Комплексна доробка АКПП

Підвищення мощностного потенціалу автомобіля - завдання комплексне.

Комплексна доробка АКПП Комплексна доробка АКПП

Серйозна доробка мотора потребують ревізії всіх його систем і вузлів, в тому числі тормозов, підвіски і, звичайно ж, трансмісії. При цьому більшість тюнерів, як правило, не любили зв'язуватися з автоматами, вважаючи їх безперспективними для модернізації.

Часи змінюються, і автоматичні коробки передач, ставши досконалим, вже розглядаються конструкторами і гонщиками як пріоритетний тип трансмісії в спортивних машинах. Зміна пар і рядів в КПП з ручкою теж поступово поступається місцем роботам щодо посилення автоматів у перевагах багатьох самостійних тюнерів, але перш ніж перерахувати напрями і методи подібних робіт, узагальнено розглянемо конструкцію АКПП. Не всіх, а тільки найбільш поширених і традиційних гідромеханічних варіантів. Причому оскільки опис гідравлічної теорії, та й читання подібного тексту, мабуть, перевищує всі розумні рамки посидючості переважної кількості людей, то обмежимося загальними принципами роботи основних вузлів - планетарного механізму, фрикционов з стрічковим гальмом, гідротрансформатора, сервомеханизма перемикання і блоку управління.

Планетарний механізм

До недавнього часу, за вкрай рідкісним винятком, усі виробники будували АКПП на основі планетарних редукторів. Основна перевага такого механізму перед іншими можливими конструкціями полягає в його компактності і простоті зміни передавального відношення. Досить загальмувати одне з трьох ланок - сонячної шестерні, водила сателітів і епіциклу - для отримання різних режимів трансмісії. Теоретично можливо отримати три ступені з одного ряду. Правда, зміна напрямку потоку потужності на вході в автомобільну коробку вимагає надмірно складних конструктивних рішень, тому приводним ланкою завжди є сонячна шестерня, що обмежує отримання на одному планетарному ряду не більше двох різних швидкостей обертання. Розширення діапазону передавальних відносин досягається за рахунок системи з працюючих спільно декількох муфт, всередині барабанів яких розташовані планетарні механізми. Найчастіше в гідромеханічних автоматах число планетарних рядів на один менше, ніж кількість перемикаються швидкостей.

.

Пакети фрикционов і гальмівні стрічки

За гальмування ланок планетарного ряду відповідають фрікциони і гальмівні стрічки. Фрікциони являють собою пакет дисків зчеплення мокрого типу, одна половина з яких має зачеплення на центральну втулку, а інша - на барабан муфти. Диски стискаються поршнем, активує тиском трансмісійної рідини. У більшості випадків використовується один такий пакет на кожен ряд в АКПП. Зустрічаються трансмісії, де використовують пакети фрикционов і для розширення діапазонів передавального відношення в межах одного ряду, але такі конструкції менш популярні внаслідок їх громіздкості. Зупинку барана муфти з епіциклом планетарного ряду, що збільшує швидкість обертання водила сателітів, здійснюють стрічковим гальмом. Гальмівна стрічка компактніше фрикційних, а принцип її дії пом'якшує ударні навантаження на деталі трансмісії в момент перемикань. Головна відмінність між автоматичними коробками різних моделей полягає в черговості методик переходу на інший щабель. В одних для включення наступної передачі застосовується гальмівна стрічка, а в інших для зміни передачі такого ж рангу використовують пакет фрикционов. Різний підхід при конструюванні диктується безліччю параметрів, серед яких: швидкість і плавність перемикань (фрікциони спрацьовують швидше і жорсткіше), рівень крутного моменту в момент перемикання, компонувальні рішення. Наприклад, перевага використання пакету фрикционов для включення ступені в порівнянні з методикою переходу на таку ж щабель допомогою гальмівної стрічки полягає в тому що, при переході на наступний щабель не відбувається затримки через очікування розпуску гальма. Для більшості водіїв це не є значущою річчю. А ось для тих. хто планує використовувати машину, наприклад, в дреге, ця різниця істотна, оскільки від швидкості перемикань на певних передачах багато залежить в гонці. Втім, ця різниця нівелюється застосуванням спеціальних шифт-китів.

[1] Найпростіший Shift Kit .

[2] Барабан муфти зі сталевими дисками фрикционов.

[3] Лента тормоза.

[4] Пакет фрикционов .

[5] Гідротрансформатор.

Гідротрансформатор

Функцію зчеплення при передачі крутного моменту від двигуна до гидромеханической коробці традиційно виконує гідротрансформатор. На відміну про просту гідромуфти, що складається з насосного та турбінного коліс, гідротрансформатор забезпечений нерухомим щодо корпусу внутрішнім реакторним колесом, лопаті якого змінюють напрямок потоків трансмісійної рідини, організованих насосної половиною муфти. Така конструкція збільшує коефіцієнт передачі крутного моменту на низьких оборотах і при зростанні навантаження на веденому турбінному колесі, наприклад, при русі в гору. Тобто гідротрансформатор розширює передавальний діапазон трансмісії. Правда, на середніх оборотах ці внутрішні лопаті стають вже перешкодою для високого ККД, і реакторне колесо растормаживают, дозволяючи йому обертатися разом з маслом. Тим самим трансформатор перетворюється на звичайну гідромуфту. У сучасних конструкціях в режимах, які не потребують перетворення крутного моменту, щоб уникнути високих втрат турбінне і насосне колеса жорстко пов'язують один з одним фрікціонами.

Блок клапанів

Блок клапанів, або корпус клапанів, часто званий мозком автоматичної коробки, як правило, являє собою систему каналів в металевій плиті, дійсно нагадують мозкові звивини. От тільки розумова діяльність цього вузла з розвитком електроніки поступово знижується до рівня приводного виконавчого сервомеханизма. Команди ж роздає комп'ютер, керуючий соленоїдами, які встановлені в корпусі клапанів і направляють потік трансмісійної рідини до відповідних пакетам фрикциінів або гальмівним стрічкам. Подібна схема забезпечує практично прецизійну точність моменту і тривалості перемикань в залежності від темпу розгону, оборотів мотора, навантаження і купи інших параметрів. Кожен з безлічі клапанів в корпусі має суворе призначення і названий по імені покладеної на нього функції. Кожен клапан перемикання відповідає на специфічний діапазон тиску. Наприклад, клапани перемикання 2-3 активізує перехід з 2-й передачі вгору на 3-ю, а клапан 3-2 забезпечує перемикання вниз. Причому число клапанів, що працюють при зміні передачі більше кількості сервоприводів перемикаються елементів, задіяних у цьому процесі. Припустимо, в клапан перемикання 1-2, відповідальний за механізм зміни передавального відношення першій швидкості на другу, подається тиск його спрацьовування. Але відкриттю відповідної масляної магістралі пручається дросельний клапан.

Якщо автомобіль прискорюється при легкому натисканні акселератора, то цей вплив на клапан перемикання незначно, і трансмісія перейде на другу сходинку. Коли ж автомобіль прискорюється інтенсивно, рідина від дросельного клапана надає більший протитиск на клапан перемикання. Це веде до того, що тиск, при якому магістраль приводу перемикання відкриється, має бути вище (відповідно вище і швидкість автомобіля) для переходу на другу сходинку. До епохи повальної комп'ютеризації автомобілів корпус клапанів був взаємопов'язаний з безліччю гідравлічних, механічних та вакуумних регуляторів без електронних посередників. Частково подібні схеми збереглася і сьогодні, а цифрові блоки управління лише отримують від них вхідні сигнали. У машинах переклад в положення Drive селектора передач, який виконаний не у вигляді ультрасучасного джойстика, безпосередньо активує клапан, що подає тиск до фрикційних 1-го ступеня. Електронний же блок управління в цей момент контролює швидкість автомобіля і положення дроселя для визначення оптимального часу і швидкості переходу на 2-у сходинку. У багатьох АКПП клапани, контролюючі лінійне тиск в системі і тиск, що подається на клапани перемикання, підпорядковується механічним регуляторам, так само, як і клапан обмеження діапазону перемикань, що відповідає за відкриття тільки тих масляних контурів клапанного блоку, що задані селектором. Повністю відмовитися від гідравліки конструктори не квапляться з огляду на те, що вона прекрасно справляється зі зменшенням ударних навантажень при зміні ступенів. Для посилення подібного ефекту магістралі вбудовують спеціальні масляні акумулятори. Забезпечити плавне, але швидке спрацьовування електричних соленоїдів поки технологічно дорого, але їх впровадження в гідравлічну схему сервомеханизма гідроавтоматів призвело до суттєвого спрощення клапанного блоку.

Електронний блок управління

Можливості зчитувати інформацію, робити обчислення і віддавати команди у електронного блоку управління трансмісією (transmission control unit, TCU) незрівнянно вище, в порівнянні пристроїв з механічним зв'язком. Саме тому TCU відбирає функції "мозкового центру" АКПП у гідравлічного блоку клапанів. Типовий сучасний TCU отримує вхідні сигнали отдатчіка швидкості автомобіля, швидкості обертання коліс, положення дросельної заслінки, обертання вхідного вала трансмісії, температури трансмісійної рідини, від системи контролю тяги, модуля круїз контролю, "kick down '' - активатора і безлічі інших контролерів. Виходять ж сигнали-команди відправляються до клапанів перемикання швидкостей, контролю тиску, включення гідротрансформатора, ЕБУ двигуна і іншим контролерам. У найбільш просунутих конструкціях TCU входить до складу блоку управління двигуном або, принаймні, отримують сигнали від нього, тоді як у більшості проектів постарше датчики часто дублювалися. Сучасні TCU настільки складні і роблять розрахунок виходять команд на підставі такої кількості параметрів, що варіативність сценарію роботи АКПП практично нескінченна. Наприклад, крім визначення поточної швидкості, блок управління вираховує, чи знаходиться машина на підйомі або спуску для переходу не просто на інший щабель, але адаптації моменту і тривалості розмикання гідротрансформатора заради зниження споживання палива або навантажень на трансмісію. У карти електронного блоку записано визначення несприятливих дорожніх умов по сигналу відладчика контролю тяги, завдяки чому коробка може перейти на схему з більш ранніми перемиканнями передач і виключення блокування гідротрансформатора Електроніка також контролює і стан компонентів самої КПП, запобігаючи, серед іншого, перегрів трансмісійної рідини. А зворотній зв'язок з ЕБУ двигуна дозволяє організувати зміна кута випередження запалювання та подачі палива протягом тих мілісекунд, які необхідні для зміни ступені, що особливо важливо при розгоні на повному дроселі. Весь комплекс доробок АКПП можна розділити на три складові. Дві перші спрямовані на зміну сценарію, а також і швидкості перемикань. Третя випливає з росту навантаження на трансмісію внаслідок підвищення віддачі мотора і здійснення перших двох змін до АКПП - посилення компонентів і турбота про їх надійності.

Момент перемикань

Так само як і для зміни алгоритму управління двигуном, за допомогою додаткового блоку управління, для автоматичних трансмісій випускаються електронні блоки, за допомогою яких можна коригувати логіку зміни ступенів. На відміну від заводських TCU, що пропускають через себе великі потоки інформації, додаткові пристрої (Transmission Programmer або Shift Controller), пропоновані на вторинному ринку для тюнінгу та спорту, отримують тільки ті сигнали, які необхідні тільки для управління трансмісією: частота обертання двигуна, швидкість автомобіля , положення дроселя, положення важеля перемикання передач.

Серед контролерів перемикань є як жорстко призначені для певних марок автомобілів і трансмісій із заздалегідь прописаними декількома режимами роботи (за ціною виробника від $ 150), так і універсальні пристрої (від $ 800). Універсальні контролери дозволяють записувати кілька сценаріїв роботи трансмісії: економічний, спортивний, гоночний, рух з причепом тощо, аж до жорсткої прив'язки перемикань до оборотів мотора. І ті, й інші продукти охоплюють більшість популярних у тюнерів марок машин. Дещо рідше зустрічаються прошивки заводських блоків управління трансмісією, хоча можливості їх, природно вище.

Ревізія логіки перемикань також досягається заміною компонентів блоку клапанів. Завдяки таким китам змінюється не момент зміни ступенів, хоча тривалість утримання нижчої передачі при повному дроселі може збільшитися, а швидкість перемикань, діапазон примусового їх обмеження, коректування режиму "kickdown", блокування гідротрансформатора і деякі інші параметри. У подібний Reprogramming kit (від $ 150) входять всі необхідні прокладки, кільця клапани, пружини для монтажу в гідравлічну складову мізків автоматичної трансмісії. Залежно від конструкції і набору компонентів RK дозволяє підготувати машину під певний режим експлуатації, який обговорений інструкцією виробника. Природно, такий набір для модернізації не універсальний і призначений для конкретної моделі коробки.

[1] Reprogramming

[2] Корпус клапанів

Швидкість перемикань

Складовою частиною або окремим випадком Reprogramming kit'oe можна вважати так звані Shift kit'fai, що забезпечують скорочення часу на зміну передачі. Після тюнінгу мотора стає особливо критична тривалість полуразомкнутого стану пакету фрикційних, під час якої через швидке локального перегріву і зносу вони приходять в непридатність. Найпростіший Shift kit, що підвищує тиск в магістралі приводу фрикционов за рахунок змінених характеристик клапанів і пружин, призначений для повсякденної експлуатації автомобіля, обійдеться близько $ 30-40. У деяких випадках швидкість перемикань можна збільшити і регулюванням тиску трансмісійної рідини в системі (особливо зручно в конструкціях поважного віку, де за це відповідає один соленоїд), перекалібровки отворів у пластині корпусу клапанів і картері жиклерів. Але це специфічно для кожної конкретної моделі та доступно тільки досвіду майстрів. Їм є, навіщо заглиблюватися в теоретичні аспекти гідравліки. Однобокий підхід зазвичай таїть неприємності. Зростання тиску в СЕРВОПРИВОДИ пакету фрикционов і прискорення їх замикання веде до збільшення ударних навантажень на дисках. Причому ступінь цих навантажень підвищується нелінійно, так як елементи гідравлічної системи, покликані пом'якшувати роботу в штатних умовах, можуть стати джерелом коливань в гідроприводі. Ці коливання призводять до дискретного прослизанню фрикционов практично при максимальному стиску, що ще більш розвиває процес їх зносу. Усунути це явище можливо переглядом обсягів бустерів, збільшенням продуктивності масляного насоса і переглядом параметрів, а іноді й зовсім усунення стандартних елементів пом'якшення роботи гідравліки, що відрізняються в різних моделях. Без перерахованих заходів тиск не варто робити більше 30-35% від стокових налаштувань. Комплексно ж прокачаний "автомат" до¬пускает зростання цих цифр в 2,5 рази.

НАДІЙНІСТЬ РОБОТИ В НОВИХ УМОВАХ

Підвищення ступеня надійності тюнінговой АКПП лежить у площині застосування конструктивно змінених готових деталей. Без доопрацьованих основних механічних елементів багато моделей АКПП не перенесуть підвищення потужності більш ніж на 40-50%.

Серйозні наміри зобов'язують починати роботи з вибору маслонасоса, припустимо, з великою кількістю лопатей або перевірки характеристик штатного, якщо машину готують не до екстремальних умов.

У виробничих програмах багатьох виробників присутні комплекти посилених пакетів фрікціонів. Причому, як правило, в подібний кит входять не тільки диски з накладками з кевлара збільшеної площі контакту, а ще й посилена гальмівна стрічка, прокладки та маслоудержівающіе кільця. Деякі фірми додають в сюди ще й деталі для перебирання нажимного поршня і корпусу клапанів. Подібний повний комплект потягне близько $ 600.

Природно, особливу увагу при тюнінгу АКПП необхідно приділяти температурі трансмісійної рідини. Перегрів її всього на кілька градусів призводить фатального зниження терміну служби деталей коробки. За сталість температури відповідають додаткові кулери. Простий універсальний охолоджувач обійдеться від $ 60-70. Конструкції з автономним вентилятором коштують від $ 250. Картер збільшеного об'єму, також впливає на температурний режим - близько $ 200-300.

Через конструктивних особливостей планетарного механізму, міняти кількість зубів в зачепленні, як у звичних механічних коробках передач не вийде, але посилені шестерні для деяких моделей коробок пропонуються на вторинному ринку. Трапляються і планетарні ряди з великою кількістю сателітів. Вибір за моделями, правда, дуже вузьке. Посилені барабани муфт знайти простіше, як і поршні муфт зі збільшеними в 1,5 рази притискною силою і надійністю. Ще ширше вибір гідротрансформаторів з градацією ефективності за оборотами (від $ 400-600 до $ 1 200-1500). На вторинному ринку можна зустріти як і допрацьовані автоматичні коробки в зборі (близько $ 3000-5500), так і збірні окремі вузли, наприклад, готові до монтажу блоки клапанів (від $ 600).

Blogstreetracing.net Автомобільний портал для стрітрейсерів і автолюбителів України.

Connect with fox news

Get Free Breaking News Alerts!

  • Breaking News Alerts
  • Business News Alerts
  • Hayka Fan Daily Scoop

Контакти

Україна, Дніпропетровськ, вул.Карла Маркса 36а
T: +380980570389
T: +380990795887