Struktura

Automatické převodovky

Automatické převodovky

  • Princip činnosti automatických převodovek je odlišný od klasických manuálních převodovek, jejich konstrukce a ovládání jsou velmi rozdílné. Řešení převodů u automatické převodovky je provedeno planetovým soukolím obdobně jako u diferenciálů. Tento převod má na rozdíl od šikmého ozubení v diferenciálu použito soukolí s čelním ozubením, a převody rovněž nemají převodový poměr 1:1, jak tomu je u diferenciálu.

Konstrukce automatické převodovky

  • Hlavní části převodového ústrojí jsou u automatických převodovek tvořeny hnacím a hnaným hřídelem a planetovým soukolím, které je v převodovce uloženo v rovnoběžných osách. Hnací (vstupní) a hnaný (výstupní) hřídel je v automatických převodovkách uložen v jedné ose (obdobně jako u manuálních třihřídelových převodovek).

Obr. 1:  Automatická převodovka

  • Planetové soukolí slouží pro vytvoření jednotlivých převodových poměrů, jeho značnou výhodou je možnost dosáhnout velkých převodových poměrů při malých rozměrech.

Obr. 2:  Planetové soukolí

  • Výhodou planetového soukolí je velká variabilita uspořádání od nejjednoduššího převodu se dvěma členy až po mnohočlenné provedení převodů, čímž je umožněno vytvoření veškerých rychlostních stupňů automatické převodovky.

  • Základní části planetového převodu jsou tvořeny jednotlivými ozubenými koly, kterými jsou: centrální kolo s vnějším čelním ozubením, satelity s vnějším čelním ozubením a korunovým kolem s čelním vnitřním ozubením. Ozubená kola jsou trvale ve stálém záběru a jsou uložena pomocí klece planetového soukolí. Uvedeným způsobem je vytvořeno planetové soukolí, které nám slouží k vytvoření převodových poměrů pro jednotlivé rychlostní stupně. Ozubená kola planetového soukolí mají šikmé ozubení.

  • Planetové převody mají nevýhodu, kterou je složené namáhání mechanizmu satelitů, které vzniká ze síly při otáčení převodů, ke které ještě připadají odstředivé síly. Planetová soukolí jsou rovněž výrobně dražší, poněvadž se musí vyrábět s vysokým stupněm přesnosti, protože přesnost zlepšuje mechanickou účinnost dosahující až 97 % účinnosti těchto převodů.

Obr. 3:  Části planetového převodu

  • Řadicí ústrojí je u automatických převodovek tvořeno lamelovými spojkami a třecími brzdami, které spínají jednotlivé části planetového soukolí, čímž se provádí řazení rychlostních stupňů.

Obr. 4:  Lamelové spojky

  • Dále je řadicí ústrojí tvořeno spínacími hydraulickými ventily, které ovládají lamelové spojky a třecí brzdy. Pro rozvod tlakového oleje k jednotlivým ventilům slouží labyrint, jehož cestičkami je zajištěn přívod tlakového oleje ke konkrétním spínacím ventilům.

Řazení rychlostních stupňů u automatické převodovky

  • U automatických převodovek řazení neprobíhá pomocí synchronizačních spojek jak tomu je u manuálních převodovek, ale pomocí třecích brzd a lamelových spojek. Kdy vzájemným brzděním a uvolňováním jednotlivých převodových kol a satelitů daného planetového soukolí lze provést změnu převodového poměru. Tímto způsobem získáme jednotlivé převodové poměry pro dané rychlostní stupně. Na následujícím obrázku je znázorněno planetové soukolí používané u automatických převodovek.

  • Pomocí kombinace dvou planetových převodů je možno získat větší množství převodových stupňů. Tento počet je však omezen maximálními rozměry soukolí a jejich možnostmi uspořádání. Aby se dosáhlo zkrácení délky převodovky, a bylo možno ji použít v malých prostorech u osobních automobilů, používá se Ravigneauxovo soukolí. To má dvě rozdílná planetová soukolí s centrálními planetovými koly v planetové převodovce v jediném planetovém věnci. Tím je dosaženo zkrácení délky převodovky při snížení hmotnosti.

  • Automatická převodovka musí mít své olejové čerpadlo pro vytvoření tlaku oleje, který je důležitý pro přemostění hydrodynamické spojky a hlavně pro ovládání řazení. U automatických převodovek je řazení rychlostních stupňů ovládáno buď pomocí elektromagnetických ventilů řízených elektronickým zařízením ECU, nebo pomocí mechanickohydraulických spínacích ventilů, které na základě otáček vstupního a výstupního hřídele spínají jednotlivé brzdy a spojky planetového soukolí. Toto provedení se však používalo v dřívějších dobách, kdy elektronické řídicí prvky nedosahovaly soudobé úrovně. U těchto starších převodovek jsou mechanickohydraulickými spínači v podstatě odstředivé regulátory, které jsou nastavené na určitou spínací hranici, která se také dá měnit řidičem podle určitého nastavení páky.

Obr. 5:  Olejové čerpadlo

  • Ovládací páku lze posunovat do různých poloh, které jsou označeny dle funkce velkými písmeny. Jedná se o polohy P pro parkování, R pro zpětný chod, N pro neutrál a D pro jízdu vpřed. Mohou být i další polohy, a to E pro ekonomický režim - řazení při nižších otáčkách a režimem S pro sportovní jízdu - řazení ve vyšších otáčkách.

  • Dále jsou automatické převodovky vybaveny systémem kick – down, který je aktivován, při rychlém sešlápnutí plynového pedálu. V tomto okamžiku dojde k podřazení o jeden rychlostní stupeň, a tím je umožněna větší akcelerace automobilu.

  • Na základě vývoje elektronických systémů se začalo vyrábět řazení ovládané pomocí programu v ECU. Nastavování jednotlivých režimu pákou však zůstalo původní. Tento elektronický systém ovládání dokáže rozeznat styl jízdy řidiče a tomu přizpůsobit režim řazení. Systém Kick – down umožní podřadit i o dva rychlostní stupně.

Způsob ovládání automatické převodovky

  • Obsluha automatické převodovky je značně rozdílná oproti obsluze manuální převodovky. Vzhledem k hydraulické spojce, která je u automatických převodovek tvořena hydrodynamickým měničem, je hnací moment ve spojce přenášen pomocí oleje, a spojka se plynule spíná se zvyšujícími se otáčkami klikového hřídele motoru. Tato spojka není ovládána žádným vypínacím mechanizmem, tudíž  automobily vybavené automatickou převodovkou nemají spojkový pedál.

  • Další změnou u těchto automobilů je, že místo řadicí páky jsou vybaveny pákou voliče. Páka voliče zpravidla umožňuje podélný pohyb, kterým se v daných polohách označených písmeny, volí jednotlivé funkce automatické převodovky. Jak již bylo zmíněno v předešlé kapitole, jsou jednotlivé funkce označeny velkým písmenem. Jsou tvořeny z počátečního písmene slova, které označuje danou funkci polohy páky voliče:

    • P - Park – jde o parkovací polohu, aktivuje se zařazení parkovací západky na hnacím (výstupním) hřídeli převodovky. Tím je vozidlo při parkování zajištěno proti pohybu.

    • R - Reverse – poloha voliče pro jízdu vzad (zpátečka), převodovka změní směr otáčení hnaného (výstupního) hřídele na opačnou stranu s potřebným převodovým poměrem.

    • N - Neutrál - používá se k přerušení činnosti převodovky, převodovka nepřenáší otáčivý pohyb klikového hřídele motoru na hnaný hřídel převodovky. Používá se například při stání v koloně se zapnutým motorem.

    • D - Drive – poloha voliče pro jízdu vpřed, po nastavení voliče do této polohy se vozidlo začne plynule rozjíždět a na základě rychlosti jízdy a zatížení motoru dochází k samočinnému řazení rychlostních stupňů.

Obr. 6:  Řazení

Jízda s automatickou převodovkou

  • U většiny vozidel vybavených automatickou převodovkou jsou některé funkce páky voliče jištěny například polohou klíčku zapalování nebo sešlápnutím brzdového pedálu. U těchto vozidel je možno nastartovat jen v případě, kdy poloha volicí páky je nastavená v pozici P - Park. Dále po nastartování není možné páku voliče přesunout z polohy P, když není současně zmáčknut brzdový pedál.

  • Automobily vybavené automatickou převodovkou mají schopnost po zařazení  jiné polohy, než je P či N,  pomalého (plazivého) pohybu vozu. V této situaci se na rovině vůz pomalu rozjede a pohybuje se zhruba rychlostí chůze, aniž by řidič musel přidat plyn. Pokud tedy zastavíme a chceme stát, tak musíme neustále držet brzdový pedál, nebo přesunout páku voliče do polohy N.

Automaticky ovládané převodovky

  •  Automatického řazení je rovněž možno použít i u klasických mechanických převodovek.  Ovládání spojky a řazení rychlostních převodových stupňů je prováděno pomocí soustavy servomotorů ovládaných zařízením ECU. Popřípadě je možno pro zlepšení funkce rozjezdu vozidla použít hydrodynamickou spojkou s měničem momentu. Tyto takzvané automatické převodovky, odvozené z klasických převodovek, se často využívají pro přestavbu vozidel tělesně postižených osob. Úprava převodovky spočívá v doplnění o soustavu servomotorů a snímačů, které na základě povelů řidiče zajišťují chod převodovky ve vozidle.

  • U mechanických převodovek s automatickým řazením není zajištěn takový řadicí komfort jako u automatických převodovek, které jsou vybaveny planetovým soukolím. Tento problém je dán řadicím programem, který nedokáže přesně rozeznat provozní režim vozidla, a tudíž neřadí citlivě. Řazení může proběhnout i v době, kdy je to nevhodné. Velkým problémem je přerušení přenosu otáček motoru v nevhodnou dobu. V dané situaci je pak vhodnější určit změnu převodového stupně ručně pomocí tlačítka.

  • V současnosti však i poslední typy převodovek umožňují vysoký komfort řazení. Převodovky při jízdě sledují způsob jízdy řidiče, na základě čehož jsou voleny jednotlivé rychlostní stupně. U těchto převodovek pracují řídicí jednotky společně s řídicími jednotkami motoru.

Zdroje

Obrázky

Pokud není uvedeno jinak, obrázky vloženy z archivu autora

 

Otestuj se

Test zde.

Logolink