Kolben sichtbar, die die Bänder betätigen. © 2018

Oben sehen Sie die beiden Kolben, die die Bänder betätigen. Durch den Hydraulikdruck, der über einen Satz Ventile in den Zylinder geleitet wird, drücken die Kolben auf die Bänder und verriegeln diesen Teil des Getriebezugs mit dem Gehäuse.

Die Kupplungen im Getriebe sind etwas komplexer. In diesem Getriebe gibt es vier Kupplungen. Jede Kupplung wird durch unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit betätigt, die in einen Kolben in der Kupplung eintritt. Federn stellen sicher, dass sich die Kupplung löst, wenn der Druck verringert wird. Unten sehen Sie den Kolben und die Kupplungstrommel. Beachten Sie die Gummidichtung am Kolben - dies ist eine der Komponenten, die ersetzt wird, wenn Ihr Getriebe wieder aufgebaut wird.

Eine der Kupplungen in einem Getriebe © 2018

Die nächste Abbildung zeigt die abwechselnden Schichten aus Kupplungsreibungsmaterial und Stahlplatten. Das Reibmaterial ist innen verzahnt und rastet dort in einem der Zahnräder ein. Die Stahlplatte ist außen verzahnt und rastet dort am Kupplungsgehäuse ein. Diese Kupplungsscheiben werden auch beim Umbau des Getriebes ausgetauscht.

Die Kupplungsscheiben © 2018

Der Druck für die Kupplungen wird durch Durchgänge in den Wellen geleitet. Das Hydrauliksystem steuert, welche Kupplungen und Bänder zu einem bestimmten Zeitpunkt erregt werden.

Es mag einfach erscheinen, das Getriebe zu sperren und zu verhindern, dass es sich dreht, aber es gibt tatsächlich einige komplexe Anforderungen für diesen Mechanismus. Zuerst muss man es ausschalten können, wenn sich das Auto auf einem Hügel befindet (das Gewicht des Autos ruht auf dem Mechanismus). Zweitens müssen Sie in der Lage sein, den Mechanismus zu aktivieren, auch wenn der Hebel nicht mit dem Zahnrad übereinstimmt. Drittens muss etwas verhindern, dass der Hebel nach dem Einrücken aufspringt und sich löst.

Der Mechanismus, der das alles macht, ist ziemlich ordentlich. Schauen wir uns zuerst einige Teile an.

Die Ausgabe des Getriebes: Die Vierkantkerben werden vom Feststellbremsmechanismus eingerückt, um das Auto ruhig zu halten. © 2018

Der Feststellbremsmechanismus greift in die Zähne am Ausgang ein, um das Auto ruhig zu halten. Dies ist der Abschnitt des Getriebes, der an die Antriebswelle angeschlossen wird. Wenn sich dieser Teil also nicht drehen kann, kann sich das Auto nicht bewegen.

Das leere Gehäuse des Getriebes mit durchsteckendem Feststellbremsmechanismus, wie es der Fall ist, wenn sich das Auto im Park befindet © 2018

Oben sehen Sie den Parkmechanismus, der in das Gehäuse hineinragt, in dem sich die Zahnräder befinden. Beachten Sie, dass sich die Seiten verjüngen. Dies hilft, die Feststellbremse zu lösen, wenn Sie auf einem Hügel geparkt sind - die Kraft vom Gewicht des Autos hilft, den Parkmechanismus aufgrund des Winkels der Verjüngung aus der Position zu drücken.

Diese Stange betätigt den Parkmechanismus. © 2018

Diese Stange ist mit einem Kabel verbunden, das über den Schalthebel in Ihrem Auto betätigt wird.

Draufsicht auf den Parkmechanismus © 2018

Wenn der Schalthebel in den Parkzustand versetzt wird, drückt die Stange die Feder gegen die kleine konische Buchse. Wenn der Parkmechanismus so ausgerichtet ist, dass er in eine der Kerben im Ausgangszahnradabschnitt fallen kann, drückt die konische Buchse den Mechanismus nach unten. Wenn der Mechanismus an einer der hohen Stellen am Ausgang ausgerichtet ist, drückt die Feder auf die konische Buchse, aber der Hebel rastet erst ein, wenn das Auto ein wenig rollt und die Zähne richtig ausgerichtet sind. Aus diesem Grund bewegt sich Ihr Auto manchmal ein wenig, nachdem Sie es in den Park gestellt und das Bremspedal losgelassen haben. Es muss ein wenig rollen, damit sich die Zähne an der Stelle ausrichten, an der der Parkmechanismus einrasten kann.

Sobald das Auto sicher im Park ist, hält die Buchse den Hebel gedrückt, damit das Auto nicht aus dem Park herausspringt, wenn es sich auf einem Hügel befindet.

Hydraulik

Das Automatikgetriebe in Ihrem Auto muss zahlreiche Aufgaben erfüllen. Möglicherweise wissen Sie nicht, auf wie viele verschiedene Arten es funktioniert. Hier sind zum Beispiel einige der Merkmale eines Automatikgetriebes:

  • Wenn das Auto auf Overdrive steht (bei einem Vierganggetriebe), wählt das Getriebe automatisch den Gang basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Gaspedalstellung.
  • Wenn Sie sanft beschleunigen, treten Schaltvorgänge bei niedrigeren Geschwindigkeiten auf als bei Vollgas.
  • Wenn Sie das Gaspedal betätigen, schaltet das Getriebe in den nächstniedrigeren Gang zurück.
  • Wenn Sie den Schalthebel in einen niedrigeren Gang schalten, schaltet das Getriebe zurück, es sei denn, das Auto fährt für diesen Gang zu schnell. Wenn das Auto zu schnell fährt, wartet es, bis das Auto langsamer wird, und schaltet dann herunter.
  • Wenn Sie das Getriebe in den zweiten Gang schalten, wird es auch nach einem vollständigen Stopp niemals herunter- oder hochschalten, es sei denn, Sie bewegen den Schalthebel.

Sie haben wahrscheinlich schon einmal etwas gesehen, das so aussieht. Es ist wirklich das Gehirn des Automatikgetriebes, das all diese Funktionen und mehr verwaltet. In den Durchgängen sehen Sie, wie die Flüssigkeit zu den verschiedenen Komponenten des Getriebes geleitet wird. In das Metall eingegossene Durchgänge sind ein effizienter Weg, um Flüssigkeit zu leiten. Ohne sie wären viele Schläuche erforderlich, um die verschiedenen Teile des Getriebes zu verbinden. Zunächst werden die wichtigsten Komponenten des Hydrauliksystems erörtert. dann werden wir sehen, wie sie zusammenarbeiten.

Das "Gehirn" der Übertragung © 2018

Die Pumpe

-Automatikgetriebe haben eine ordentliche Pumpe, genannt a Zahnradpumpe. Die Pumpe befindet sich normalerweise im Deckel des Getriebes. Es saugt Flüssigkeit aus einem Sumpf im Boden des Getriebes an und führt sie dem Hydrauliksystem zu. Es speist auch den Getriebekühler und den Drehmomentwandler.

Zahnradpumpe aus einem Automatikgetriebe © 2018

Das innere Zahnrad der Pumpe ist mit dem Gehäuse des Drehmomentwandlers verbunden, sodass es mit der gleichen Drehzahl wie der Motor dreht. Das äußere Zahnrad wird vom inneren Zahnrad gedreht, und wenn sich die Zahnräder drehen, wird Flüssigkeit aus dem Sumpf auf einer Seite des Halbmonds angesaugt und auf der anderen Seite in das Hydrauliksystem gedrückt.

Der Gouverneur

Das Gouverneur ist ein cleveres Ventil, das dem Getriebe mitteilt, wie schnell das Auto fährt. Es ist mit dem Ausgang verbunden. Je schneller sich das Auto bewegt, desto schneller dreht sich der Regler. Im Inneren des Reglers befindet sich ein federbelastetes Ventil, das sich proportional zur Drehzahl des Reglers öffnet. Je schneller sich der Regler dreht, desto mehr öffnet sich das Ventil. Flüssigkeit von der Pumpe wird über die Abtriebswelle dem Regler zugeführt.

Je schneller das Auto fährt, desto mehr öffnet das Regelventil und desto höher ist der Druck der Flüssigkeit, die es durchlässt.

Der Gouverneur © 2018 Der Schaltkreis

Um richtig zu schalten, muss das Automatikgetriebe wissen, wie hart der Motor arbeitet. Dies geschieht auf zwei verschiedene Arten. Einige Autos haben eine einfache Kabelverbindung, die mit einem verbunden ist Drosselklappe in der Übertragung. Je weiter das Gaspedal gedrückt wird, desto mehr Druck wird auf die Drosselklappe ausgeübt. Andere Autos benutzen a Vakuummodulator Druck auf die Drosselklappe ausüben. Der Modulator erfasst den Krümmerdruck, der ansteigt, wenn der Motor einer größeren Last ausgesetzt ist.

Das Handventil Daran schließt sich der Schalthebel an. Je nachdem, welcher Gang gewählt ist, speist das manuelle Ventil Hydraulikkreise, die bestimmte Gänge sperren. Befindet sich der Schalthebel beispielsweise im dritten Gang, wird ein Stromkreis gespeist, der verhindert, dass der Overdrive einrastet.

Schaltventile Versorgen Sie die Kupplungen und Bänder mit Hydraulikdruck, um jeden Gang einzulegen. Der Ventilkörper des Getriebes enthält mehrere Schaltventile. Das Schaltventil bestimmt, wann von einem Gang zum nächsten geschaltet werden soll. Beispielsweise bestimmt das 1 bis 2-Schaltventil, wann vom ersten in den zweiten Gang geschaltet werden muss. Das Schaltventil wird auf der einen Seite mit Flüssigkeit vom Regler und auf der anderen Seite mit der Drosselklappe unter Druck gesetzt. Sie werden von der Pumpe mit Flüssigkeit versorgt und leiten diese Flüssigkeit zu einem von zwei Kreisläufen, um zu steuern, in welchem ​​Gang das Auto fährt.

Das Schaltventil verzögert eine Schaltung, wenn das Auto schnell beschleunigt. Wenn das Auto leicht beschleunigt, erfolgt die Schaltung mit einer niedrigeren Geschwindigkeit. Lassen Sie uns diskutieren, was passiert, wenn das Auto sanft beschleunigt.

Mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit steigt der Druck des Reglers. Dadurch wird das Schaltventil gedrückt, bis der erste Gang geschlossen und der zweite Gang geöffnet wird. Da das Auto mit leichtem Gas beschleunigt, übt die Drosselklappe nicht viel Druck auf das Schaltventil aus.

Wenn das Auto schnell beschleunigt, übt die Drosselklappe mehr Druck auf das Schaltventil aus. Dies bedeutet, dass der Druck vom Regler höher sein muss (und daher die Fahrzeuggeschwindigkeit höher sein muss), bevor sich das Schaltventil weit genug bewegt, um den zweiten Gang einzulegen.

Jedes Schaltventil reagiert auf einen bestimmten Druckbereich. Wenn das Auto schneller fährt, übernimmt das 2-zu-3-Schaltventil, da der Druck des Reglers hoch genug ist, um dieses Ventil auszulösen.

Ein Automatikgetriebe mit manuellem Modus ermöglicht es dem Fahrer, ohne Kupplungspedal zu schalten. © iStockphoto / Emre Ogan

Elektronisch gesteuerte Getriebe, die bei einigen neueren Fahrzeugen auftreten, verwenden weiterhin Hydraulik, um die Kupplungen und Bänder zu betätigen, aber jeder Hydraulikkreis wird von einem elektrischen Magneten gesteuert. Dies vereinfacht die Installation des Getriebes und ermöglicht erweiterte Steuerungsschemata.

Im letzten Abschnitt haben wir einige der Steuerungsstrategien gesehen, die mechanisch gesteuerte Getriebe verwenden. Elektronisch gesteuerte Getriebe verfügen über noch ausgefeiltere Steuerungsschemata. Zusätzlich zur Überwachung der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Drosselklappenstellung kann der Getriebesteuerer die Motordrehzahl überwachen, wenn das Bremspedal gedrückt wird, und sogar das Antiblockiersystem.

Mit diesen Informationen und einer fortschrittlichen Steuerungsstrategie, die auf Fuzzy-Logik basiert - einer Methode zum Programmieren von Steuerungssystemen unter Verwendung menschlicher Argumentation - können elektronisch gesteuerte Übertragungen Folgendes bewirken:

  • Beim Bergabfahren automatisch herunterschalten, um die Geschwindigkeit zu steuern und den Verschleiß der Bremsen zu verringern
  • Hochschalten beim Bremsen auf einer rutschigen Oberfläche, um das vom Motor ausgeübte Bremsmoment zu verringern
  • Sperren Sie das Hochschalten, wenn Sie auf einer kurvenreichen Straße in eine Kurve fahren

Lassen Sie uns über dieses letzte Merkmal sprechen - das Hochschalten zu verhindern, wenn Sie auf einer kurvenreichen Straße in eine Kurve fahren. Angenommen, Sie fahren auf einer bergauf führenden, kurvenreichen Bergstraße. Wenn Sie auf geraden Straßenabschnitten fahren, schaltet das Getriebe in den zweiten Gang, um Ihnen genügend Beschleunigung und Steigkraft zu bieten. Wenn Sie zu einer Kurve kommen, werden Sie langsamer, nehmen den Fuß vom Gaspedal und betätigen möglicherweise die Bremse. Die meisten Getriebe schalten in den dritten Gang oder sogar auf Hochtouren, wenn Sie den Fuß vom Gas nehmen. Wenn Sie dann aus der Kurve heraus beschleunigen, werden sie wieder heruntergeschaltet. Aber wenn Sie ein Auto mit Schaltgetriebe fahren würden, würden Sie das Auto wahrscheinlich die ganze Zeit im gleichen Gang lassen. Einige Automatikgetriebe mit fortschrittlichen Steuerungssystemen können diese Situation erkennen, nachdem Sie einige Kurven umrundet haben, und "lernen", nicht erneut hochzuschalten.

Weitere Informationen zu Automatikgetrieben und verwandten Themen finden Sie unter den Links auf der nächsten Seite.

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