skrzynie biegów

We wszystkich pojazdach są stosowane obecnie przekładnie mechaniczne o przełożeniu zmiennym stopniowo. Spowodowane jest to koniecznością uzyskania przełożenia zmieniającego kierunek obrotów kół napędzanych (do jazdy na wstecz), okresowego odłączania napędu (do pracy silnika “na luzie”) oraz przede wszystkim dostosowania prędkości obrotowej wału korbowego silnika do aktualnej prędkości jazdy i wartości momentu obrotowego, niezbędnego do pokonywania zmiennych oporów ruchu.
Zdecydowana większość współcześnie produkowanych konstrukcji pojazdów samochodowych wyposażona jest w manualne skrzynie biegów, choć coraz bardziej widoczne są tendencje w kierunku stosowania skrzyń biegów sterowanych automatycznie.
Skrzynia biegów sterowana automatycznie składa się z:
- hydraulicznego przetwornika napędu (przekładni hydrokinetycznej);
- mechanicznej przekładni zębatej typu planetarnego;
- urządzenia sterującego (hydraulicznego, pneumatycznego, elektrycznego lub elektronicznego).



Automatyczne skrzynie biegów są jednym z najbardziej skomplikowanych podzespołów współcześnie produkowanych pojazdów samochodowych.

Zadaniem bezstopniowej przekładni hydrokinetycznej jest bezstopniowa samoczynna zmiana momentu obrotowego uzależniona od aktualnego obciążenia na wale. Przekładnia hydrokinetyczna posiada dwa wirniki łopatkowe, z których jeden pracuje jako pompa i osadzony jest na wale silnika, drugi natomiast pracuje jako turbina i połączony jest z wałkiem skrzyni biegów. Dokonywanie skokowych zmian przełożeń przy znacznych obciążeniach układu napędowego jest możliwe poprzez zastosowanie przekładni planetarnej. Jej budowa oparta jest na centralnym kole zębatym (zwanym słonecznym) i toczących się wokół niego kilku satelitom łożyskowanym w obrotowym jarzmie i ich orbicie o uzębieniu wewnętrznym. Zmiany położeń w przekładniach planetarnych są wykonywane najczęściej poprzez sprzęgła tarczowe, łączące ze sobą poszczególne elementy wirujące współosiowo. Uruchamianie elementów włączających odbywa się z wykorzystaniem siłowników hydraulicznych zasilanych ciśnieniem oleju z pompy. Ciśnienie oleju regulowane jest przez zespół zaworów uruchamianych przez układ sterowania. Tego typu układ wykonany może być w formie:
- hydrauliczno-mechanicznej – polegającej na zastosowaniu regulatora odśrodkowego, zamontowanego na wałku wyjściowym wraz z cięgnem łączącym zawór skrzyni biegów z przepustnicą w układzie dolotowym silnika;
- hydrauliczno-elektrycznej – w której regulacja realizowana jest zaworami elektromagnetycznymi w wyniku zmian wartości napięcia na wyłączniku znajdującym się pod pedałem przyspieszenia;
- hydrauliczno-pneumatycznej – dzięki zastosowaniu modulatora podciśnienia wykorzystującego wartość podciśnienia wytwarzanego przez kolektor ssący (w silnikach z zapłonem iskrowym) lub pompę podciśnienia (w silnikach z zapłonem samoczynnym);
- hydrauliczno-elektronicznej – z wykorzystaniem sygnałów podawanych na zawory sterujące elementami mechanicznymi układu otrzymywanymi po przetworzeniu informacji uzyskanych z czujników zewnętrznych.

Automatyczne skrzynie biegów należą do grupy najbardziej niezawodnych podzespołów produkowanych obecnie pojazdów. Wynika to z faktu, iż hydrauliczny system przenoszenia obrotów tłumi szkodliwe dla całego mechanizmu drgania mechaniczne, planetarne przekładnie nie podlegają żadnym obciążeniom udarowym, a sterowanie elektroniczne samoczynnie eliminuje wszelkiego rodzaju przeciążenia spowodowane błędami kierowcy przy doborze przełożeń. Niemniej i tak istnieje konieczność ich obsługi, diagnozowania i w uzasadnionych przypadkach również naprawy. Przy obsłudze automatycznych skrzyń biegów obowiązuje zasada, że cały pracochłonny proces związany z ich wyjmowaniem z pojazdu powinien następować dopiero po dokonaniu szczegółowych obserwacji podczas jazdy próbnej i na stanowisku kontrolnym. Wynika to z faktu konieczności demontowania części układu napędowego. Podstawową czynnością przy obsłudze automatycznych skrzyń biegów jest sprawdzanie poziomu oleju, ponieważ zarówno zbyt niski, jak i zbyt wysoki poziom powoduje poważne zakłócenia w ich działaniu. W przypadku stwierdzenia zbyt niskiego poziomu konieczne jest zlokalizowanie źródła wycieku. Operacja ta jest konieczna, gdyż podczas bezawaryjnej eksploatacji tego podzespołu olej nie ulega zużyciu. Ewentualne źródła wycieku należy usunąć, a następnie uzupełnić poziom oleju. Po określonym przez producenta pojazdu przebiegu (zwykle po około 50 000 km) zalecana jest okresowa wymiana oleju przekładniowego, wynikająca z utraty przez olej swych właściwości konserwujących i smarnych. Obowiązuje przy tej czynności zasada, że po wlaniu prawie całej ilości nowego oleju zaleca się uruchomienie silnika i jego pracę na luzie przez około minutę. Dopiero wówczas należy dokonać ostatecznego uzupełnienia oleju, zgodnie z poziomem otworu kontrolnego.

Diagnozowanie automatycznych skrzyń biegów prowadzi się poprzez:
- przeprowadzenie kontroli przekładni hydrokinetycznej polegającej przede wszystkim na sprawdzeniu szczelności obudowy;
- dokonanie sprawdzenia prawidłowości przełączania biegów – wykonywanego w trakcie jazdy próbnej lub podczas testowania pojazdu na hamowni rolkowej;
- pomiarze ciśnienia oleju – uzyskując tym samym pełne informacje o aktualnym stanie technicznym i prawidłowości współpracy części mechanicznych.

Ze względu na coraz większy udział w budowie elektronicznych układów sterujących, produkowane obecnie automatyczne skrzynie biegów są wyjątkowo skomplikowanymi zespołami pojazdu. Dlatego też, tradycyjne metody diagnozowania często okazują się już niewystarczające. Przy sterowanych elektronicznie przekładniach automatycznych pierwsze czynności diagnostyczne sprowadzają się do odczytania kodów usterek za pomocą podłączonego do gniazda diagnostycznego testera układów elektronicznych. Ponieważ przekładnia wyposażona jest w wiele czujników oraz własną pamięć rejestrującą, możliwa jest analiza wykonywanych w trakcie pracy przebiegów wybranych parametrów w funkcji czasu. Pojawiające się w trakcie pracy rozbieżności pomiędzy wartościami tych parametrów a wartościami parametrów dopuszczalnych rejestrowane są w pamięci sterownika i wyświetlane przy użyciu testera w postaci kodów usterek.

mgr Andrzej Kowalewski