Ein Automatikgetriebe ermöglicht es einem Fahrzeugmotor, in einem engen Geschwindigkeitsbereich zu arbeiten, genau wie bei einem manuellen Getriebe. Wenn der Motor höhere Drehmomente erreicht (Drehmoment ist die Drehkraft des Motors), ermöglichen es die Gänge im Getriebe dem Motor, das erzeugte Drehmoment voll auszunutzen, während er eine angemessene Geschwindigkeit beibehält.
Wie wichtig ist eine Übertragung auf den Fahrzeugbetrieb? Ohne Getriebe haben Fahrzeuge nur einen Gang, dauern ewig, um höhere Geschwindigkeiten zu erreichen, und verschleißen den Motor aufgrund der konstant hohen Drehzahl schnell.
Das Prinzip hinter einem Automatikgetriebe
Das Prinzip hinter dem Automatikgetriebe beruht auf der Verwendung von Sensoren, um die geeignete Getriebeübersetzung zu bestimmen, die zum großen Teil von der gewünschten Geschwindigkeit des Fahrzeugs abhängt. Das Getriebe ist mit dem Motor an der Kupplungsglocke verbunden, wo der Drehmomentwandler das Drehmoment vom Motor in Antriebsenergie umwandelt und in einigen Fällen sogar diese Leistung verstärkt. Der Drehmomentwandler im Getriebe macht dies, indem er diese Leistung über den Planetenradsatz und die Kupplungsplatten auf die Antriebswelle überträgt, die dann die Antriebsräder in einem Fahrzeug für eine Vorwärtsbewegung mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen drehen lassen, die für unterschiedliche Geschwindigkeiten benötigt werden. Dies umfasst je nach Marke und Modell Heck-, Front- und Allradfahrzeuge.
Wenn ein Fahrzeug nur ein oder zwei Gänge hätte, wäre das Aufsteigen auf höhere Geschwindigkeiten ein Problem, da der Motor je nach Gang nur mit einer bestimmten Drehzahl dreht. Dies bedeutet niedrigere Drehzahlen für niedrigere Gänge und somit eine niedrigere Geschwindigkeit. Wenn der höchste Gang der zweite war, würde das Fahrzeug bei den niedrigeren Drehzahlen für immer auf Touren kommen und allmählich höhere und höhere Drehzahlen aufbauen, wenn das Fahrzeug an Geschwindigkeit gewann. Die Belastung des Motors wird ebenfalls zu einem Problem, wenn längere Zeit mit höheren Drehzahlen gearbeitet wird.
Durch die Verwendung bestimmter Getriebe, die miteinander arbeiten, nimmt ein Fahrzeug allmählich zu, wenn es durch die höheren Gänge steigt. Wenn das Fahrzeug in die höheren Gänge schaltet, nehmen die Drehzahlen ab, wodurch der Motor weniger belastet wird. Die verschiedenen Gänge werden durch ein Übersetzungsverhältnis dargestellt (das ist das Verhältnis der Gänge in der Größe und der Anzahl der Zähne, die sie haben). Kleinere Zahnräder drehen sich schneller als größere Zahnräder, und jede Zahnradposition (in einigen Fällen zuerst bis sechst) verwendet unterschiedliche Zahnräder unterschiedlicher Größe und Zahnanzahl, um eine sanfte Beschleunigung zu erreichen.
Beim Transport schwerer Lasten ist ein Getriebekühler erforderlich, da eine stärkere Last den Motor zusätzlich belastet, wodurch dieser heißer wird und die Getriebeflüssigkeit verbrennt. Der Getriebekühler sitzt im Kühler, wo er Wärme von der Getriebeflüssigkeit ableitet. Die Flüssigkeit läuft durch Rohre im Kühler zum Kühlmittel im Kühler, so dass das Getriebe nicht so heiß läuft und schwerere Lasten bewältigen kann.
Was der Drehmomentwandler tut
Der Drehmomentwandler vervielfacht und überträgt das vom Fahrzeugmotor erzeugte Drehmoment und überträgt es über die Getriebe im Getriebe auf die Antriebsräder am Ende der Antriebswelle. Einige Drehmomentwandler dienen auch als Verriegelungsmechanismus, der den Motor und das Getriebe verbindet, wenn sie mit ähnlichen Geschwindigkeiten laufen. Dies hilft, das Getriebe vor einem Verrutschen zu bewahren, was zu einem Verlust der Effizienz führt.
Der Drehmomentwandler kann eine von zwei Formen annehmen. Die erste, die Fluidkupplung, verwendet wenigstens einen Zwei-Element-Antrieb, um das Drehmoment von dem Getriebe auf die Antriebswelle zu übertragen, multipliziert jedoch nicht das Drehmoment. Als Alternative zu einer mechanischen Kupplung überträgt die Fluidkupplung die Drehkraft des Motors über die Antriebswelle auf die Räder. Der andere, der Drehmomentwandler, verwendet insgesamt mindestens drei Elemente und manchmal mehr, um das vom Getriebe abgegebene Drehmoment zu erhöhen. Der Umformer verwendet eine Reihe von Schaufeln und Reaktor- oder Statorschaufeln, um das Drehmoment zu erhöhen, was zu mehr Leistung führt. Der Stator oder die statischen Schaufeln dienen dazu, das Getriebeöl umzulenken, bevor es zur Pumpe gelangt, wodurch der Wirkungsgrad des Wandlers drastisch erhöht wird.
Die innere Funktionsweise des Planetengetriebes
Zu wissen, wie die Teile des Automatikgetriebes zusammenarbeiten, kann wirklich alles relativieren. Bei der Betrachtung eines Automatikgetriebes ist neben den verschiedenen Bändern, Platten und der Zahnradpumpe das Planetengetriebe der Hauptbestandteil. Dieser Radsatz besteht aus dem Sonnenrad, den Planetenrädern, dem Planetenradträger und dem Hohlrad. Etwa so groß wie eine Cantaloupe, erzeugt der Planetenradsatz die verschiedenen Getriebeübersetzungen, die das Getriebe benötigt, um die notwendigen Geschwindigkeiten zu erreichen, um während der Fahrt vorwärts fahren zu können, sowie um in den Rückwärtsgang zu gehen.
Die verschiedenen Getriebetypen arbeiten zusammen und arbeiten als Eingabe oder Ausgabe des jeweils erforderlichen Übersetzungsverhältnisses. In einigen Fällen dienen die Zahnräder in einem bestimmten Verhältnis nicht dazu und verbleiben so stationär, wobei die Bänder innerhalb des Getriebes sie bis zum Gebrauch aus dem Weg halten. Eine andere Art von Zahnradsatz, der zusammengesetzte Planetenradsatz, beinhaltet zwei Sätze von Sonnen- und Planetenrädern, obwohl nur ein Hohlrad. Der Zweck dieser Art von Zahnradsatz besteht darin, ein Drehmoment in einem kleineren Raum bereitzustellen oder einem Fahrzeug mehr Gesamtenergie zu geben, wie beispielsweise in einem schweren Lastkraftwagen.
Untersuchen der Zahnräder
Während der Motor läuft, reagiert das Getriebe auf jede Gangart, in die der Fahrer gerade einsteigt. In Park oder Neutral schaltet das Getriebe nicht ein, da Fahrzeuge kein Drehmoment benötigen, während das Fahrzeug nicht in Bewegung ist. Die meisten Fahrzeuge haben eine Vielzahl von Antriebsgetrieben, die beim Vorwärtsfahren nützlich sind und vom ersten bis zum vierten Gang reichen.
High-Performance-Fahrzeuge neigen dazu, je nach Marke und Modell sogar noch mehr Gänge zu haben, sogar bis zu sechs. Je niedriger der Gang, desto niedriger die Geschwindigkeit. Einige Fahrzeuge, vor allem mittelgroße bis schwere Lkw, nutzen einen Overdrive, um höhere Geschwindigkeiten beizubehalten und gleichzeitig die Kraftstoffeffizienz zu verbessern.
Zuletzt verwenden Fahrzeuge den Rückwärtsgang, um zu sichern. Der Rückwärtsgang verwendet einen der kleineren Zahnräder, um ein größeres Planetengetriebe in Eingriff zu bringen, im Gegensatz zu dem umgekehrten Gang, wenn er vorwärts fährt.
Wie das Getriebe Kupplungen und Bänder verwendet
Zusätzlich verwendet ein Automatikgetriebe Kupplungen und Bänder, um die verschiedenen erforderlichen Übersetzungsverhältnisse, auch für den Overdrive, zu erreichen. Kupplungen kommen zum Einsatz, wenn die Teile der Planetenräder miteinander verbunden werden, während Bänder dazu beitragen, die Zahnräder stationär zu halten, so dass sie sich nicht drehen, wenn sie nicht benötigt werden. Die Bänder, die durch hydraulische Kolben innerhalb des Getriebes gesteuert werden, rasten in Teile des Getriebezuges ein. Hydraulikzylinder und -kolben steuern auch die Kupplungen, so dass sie die Gänge einlegen, die für ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis und eine bestimmte Drehzahl erforderlich sind.
Die Kupplungsscheiben sitzen in der Kupplungstrommel im Getriebe und wechseln sich mit Stahlplatten dazwischen ab. Die scheibenförmigen Kupplungsscheiben greifen durch eine spezielle Beschichtung in die Stahlplatten. Anstatt die Platten zu beschädigen, greifen die Scheiben sie allmählich und bringen langsam Kraft auf, die dann auf die Antriebsräder des Fahrzeugs übertragen wird.
Die Kupplungsscheiben und Stahlplatten stellen einen gemeinsamen Bereich dar, in dem Schlupf auftritt. Schließlich führt dieser Schlupf zu Metallspänen, die in den Rest der Übertragung und eventuellen Übertragungsfehlern eingehen. Ein Mechaniker prüft das Getriebe, wenn ein Fahrzeug an Problemen mit dem Durchrutschen leidet.
Hydraulikpumpen, Ventile und der Gouverneur
Aber woher kommt die "echte" Kraft in einer Automatik? Die eigentliche Kraft liegt in der Hydraulik, die in das Gehäuse des Getriebes eingebaut ist, einschließlich der Pumpe, verschiedener Ventile und des Reglers. Die Pumpe saugt das Getriebeöl aus dem Sumpf, der sich am Boden des Getriebes befindet, an und leitet es an das Hydrauliksystem, um die darin enthaltenen Kupplungen und Bänder zu betätigen. Zusätzlich ist das Innenzahnrad der Pumpe mit dem Außengehäuse des Drehmomentwandlers verbunden. Dies ermöglicht es, mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Fahrzeugmotor zu drehen. Das äußere Pumpenrad dreht sich entsprechend dem inneren Zahnrad, so dass die Pumpe die Flüssigkeit auf der einen Seite aus dem Sumpf ansaugt und auf der anderen Seite in das hydraulische System einspeist.
Der Regler regelt das Getriebe, indem er die Geschwindigkeit des Fahrzeugs informiert. Der Regler, der ein federbelastetes Ventil enthält, öffnet sich umso schneller, je schneller das Fahrzeug fährt. Dadurch kann die Hydraulik des Getriebes bei höheren Geschwindigkeiten flüssiger einströmen. Ein automatisches Getriebe verwendet einen von zwei Arten von Vorrichtungen, ein manuelles Ventil oder einen Vakuummodulator, um zu bestimmen, wie hart der Motor arbeitet, wobei der Druck erhöht wird, wie es notwendig ist, und die Verwendung bestimmter Gänge in Abhängigkeit von dem verwendeten Übersetzungsverhältnis verhindert wird.
Durch die richtige Wartung des Getriebes können Fahrzeugbesitzer erwarten, dass es für die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs reicht. Bei einem sehr langlebigen System verwendet ein Automatikgetriebe viele verschiedene Teile, einschließlich eines Drehmomentwandlers, der Planetenräder und der Kupplungstrommel, um die Antriebsräder des Fahrzeugs mit Leistung zu versorgen und auf der gewünschten Geschwindigkeit zu halten.
Wenn Sie Probleme mit einem automatischen Getriebe haben, suchen Sie die Hilfe eines Mechanikers, um den Flüssigkeitsstand zu halten, ihn auf Schäden zu untersuchen und ihn bei Bedarf zu reparieren oder zu ersetzen.
Häufige Probleme und Symptome von Problemen bei der automatischen Übertragung
Einige der häufigsten Probleme mit einer fehlerhaften Übertragung gehören:
- Ein Mangel an Reaktion oder Zögern, wenn das Fahrzeug in Gang gesetzt wird. Dies deutet normalerweise auf eine Verschiebung innerhalb der Übertragung hin.
- Die Übertragung macht eine Vielzahl von seltsamen Winseln, Clunks und Brummen. Lassen Sie einen Mechaniker Ihr Fahrzeug überprüfen, wenn es solche Geräusche macht, um festzustellen, wo das Problem liegt.
- Auslaufende Flüssigkeit weist auf größere Probleme hin, und Sie sollten so bald wie möglich mit einem Mechaniker dieses Problem beheben. Getriebeöl verbrennt nicht wie Motoröl. Ein Mechaniker, der regelmäßig den Flüssigkeitsstand kontrolliert, kann helfen, ein mögliches Problem zu beheben, bevor es beginnt.
- Ein brennender Geruch, insbesondere aus dem Übertragungsbereich, kann auf einen sehr niedrigen Flüssigkeitsstand hinweisen. Die Getriebeflüssigkeit hält die Getriebe und Teile in einem Getriebe vor Überhitzung.
- Ein Check Engine Light kann auch auf ein Problem mit einem Automatikgetriebe hinweisen. Lassen Sie einen Mechaniker eine Diagnose durchführen, um das genaue Problem zu finden.