Moderní automatická převodovka je zdaleka nejsložitější mechanická součást dnešního automobilu. Automatické převodovky obsahují mechanické systémy, hydraulické systémy, elektrické systémy a řídící jednotky, které společně pracují v dokonalé harmonii, která se prakticky neprojevuje, dokud není problém. Tento článek vám pomůže pochopit koncepce toho, co se děje uvnitř těchto technologických zázraků a co jde do jejich opravy, když selžou.

Co je to převodovka?

Převodovka je zařízení, které je připojeno k zadní části motoru a přenáší výkon z motoru na hnací kola. Automobilový motor pracuje v nejlepším rozsahu s určitou rychlostí otáček (otáčky za minutu) a je to úkol přenosu, aby se zajistil přenos energie na kola při zachování motoru v tomto rozsahu. Dělá to prostřednictvím různých kombinací převodových stupňů. Při prvním převodovém stupni se motor otáčí mnohem rychleji ve vztahu k hnacím kolům, zatímco při vysokém rychlostním stupni je tomu naopak.  Kromě různých převodových stupňů dopředu má převodovka rovněž neutrální polohu, která odpojí motor od hnacích kol a zpětný chod, což způsobuje, že hnací kola se otáčejí opačným směrem, což umožňuje couvání. Konečně je zde pozice Park. V této poloze je do zásuvky ve výstupním hřídeli zasunutý mechanismus západky (nikoliv jako zámek zámku na dveřích), čímž se zablokují hnací kola a zabraňují jejich otáčení, čímž se zabrání tomu, aby se vozidlo mohlo rozjet.

Existují dva základní typy automatických převodovek založených na tom, zda je vozidlo s pohonem zadních kol nebo pohonem předních kol.

U vozu s pohonem zadních kol je převodovka obvykle namontována na zadní straně motoru a je umístěna pod hrbem ve středu podlahové desky podél polohy plynového pedálu. Hnací hřídel spojuje zadní část převodovky s konečným pohonem, který je umístěn v zadní nápravě a slouží k posílení výkonu zadních kol. Příkon motoru v tomto systému je jednoduchý a přímý, jde z motoru přes měnič točivého momentu, přes převodovku a hnací hřídel, dokud nedosáhne konečného pohonu, kde je rozdělen a poslán na dvě zadní kola.

Na vozidle s pohonem předních kol, je převodovka obvykle kombinována s konečným pohonem, čímž vznikne tzv. Transaxle. Motor na vozidle s pohonem předních kol je obvykle namontován na boku vozidla s převodovkou umístěnou pod ním na straně motoru směřující k zadní části vozidla. Přední nápravy jsou připojeny přímo k transaxle a poskytují energii předním kolům. V tomto příkladu energie proudí z motoru přes převodník točivého momentu na velký řetězec, který vysílá výkon otočením o 180 stupňů k převodovce, která je podél motoru. Odtud je výkon veden přes převod do konečného měniče, kde je rozdělen a poslán na dvě přední kola prostřednictvím hnacích náprav.

Víte, že? …Na trhu je dnes přes 1700 modelů aut s automatickou převodovkou a další stále přibývají. Není to jen parketa luxusních aut, automat můžete mít i třeba v Dacii nebo Citigu. Všechna dostupná auta s automatickou převodovkou najdete na Autohled.cz.

Existuje řada dalších uspořádání, včetně vozidel s předním pohonem, kde je motor namontován v přední části vzadu místo boku a existují další systémy, které pohánějí všechna čtyři kola, ale zde popsané dva systémy jsou zdaleka nejpopulárnější. Mnohem méně populární zadní pohon má převodovku namontovanou přímo na konečný pohon vzadua je spojena hnacím hřídelem s měničem točivého momentu, který je stále namontován na motoru. Tento systém se nachází na nové Corvette a slouží k rovnoměrnému vyvážení hmotnosti mezi předními a zadními koly pro lepší výkon a ovladatelnost.

Komponenty přenosu převodových stupňů

Moderní automatická převodovka se skládá z mnoha komponent a systémů, které jsou navrženy tak, aby spolupracovaly ve shodě s chytrými mechanickými, hydraulickými a elektrickými technologiemi, které se v průběhu let vyvíjely téměř k dokonalosti.

Mezi hlavní komponenty, které tvoří automatickou převodovku, patří:

Planetové převodové soupravy, které jsou mechanickými systémy, které poskytují různé přední převodové poměry i zpětný chod.

Hydraulický systém, který používá speciální kapalinu posílanou pod tlakem olejovým čerpladlem skrze těleso ventilu pro ovládání spojky a pásů za účelem ovládání planetových převodovek.

Těsnění se používají k udržování oleje tam, kde má být, a zabránit jeho unikání.

Převodník točivého momentu, který působí jako spojka umožňující vozidlu zastavit se při zařazeném převodovém stupni, zatímco motor stále běží.

Regulátor a modulátor nebo škrtící klapka, která monitoruje rychlost a polohu plynového pedálu, aby určila, kdy se má řadit.

U nových vozidel jsou  body řazení řízeny počítačem, který řídí elektrické solenoidy pro přesun oleje do příslušné komponenty v správném okamžiku.

Planetová soustava

Automatické převodovky obsahují mnoho ozubených kol v různých kombinacích. V manuální převodovce se ozubená kola posunují podél hřídelí, když přesunete řadicí páku z jedné polohy do druhé a volíte různé převodové stupně podle potřeby, aby bylo dosaženo správného převodového poměru. V automatické převodovce se však ozubená kola nikdy fyzicky nepohybují a jsou vždy spojena se stejnými ozubenými koly. Toho lze dosáhnout pomocí planetových souprav.

Základní planetová souprava se skládá z centrálního ozubeného kola, ozubeného kola a dvou nebo více planetových převodů, které zůstávají v konstantním zapojení. Planetové kola jsou vzájemně propojeny prostřednictvím společného nosiče, který umožňuje, aby se ozubená kola otáčela na hřídelích nazývaných „pastorky“, které jsou připevněny k nosiči.

Jedním z příkladů toho, jak tento systém lze použít, je spojením ozubeného kola s  vstupní hřídelí přicházející z motoru, spojující planetový nosič s výstupním hřídelí a tím zamčení centrálního kola tak, aby se nemohlo pohybovat. V tomto scénáři, když otočíme ozubenou kolečku, budou planety „procházet“ podél centrálního ozubeného kola (které je pevně drženo), což způsobí, že nosník planet bude otáčet výstupní hřídel ve stejném směru jako vstupní hřídel, ale pomalejší rychlostí  (podobně automobilu s manuálem na prvním převodovém stupni).

Pokud odemkneme centrální kolo a zamkneme jakékoliv dva prvky dohromady, způsobí to, že všechny tři prvky se budou otáčet stejnou rychlostí, takže se výstupní hřídel bude otáčet stejnou rychlostí jako vstupní hřídel. Je to jako auto s manuálem, které je ve třetím nebo vyšším rychlostním stupni. Jiný způsob, jak lze použít Planetovou soupravu, je zablokování planetového nosiče z pohybu a poté přiložení síly k ozubenému kolu, které způsobí, že se centrální kolo otáčí v opačném směru, čímž nám dá zpátečku.

Jednosměrná spojka

Jednosměrná spojka (také známá jako spojka „sprag“) je zařízení, které umožní, aby se součásti, jako jsou ozubená kola, otáčela volně v jednom směru, avšak nikoliv v druhém. Tento efekt je stejný jako v případě jízdního kola, kde pedály otočí kolo při šlapání vpřed, ale při šlapání dozadu se budou otáčet volnoběžně.

Obvyklé místo, kde se používá jednosměrná spojka, je na prvním stupni, když je řadič v poloze Drive. Když začnete zrychlovat ze zastavení, převodovka začíná na prvním převodovém stupni. Ale už jste si někdy všimli, co se stane, když uvolníte plyn, když jste ještě na prvním stupni? Vozidlo pokračuje dál, jako byste byli v neutrálu. Nyní přemístěte do polohy Low namísto Drive. Když uvolníte plyn v tomto případě, budete cítit, že motor zpomaluje stejně jako standardní řazení. Důvodem je to, že v Drive je použit jednosměrná spojka, zatímco v Low je použita spojka nebo páska.

Převaděč točivého momentu

U automatických převodovek je měničem kroutícího momentu nahrazena spojka nacházející se na vozidlech se standardním řazením. Je zde, aby mohl motor pokračovat v provozu, když se vozidlo zastaví. Principem měniče točivého momentu je, jako kdybyste si vzali ventilátor, který je zasunut do stěny a vháněl vzduch do jiného ventilátoru, který je odpojen od sítě. Pokud chytíte čepel na odpojeném ventilátoru, můžete jej držet, dokud se neotočí, ale jakmile toho necháte, začne se zrychlovat, dokud se nedosáhne rychlosti prvního ventilátoru. Rozdíl s měničem točivého momentu spočívá v tom, že namísto použití vzduchu se používá oleje nebo přesněji kapaliny do převodovky.

Převaděč točivého momentu je velké zařízení v tvare šišky (o průměru 10 „až 15“), které je namontováno mezi motorem a převodovkou. Skládá se ze tří vnitřních prvků, které společně přenášejí energii na převodovku. Tři prvky měniče točivého momentu jsou čerpadlo, turbína a stator. Čerpadlo je namontováno přímo na těleso měniče, které je následně přišroubováno přímo k klikovému hřídeli motoru a otáčí se otáčkami motoru. Turbína je uvnitř skříně a je připojena přímo ke vstupní hřídeli převodovky, která poskytuje energii k pohybu vozidla. Stator je namontován na jednosměrné spojce měniče točivého momentu, takže se může otáčet volně v jednom směru, ale nikoliv v druhém. Každý ze tří prvků má v nich namontované ploutve, které přesně řídí tok oleje převodníkem.

Při běžícím motoru se kapalina převodovky vtahuje do části čerpadla a je vytlačována ven odstředivou silou, dokud nedosáhne části turbíny, která ji začne otáčet. Tekutina pokračuje v kruhovém pohybu zpět směrem ke středu turbíny, kde vstupuje do statoru. Pokud se turbína pohybuje podstatně pomaleji než čerpadlo, tekutina se dostane do kontaktu s přední částí statorových ploutví, které tlačí stator do jednosměrné spojky a zabraňují otáčení. Při zastaveném statoru je tekutina řízena statorovými ploutvemi, aby opět vstoupila do čerpadla v „pomocném“ úhlu, čímž se dosáhne zvýšení kroutícího momentu. Když rychlost turbíny dosáhne rychlosti čerpadla, tekutina začíná zasahovat do statorových listů na zadní straně, což způsobuje, že se stator otáčí ve stejném směru jako čerpadlo a turbína. Při zvyšování rychlosti se všechny tři prvky začnou otáčet přibližně stejnou rychlostí.

Ježdění s automatem je prostě o zvyku :-). Rozdíly mezi jednotlivými druhy převodovek pak popsali dobře redaktoři z Automixu. Konkrétně dvouspojku DSG si pak vzali na paškál na Autorevue.cz.