Автоматизирана ръчна трансмисия (AMT)

В пътническото превозно средство ролята на трансмисията е да адаптира въртящия момент, характерен за основния двигател (двигател с вътрешно горене или електродвигател) към натоварването на пътя. За по-добро разбиране за това как работи трансмисия и защо трябва да ги монтираме в превозно средство, прочетете следните статии:

• Как работи ръчната трансмисия
• Защо имаме нужда от предавки?

Предаването на автомобила обикновено съдържа съединителното устройство ( съединител или преобразувател на въртящия момент ), многоскоростната скоростна кутия , витловият вал (за задвижване на задните колела ), диференциалът и задвижващите валове. Понякога в техническата литература думата „трансмисия“ се използва за описание на скоростната кутия.

В зависимост от това кой взема решение за извършване на смяна на предавката и вида на задействане на съединителя и предавките, има няколко вида трансмисии:

• ръчни трансмисии
• електронни предавки на съединителя
• автоматизирани / автоматични (ръчни) предавания

При  превозно средство с ръчна скоростна кутия (MT) водачът взема решение кога да се премести и също задейства съединителя и предавките.При електронно предаване на съединителя (без педал на съединителя) решението за смяна се взема и от водача. Разликата е, че задействането на съединителя също може да се извърши автоматично (чрез електрохидравличен или електрически задвижващ механизъм) и задействането на предавките все още се управлява от водача.При автоматизирана ръчна трансмисия (AMT)  или автоматична трансмисия (AT) както решението за извършване на смяна на предавката, така и задействането на съединител / предавки се извършват автоматично без намесата на водача. Съединителите на съединителя и зъбните колела имат електрохидравлични или електрически задвижки, управлявани от електронни модули за управление (ECM). Разликата между AMT и AT е на ниво хардуер. AMT имат постоянни мрежести предавки, като MT, докато AT имат планетарни (епициклични) предавки. От софтуерна (функционална) гледна точка, AMT и AT, могат да извършват автоматични или ръчни (шофьорско решение) превключване на предавките. В световен мащаб пазарният дял на автоматизираните ръчни трансмисии е доста малък, само 1% от общите продадени автомобили са оборудвани с AMT.

AMT – Автоматизирани ръчни трансмисии
DCT – трансмисия с двойно съединение
CVT – непрекъснато променлива трансмисия
AT – автоматична трансмисия
MT – ръчна скоростна кутия

Дори ако световният пазарен дял между 2012 и 2015 г. беше постоянен, броят на произвежданите автоматични ръчни трансмисии нараства всяка година. Това се дължи главно на по-големия брой произведени автомобили и увеличаването на пазарния дял на AMT в Индия.

При превозно средство с ръчна скоростна кутия, задействането / освобождаването на съединителя и предавките се контролира директно от водача, чрез педала на съединителя и лоста за превключване на предавката. На AMT вече няма педал на съединителя и лостът за превключване на предавките се заменя с лост за избор на програма. Задействането на съединителя и зъбните колела се извършва с електрохидравлика на електрически задвижки, управлявани чрез електронни сигнали, идващи от електронен модул за управление.

1. педала на съединителя
2. резервоар за течност за задействане на съединителя
3. главен цилиндър
4. тръба с високо налягане
5. робски цилиндър (концентричен робски цилиндър, CSC)
6. (съединител) плоча за налягане
7. двумасов маховик
8. фрикционен (съединител) диск
9. синхронизатор
10. механизъм за задействане на предавката
11. лост за превключване на предавките
12. изходен вал
13. входен вал

Автоматизираната ръчна трансмисия (AMT) е в основата на ръчна трансмисия (MT) с електронно задействани задвижващи съединители и предавки. За да се превърне ръчната трансмисия в автоматизирана ръчна трансмисия, педалът на съединителя (1) и лостът за превключване на предавките (11) се заменят с електрохидравлични или електрически задвижващи механизми. Първите поколения AMT се основаваха на концепцията за „ добавка “, което означава, че съществуващ, вече проектиран MT е преобразуван в AMT чрез добавяне на външни електронни контролирани механизми. По-късните поколения AMT са задействали задвижващите механизми в тях от ранните етапи на фазите на проектиране.

Преобразуването от MT в AMT изисква:

• подмяна на механизма на задействане на съединителя с електрохидравличен / електрически задвижващ механизъм
• подмяна на механизма за задействане на предавката с електрохидравличен / електрически задвижващ механизъм
• интегриране на електронен модул за управление
• интегриране на: датчик за скоростта на входящия вал, датчик за положение на съединителя, сензор за избор на предавка и положение на зацепване, датчик за положение на превключвателя на лоста, сензор за налягане на течността и температура (в случай на електрохидравлична система за задействане)
• софтуер за управление на двигателя, който позволява управление на въртящия момент по време на смяна на предавките

В зависимост от производителя на автомобила автоматизираните ръчни трансмисии имат различни търговски имена, но в крайна сметка те са еднакви по отношение на функционалността:

• Easytronic (Opel)
• Quickshift, Easy-R (Renault)
• Sensodrive (Citroen)
• Selespeed (Alfa Romeo)

Процес на смяна на предавките

При ръчна трансмисия, като се започне от неутралната точка (N) на лоста за превключване, процесът на превключване на предавката може да бъде разделен на две фази:

• избор на предавка (наричан също избор на врата): когато е избрана съответната равнина / линия на предавката
• предавка на предавката : когато предстоящата предавка действително е задействана

Например, за да включите 1- ^ва предавка, лостът за превключване първо се премества наляво, в равнината 1-2, и след това се натиска напред.

Тъй като предавката е комбинация от две движения, на различни оси, AMT изисква:

• 2 задействащи механизма за процеса на превключване на предавките
• 1 задвижващ механизъм за задействане / изключване на съединителя

Един задвижващ механизъм може да се определи като устройство, което преобразува електрически сигнал (изпратете по електронен модул за контрол) във физически действия (превод или въртене). Задвижващите механизми могат да бъдат електромагнитен клапан, който управлява налягането на течността, или електрически двигател, който върти зъбно колело.

Easytronic AMT (Opel)

Автоматичната ръчна трансмисия Easytronic разполага с хибриден електрохидравличен задвижващ механизъм за задействане / изключване на съединителя и два електрически задействащи механизма за превключване на предавките (избор и зацепване).

1. съединител (самонастройващ се съединител, SAC ^® )
2. подчинен цилиндър на съединителя (CSC)
3. електромотор (постоянен ток) – задействане на съединителя
4. бутало (вътре в цилиндъра)
5. механизъм за превключване на предавките
6. електрически мотор (постоянен ток) – избор на предавка
7. електрически мотор (постоянен ток) – зацепване на предавката

Когато положението на съединителя се контролира от електронен модул за управление, важно е или да поддържате механичните параметри на съединителя постоянни или да адаптирате алгоритмите за управление към износването на съединителя. Триещият диск се износва по време на експлоатационния живот, което прави хода на съединителя (отворено / затворено разстояние) да бъде променлив (по-малък за нов съединител). За електронния модул за управление това се разглежда като смущение в процеса на задействане / изключване на съединителя и може да доведе до неправилно задействане на съединителя. Има два начина за преодоляване на това:

• механично саморегулиране на съединителя
• изучаване на хода на съединителя и адаптиране на алгоритмите за управление

Съединителят (1) автоматично регулира своята функция на ход (отворено / затворено разстояние) на износването на фрикционния диск. Нарича се самонастройващ се съединител (SAC) и се произвежда от LuK (Schaeffler).

1. кутия за задвижване с интегриран блок за управление на трансмисията (TCU)
2. червей (предавка)
3. червей колело
4. DC електрически двигател (с четки)
5. бутало
6. изпускателна тръба (към CSC)
7. входна тръба (от резервоар)
8. свързващ прът

Задвижването на съединителя представлява смес от хидравлично и електрическо задействане. Когато съединителят трябва да бъде изключен, електродвигателят (4) се захранва от TCU. Роторът на електродвигателя е пряко свързан с червея (2), който е в постоянна мрежа с червеевото колело (3). Ротационното движение на червеевото колело се преобразува в линейно движение чрез свързващия прът (8), който натиска буталото (5) и създава налягане. Чрез изхода (6) течността под налягане достига до цилиндъра на  съединителя (CSC) и задейства съединителя. Хидравличната верига е направена от цилиндър и бутало от страната на задвижването, а цилиндърът на съединителя – от другата страна. Силата на задействане на съединителя е пряко пропорционална на налягането на течността във веригата. Следователно положението на съединителя се контролира от налягането на течността в хидравличната система, което зависи от положението на електродвигателя с постоянен ток (DC).

1. електрически конектор за захващане на предавката електрически мотор
2. електрически конектор за избор на предавка електромотор
3. електродвигател за избор на предавка
4. багажник
5. пръст за захващане на зъбното колело (за зацепване на предавката)
6. зъбно колело

От неутрално положение, ако трябва да се включи предавка, двигателят за избор на предавка (3) премества багажника (4) нагоре и надолу. Когато бъде избрана подходящата равнина на зъбното колело (врата), моторът на захващащия механизъм (1) ще завърти зъбното колело (6), което ще завърти пръста на захващащия механизъм (5). На плъзгащи ръкавите на синхронизатори зъбни са свързани чрез вилица и вал на пръст по ангажимента предавка (5). Когато пръстът за захващане на зъбното колело (5) се премести в едно от крайните си положения, зъбното колело се задейства. Електродвигателите имат интегрирани сензори за положение. Въз основа на информацията за положението, модулът за управление на трансмисията регулира електрическата мощност на двигателите, за да ги приведе в очакваното положение.

Easytronic 3.0 (Opel)

Новата 5-степенна автоматизирана ръчна трансмисия от Opel / Vauxhall, Easytronic 3.0, използва електрохидравлични задвижващи механизми за превключване и превключване на предавките. Новият AMT може също да поддържа функции Stop & Start на двигателя. Максималният входящ въртящ момент на трансмисията е 190 Нм и може да бъде монтиран на бензинови двигатели с 1,4 л или 1,3 дизелови двигателя. Задвижващите вилици и синхронизаторите са често срещани при варианта с ръчна трансмисия.

Електрохидравличният модул, отговорен за задействането на съединителя и предавката, се състои главно от: помпа (с електродвигател), хидравличен акумулатор за налягане, резервоар за течност и блок от електромагнитни клапани. Също така, сензорите за избор на предавка и положение на зацепване и сензорът за налягане на течността са интегрирани в един и същ модул, без окабеляване. Това носи предимства по отношение на разходите, масата, опаковката и надеждността на системата. За да се измери скоростта на входящия вал, новата автоматизирана ръчна трансмисия е оборудвана със сензор за скорост, използвайки принципа на Хол ефект. 4 ^-то зъбно колело служи като мишена за датчика за скорост, следователно отделна мишена колело не се изисква и всички валове могат да бъдат използвани непроменени, в АМТ или MT приложения.

Параметрите на предаване са обобщени в таблицата по-долу.

параметър		стойност
Максимален въртящ момент [Nm]		190
Съотношения на предавките [-]	1- ва предавка	3.727
	2- ра предавка	2.136
	3 -та предавка	1.323
	4 -та предавка	0.892
	5 -та предавка	0.674
	Задна предавка	3.308
	Крайна задвижваща предавка	4.188 (4.625), в зависимост от приложението
Централно разстояние [mm]		180
Дължина [mm]		365
Маса (суха) [kg]		39
Обем на течността на трансмисията [L]		1.6

Положението на съединителя се контролира с пропорционален електрохидравличен клапан, който регулира налягането на (маслото) в цилиндъра на концентричния подчинен (CSC) . CSC е оборудван и с безконтактен сензор за положение, който използва чувствителен на Хол елемент. Предимството на измерването на позицията директно върху CSC е, че динамичните и причинени от температурата ефекти в хидравличната линия са включени в контролния контур, за разлика от измерването на позицията на главния цилиндър . Недостатъкът е, че аксиалната пулсация на CSC по време на работа на двигателя се открива също от сензора за позиция и се наслагва върху сигнала за движение. Подходящото филтриране компенсира този ефект по време на обработката на суровия сигнал в контролера на предаването.

Quickshift AMT (Renault)

Първото поколение автоматични ръчни трансмисии на Quickshift (AMT) интегрираха електрохидравличен модул за задействане на върха на ръчна трансмисия (MT). Положението на съединителя и предавката бяха изцяло регулирани от модула за управление на трансмисията (TCM), чрез налягане на течността. В системата няма електрически двигатели за задействане на съединителя и предавката, а само електронно управлявани соленоидни клапани.

1. хидравличен акумулатор
2. цилиндър с бутало за задействане на съединителя
3. монтажна помпа за течност (задейства се от електрически двигател)
4. датчик за положение на съединителя
5. избор на предавка и зацепващ прът
6. датчик за положение на зацепване на предавката
7. цилиндър с бутало за зацепване на предавката
8. цилиндър с бутало за избор на предавка
9. датчик за избор на предавка

Задействането на съединителя и предавките се извършва с помощта на течност под налягане. Монтажът на помпа за течност (3) създава налягане в хидравличната система, до 30-40 бара. Хидравличният акумулатор (1) има ролята да съхранява течността под високо налягане. След няколко събития на смяна на предавките или задействане на съединителя, налягането в системата (четено от сензор за налягане) ще намалее. Налягането се възстановява обратно на номиналното ниво от електрическата помпа.

Когато се извършва смяна на предавката, устройството за управление на предавката извършва следните операции:

• регулира налягането в CSC, чрез задвижването (2), за да отвори съединителя
• увеличава налягането в цилиндъра с буталото за избор на предавка (8)
• увеличава налягането в цилиндъра с буталото за зацепване на предавката (7)
• регулира налягането в CSC, чрез задвижването (2), за да затвори съединителя

Цялото регулиране на налягането се извършва чрез електрохидравлични клапани и се управлява от TCU.

1. хидравличен акумулатор
2. електронен модул за управление (монтиран на блока на електрохидравличните клапани)
3. резервоар за течност
4. електродвигател (за задействане на помпата)

Първото поколение на Quickshift AMT използва електрохидравличен модул за добавка , доставен от Magneti Marelli. Този модул е ​​монтиран върху съществуваща ръчна трансмисия и замества външните механизми за задействане на съединителя и предавката.

Easy-R AMT (Renault)

Новото поколение автоматична ръчна трансмисия от Renault, Easy-R, използва електромеханично задействане вместо хидравлична технология, за „повишена гъвкавост и по-бърза реакция“, докато броят на компонентите е намален с около 25%, за да се осигури „по-голяма надеждност и опростяване на обслужването ”.

Задействането на съединителя се извършва от един електромотор. Изборът и предавката на предавката се задействат от електрически двигатели. По отношение на опаковката модулът за задействане на съединителя е интегриран с блока за управление на предавката, докато задвижващите механизми се предават заедно в отделен модул.

Sensodrive AMT (Citroen)

Автоматизираната ръчна трансмисия от Citroen, Sensodrive, е подобна на Easytronic (Opel) по отношение на компонентите и принципите на работа. Задействането на съединителя се извършва с помощта на един електродвигател, за избор и предаване на предавката се използват два електродвигателя.

В AMT, когато се извършва смяна на предавките, двата двигателя и електронните контролни модули на трансмисията работят заедно и обменят информация. Смяната на предавката трябва да се извърши, дори ако водачът е натиснал педала на газта и двигателят осигурява въртящ момент. За да се синхронизира изходният въртящ момент на двигателя с позициите на съединителя и предавката, системата за управление на двигателя (EMS) трябва да обменя информация за въртящия момент и скоростта с модула за управление на трансмисията (TCM). Цялата информация се обменя в комуникационна шина, наречена Controller Area Network (CAN). TCM също така обменя информация с блока за управление на каросерията (BCU), за да покаже на водача режима на шофиране и ангажираната предавка.

1. модул за управление на предаването (TCM)
2. модул за задействане на съединителя
3. модул за задействане на предавката
4. сензор за скорост на вала

Настоящата тенденция в автомобилната индустрия е да се използват само системи за задействане на електродвигатели за съединител и предавки. Основната причина е, че с развитието на електрониката и електрическите технологии стана възможно проектирането и производството на ниски цени, надеждни, високоефективни електрически задвижки с необходимото ниво на работа (например време за реакция). Тези задвижващи механизми могат също така да доставят необходимата сила на задействане с минимално количество електрическа мощност. Модулите за задействане на зъбното колело се доставят и с ниво на вградени диагностични функции . Ако има проблем с електродвигателите или сензорите за положение, модулът за управление на трансмисията е информиран и предприема подходящи мерки, за да гарантира безопасността на автомобила и целостта на компонентите.

Режими на шофиране

В днешно време за водача е доста трудно да направи разлика между AMT, AT или DCT. Ако на хардуерно ниво те са различни по отношение на оформлението и компонентите, на ниво функция (софтуер), всички те се държат по подобен начин.

В автомобил AMT водачът има педал на газта, спирачен педал, лост за избор на програма / предавка и (по избор) превключватели на лопатките на волана. С лоста водачът може да избере поне четири режима:

• Автоматично (наричано също задвижване) (A, D)
• Ръчно (M или +/-)
• Неутрален (N)
• Обратно (R)

В ръчен режим водачът може да реши кога да превключва предавките. Чрез наклоняване на „+“ увеличаване на скоростта, ако е поискано, и чрез наклоняване на „-“ се изисква намаляване на скоростта. В този режим има активни функции за защита, които ще превключват предавките, дори ако водачът не го е поискал. Например, ако скоростта на двигателя е твърде висока, ще се извърши изместване и ако скоростта на двигателя е твърде ниска (недостатъчен въртящ момент на двигателя), ще се извърши понижаване. Повечето автомобили с AMT имат режим Snow . Този режим е полезен в условия на шофиране с ниско триене на пътя. В този режим за пускане на превозното средство се избира ^{втората} предавка вместо 1- ^ва предавка. По този начин силата на сцепление на колелото е ограничена и се избягва приплъзване на колелото. Най- основните предимства на автоматизирана механична скоростна кутия (AMT), в сравнение с механичната скоростна кутия (MT), са:

• по-удобно шофиране (превключването на предавките се извършва автоматично)
• по-добра икономия на гориво (двигателят се поддържа в най-икономичната работна зона, чрез предавка)
• диагностика на износване (електронните контролирани задвижвания могат да измерват износването на съединителя и да информират водача)

Недостатъците са по-високата цена на трансмисията, което се изразява в малко по-висока цена на автомобила.