Фрикцион переднего хода, фрикцион заднего хода и планетарный механизм в коробке передач Audi multitronic (CVT)

Статья (30.12.2011)
Audi logo
Audi logo

В отличие от ступенчатых гидромеханических автоматических коробок передач в авто, где для передачи крутящего момент используется гидротрансформатор, в коробке передач CVT марки Audi эту задачу выполняют два фрикциона: по одному фрикциону для переднего и заднего хода.

Это работающие в масле многодисковые фрикционы, аналогичные тем, которые используются в ступенчатых автоматических коробках передач для переключения передач. Они служат для плавного соединения трансмиссии в начальной фазе движения авто и дальнейшей передачи крутящего момента к промежуточной передаче.

Процессы трогания с места авто и передачи крутящего момента контролируются электроникой и регулируются с помощью электрогидравлической системы.

Многодисковый фрикцион с электрогидравлическим управлением имеет следующие преимущества перед гидротрансформатором:

  • малая масса
  • компактность
  • электронно-управляемая адаптация характеристики трогания с места к дорожным условиям
  • электронно-управляемая адаптация крутящего момента при медленном маневрировании к дорожным условиям
  • защита от перегрузок, ошибок и неправильных действий водителя

Фрикцион переднего и заднего хода с планетарным механизмом в коробке передач Audi multitronic (CVT)

Фрикцион переднего и заднего хода с планетарным механизмом в коробке передач Audi multitronic (CVT)


Планетарный механизм

Планетарный механизм служит исключительно для изменения направления вращения привода при включении заднего хода. Передаточное отношение планетарного механизма при движении задним ходом равно 1.

Сопряжение деталей

Солнечная шестерня (вход) соединена с входным валом коробки передач и стальными дисками фрикциона переднего хода.

Водило (выход) соединено с ведущей шестерней промежуточной передачи и металлокерамическими дисками фрикциона переднего хода.

Коронная шестерня соединена с сателлитами и металлокерамическими дисками фрикциона заднего хода.

Планетарный механизм в коробке передач Audi multitronic (CVT)

Планетарный механизм в коробке передач Audi multitronic (CVT)


Схема планетарного механизма

Через соединенную с входным валом солнечную шестерню крутящий момент подводится к планетарному механизму, где он приводит в движение сателлиты 1. Сателлиты 1 заставляют вращаться сателлиты 2, которые находятся в зацеплении с коронной шестерней.

Водило сателлитов (выход планетарного механизма) остается неподвижным, потому что оно соединено с промежуточной передачей, а автомобиль пока стоит на месте. Коронная шестерня вращается вхолостую с частотой, равной половине оборотов двигателя, в том же направлении, что и коленвал двигателя.

Направление вращения деталей при работающем двигателе и стоящем на месте автомобиле

Направление вращения деталей при работающем двигателе и стоящем на месте автомобиле

Передача крутящего момента при движении вперед

Стальные диски фрикциона переднего хода соединены с солнечной шестерней, а его металлокерамические диски — с водилом. При замыкании фрикцион переднего хода соединяет входной вал коробки передач с водилом (выход). Планетарный механизм заблокирован и вращается как единое целое в том же направлении, что и коленвал двигателя. При этом передаточное отношение планетарного механизма равно 1.

Передача крутящего момента при движении вперед

Передача крутящего момента при движении вперед

Передача крутящего момента при движении назад

Металлокерамические диски фрикциона заднего хода соединены с коронной шестерней, а его стальные диски — с картером коробки передач. При замыкании фрикцион заднего хода замыкает коронную шестерню на картер коробки передач. Крутящий момент передается на водило, которое вращается в направлении, обратном направлению вращения коленвала двигателя. Автомобиль движется назад.

Передача крутящего момента при движении назад

Передача крутящего момента при движении назад


Управление фрикционами

Процесс трогания с места

При трогании авто с места важнейшим параметром для регулировки фрикционов является число оборотов двигателя. В зависимости от характеристики трогания с места, блок управления коробкой передач рассчитывает заданное число оборотов двигателя, которое регулируется через момент проскальзывания фрикциона. Характеристику трогания с места определяют желание водителя, выражающееся в нажатии на педаль газа, и запросы внутри блока управления коробки передач.

При плавном старте, который, среди прочего, характеризуется слабым нажатием на педаль газа, требуется незначительное увеличение числа оборотов двигателя. Непродолжительное проскальзывание фрикциона и малые обороты двигателя способствуют низкому расходу топлива.

При резком старте обороты двигателя необходимо увеличить сильнее. При этом более высокий крутящий момент делает разгон стремительнее. На характеристику трогания с места влияет также тип двигателя (бензиновый/дизельный, крутящий момент и изменение крутящего момента).

Управление фрикционами во время процесса трогания с места
 

Управление фрикционами во время процесса трогания с места
 

Управление фрикционами во время процесса трогания с места

Электронное управление

При управлении фрикционами учитываются следующие параметры:

  • число оборотов двигателя
  • число оборотов входного вала КП
  • положение педали акселератора
  • крутящий момент двигателя
  • информация «тормоз нажат»
  • температура масла в коробке передач

По этим параметрам блок управления коробкой передач рассчитывает заданное давление масла, подаваемого к поршням фрикционов, а также ток сигнала управления клапаном регулировки давления N215. Почти пропорционально току сигнала управления изменяется давление масла, подаваемого к поршням фрикционов и, соответственно, передаваемый фрикционом крутящий момент.

Находящийся в гидравлическом блоке  управления датчик 1 давления масла (G193) измеряет давление масла, подаваемое к фрикциону (фактическое). Фактическое значение давления постоянно сравнивается с заданным значением, которое рассчитывает блок управления КП.

При этом фактическое и заданное значения давления постоянно сравниваются друг с другом. При обнаружении недостоверности принимаются защитные меры.

Чтобы не допустить перегрева фрикциона, предусмотрено его охлаждение. Температура фрикциона контролируется блоком управления коробки передач.

Электронное управление фрикционами
 

Электронное управление фрикционами

Гидравлическое управление

Давление масла, подаваемого к фрикционам, пропорционально крутящему моменту двигателя и не зависит от давления в общей гидросистеме. Благодаря клапану давления предварительного управления VSTV на клапан регулировки давления N215 масло подается под постоянным давлением величиной примерно 5 бар.

В зависимости от тока управляющего сигнала, рассчитанного блоком управления коробкой передач, клапан N215 обеспечивает управляющее давление, влияющее на положение клапана управления фрикционами KSV.

Чем выше ток управляющего сигнала, тем выше управляющее давление.

Клапан управления фрикционами KSV регулирует давление масла в гидросистеме фрикционов и, таким образом, передаваемый крутящий момент от двигателя.

К клапану KSV масло под давлением поступает из основной гидросистемы. В зависимости от того, как им управляет клапан N215, клапан KSV создает давление масла в гидросистеме фрикционов.

Чем выше управляющее давление, тем выше давление в гидросистеме фрикционов.

Нагнетаемое в гидросистему фрикционов масло проходит через предохранительный клапан SIV и достигает золотника ручного управления HS. В соответствии с положением рычага селектора золотник HS направляет его либо к фрикциону переднего хода (положение D), либо к фрикциону заднего хода (положение R). Из не задействованного в данный момент фрикциона масло стекает в масляный картер.

При установке селектора в положениях N и P золотник перекрывает ток к обоим фрикционам. Масло из фрикционов стекает в масляный картер.

Аварийное отключение

Если фактическое давление в гидросистеме фрикционов значительно превышает заданное значение, то это свидетельствует об опасных неполадках. В этом случае, независимо от положения золотника ручного управления и других элементов, подача масла к фрикциону перекрывается.

Аварийное отключение осуществляется через предохранительный клапан SIV и позволяет быстро разомкнуть фрикцион. Клапаном SIV управляет электромагнитный клапан 1 N88. При управляющем давлении 4 бар и выше ток масла от клапана KSV перекрывается и масло из трубопровода соединения с золотником HS стекает в катер.

Защита от перегрузок

Температура фрикциона рассчитывается блоком управления коробки передач при помощи математической модели на основе величин проскальзывания фрикциона, передаваемого крутящего момента и температуры масла в КП. Если фрикцион чрезмерно нагружен и его расчетная температура превышает определенный порог, то крутящий момент двигателя уменьшается.

Крутящий момент двигателя может быть уменьшен до значений, соответствующих повышенному числу оборотов на холостом ходу. Двигатель может кратковременно перестать реагировать на нажатие педали газа. Конструктивные меры по охлаждению фрикционов способствует их быстрому остыванию. Поэтому на фрикцион вскоре снова подается неограниченный крутящий момент двигателя. Перегрузка фрикциона практически исключается.

Управление фрикционом при медленном маневрировании (управление при движении с малой скоростью)

Управление фрикционом при движении авто с малой скоростью способствует тому, что при холостых оборотах двигателя и рычаге селектора в положении для движения у фрикциона настраивается определенный момент проскальзывания.

Автомобиль ведет себя так же, как при автоматической коробке передач с гидротрансформатором. За счет регулировки давления масла, подаваемого к фрикциону, устанавливается крутящий момент, заставляющий автомобиль двигаться с очень небольшой скоростью.

Крутящий момент варьируется в пределах определенных границ в зависимости от условий и скорости движения. Для точной регулировки момента проскальзывания фрикциона используется значение давления прижима дисков шкива, измеряемое датчиком G194.

Давление прижима дисков шкива пропорционально фактическому крутящему моменту на шкиве 1, поэтому момент проскальзывания фрикциона можно очень точно вычислять и регулировать с помощью датчика G194.

Управление фрикционом при медленном маневрировании (управление при движении с малой скоростью)

Управление фрикционом при медленном маневрировании (управление при движении с малой скоростью)

Медленное маневрирование означает, что скорость автомобиля близка к нулю.

Управление при движении с малой скоростью позволяет водителю очень осторожно маневрировать (например, когда он паркует автомобиль), не нажимая на педаль акселератора. Такой режим значительно облегчает управление.

Особенность управления при движении с малой скоростью

Особенность управления при движении авто с малой скоростью заключается в уменьшении передаваемого момента, когда педаль тормоза нажата и автомобиль стоит на месте. Благодаря этому от двигателя требуется меньший крутящий момент (при этом фрикцион больше разомкнут).

Это не только уменьшает расход топлива, но и повышает комфорт: улучшаются шумовые характеристики (двигатель меньше гудит), и для удержания автомобиля на месте требуется меньшее усилие на педали тормоза.

Если при остановке на подъеме удерживаемый слабым нажатием на педаль тормоза автомобиль начинает откатываться назад, то давление в гидросистеме фрикциона увеличивается и автомобиль останавливается (противооткатная функция «Hillholder»).

Работа этой функции возможна благодаря использованию двух датчиков числа оборотов на выходе КП (G195 и G196), что позволяет отличать движение вперед от заднего хода.

Особенность управления при движении с малой скоростью

Особенность управления при движении с малой скоростью

Управление проскальзыванием

Регулировка проскальзывания служит для адаптации управления фрикциона и для гашения крутильных колебаний, вызываемых двигателем.

Адаптация характеристик фрикционов в диапазоне частичных нагрузок происходит до достижения двигателем крутящего момента 160 Нм. В диапазоне до 1800 об/мин и до 220 Нм фрикцион может работать в режиме так называемого малого проскальзывания. В этом режиме устанавливается угловая скорость проскальзывания (разность оборотов входного вала КП и шкива 1) примерно от 5 до 20 об/мин.

Для этого блок управления коробкой передач сравнивает сигнал датчика числа оборотов G182 с числом оборотов двигателя (с учетом промежуточной передачи). Датчик G182 измеряет число оборотов шкива 1.

Управление проскальзыванием

Управление проскальзыванием

Адаптация управления фрикционами

Чтобы регулировка фрикциона осуществлялась стабильно комфортно в любых режимах и на протяжении всего срока его службы, необходимо постоянно обновлять характеристику зависимости тока управляющего сигнала и момента проскальзывания фрикциона.

Необходимость этого вызвана тем, что коэффициенты трения во фрикционах постоянно изменяются. Коэффициент трения зависит от следующих факторов:

  • масло (качество, степень старения, наличие продуктов износа)
  • температура масла в коробке передач
  • температура фрикциона
  • проскальзывание фрикциона


Для компенсации этих факторов и, тем самым, оптимизации регулировки фрикционов осуществляется адаптация характеристик зависимости тока сигнала управления и момента проскальзывания фрикциона во время управления при движении с малой скоростью и в диапазоне частичных нагрузок.

Адаптация при движении с малой скоростью (тормоз нажат):

Как уже упоминалось, во время управления при движении с малой скоростью устанавливается определенный момент проскальзывания фрикциона. При этом блок управления коробкой передач анализирует, как ток сигнала управления (клапаном N215) соотносится с давлением, измеряемым датчиком G194 (прижим дисков шкива), и сохраняет результаты в памяти. Последние данные используются для расчета новых характеристик.

Адаптация в диапазоне частичных нагрузок ...

... осуществляется во время регулировки малого проскальзывания. В этом режиме блок управления коробки передач сравнивает крутящий момент двигателя (информация поступает от блока управления двигателя) с током сигнала управления N215 и запоминает результаты. Последние данные используются для расчета новых характеристик.

Резюме

Адаптация обеспечивает стабильное управление фрикционами. Значения адаптации также влияют на расчет давления в гидросистеме фрикционов при передаче высокого крутящего момента (фрикцион полностью замкнут).

На фрикцион подается именно то давление, которое необходимо для максимального КПД агрегата.


Теги: Детали, Защита автомобиля, Инструкция, Легковой автомобиль, Сервис, Техобслуживание, Трансмиссия, Электроника,





Acura
ALF
Alfa_Romeo
Alpina
Aston_Martin
Audi
BAW
BelAZ
Bentley_
Berliet_
BMW
Bugatti
Buick
BYD
Cadillac
Caterpillar
Chery
Chevrolet
Chrysler
Citroen
Dacia
Daewoo
DAF
Datsun
Dodge
FAW
Ferrari
Fiat
Ford
GAZ
Geely
Goldhofer
Great_Wall
Honda
Hyundai
IG
Infiniti
Isuzu
Iveco
Jaguar
Jeep
Kamaz
Kawei
Kia
Lamborghini
Lancia
Land_Rover
Lexus
Lifan
Lincoln
Magirus
Mahindra
MAN
Maserati
Maybach
MAZ
Mazda
Mercedes-Benz
Mini
Mitsubishi
Moscwich
Nissan
Opel
Packard
Peugeot
Porsche
Renault
Rolls-Royce
SAAB
Scania
Scheuerle
SEAT_
Simba_
Skoda
Smart
SsangYong
Subaru
Suzuki
Tata
Tatra
Tesla_
Toyota
UAZ
Ural
VAZ
Vema
Volkswagen
Volvo
Youxia
ZAZ
ZIL



 

 





Наши баннеры

© 2008-2018autoholding.net



Яндекс.Метрика
Автомобиль Спецавтомобиль Зеленый автомобиль Устройство автомобиля Автохимия Тюнинг Темы Архив Контакты