Общее устройство шестиступенчатой коробки передач 09G показано на рисунке.

Напомним, что шестиступенчатая АКП 09G включает в себя гидротрансформатор, механическую планетарную коробку передач, систему охлаждения и смазки, электрогидравлическую систему управления. Планетарная коробка передач состоит из ведущего вала (вал турбинного колеса гидротрансформатора), ведомого валом, промежуточного вала с промежуточной шестерней, одинарного планетарного ряда (P1, PT1,S1), сдвоенного планетарного ряда (P2, PT2, S2 и P3, S3), многодисковых фрикционных муфт (К1, К2, К3), многодисковых фрикционных тормозов (В1, В2).

Одинарный планетарный ряд состоит из: коронной шестерни – H1, сателлитов – P1, солнечной шестерни – S1, водила – PT1. Соединяется через вал турбины с муфтой K2, взаимодействует с муфтами K1 и K3.

Сдвоенный планетарный ряд состоит из: коронной шестерни – H2, длинных сателлитов – P2, коротких сателлитов – P3, большой солнечной шестерни – S2, малой солнечной шестерни – S3, водила – PT2. Взаимодействует с муфтой K3 и тормозом B1, взаимодействует с муфтой K1, взаимодействует с муфтой K2, тормозом B2 и обгонной муфтой F.

Муфта – K1 взаимодействует с водилом PT1 одинарного планетарного ряда и с малой солнечной шестерней S3 сдвоенного планетарного ряда. Муфта – K2 передает мощность с турбинного колеса на водило PT2 сдвоенного планетарного ряда. Муфта – K3 передает мощность с водила PT1 одинарного планетарного ряда на большую солнечную шестерню S2 сдвоенного планетарного ряда. Тормоз – B1 удерживает большую солнечную шестерню S2 сдвоенного планетарного ряда. Тормоз – B2 удерживает водило PT2 сдвоенного планетарного ряда. Обгонная муфта – F удерживает водило PT2 сдвоенного планетарного ряда от вращения против направления вращения корпуса гидротрансформатора при движении автомобиля на первой передаче в режиме тяги

Планетарные ряды объединены по схеме, разработанной Лепеллетье. Крутящий момент двигателя подводится к одинарному планетарному ряду. Далее он направляется на сдвоенный планетарный ряд Равиньо.

Управление одинарным планетарным рядом производится посредством многодисковых муфт K1 и K3 и многодискового тормоза B1. Число сателлитов в планетарных рядах выбирается в зависимости от передаваемого крутящего момента.

Сдвоенный планетарный ряд управляется посредством многодисковой муфты K2, многодискового тормоза B2 и обгонной муфты F. В системе управления муфтами предусмотрены устройства динамической компенсации рабочего давления, которые делают работу муфт независящей от частоты вращения. Муфты K1, K2 и K3 служат для подвода крутящего момента к планетарным рядам, а с помощью тормозов B1 и B2, а также обгонной муфты обеспечивается передача реактивных моментов на картер коробки передач.

Давление в рабочих цилиндрах муфт и тормозов изменяется посредством регулирующих клапанов.

Обгонная муфта F представляет собою механизм, который работает параллельно с тормозом.

Управление одинарным планетарным рядом производится посредством многодисковых муфт K1 и K3 и многодискового тормоза B1. Число сателлитов в планетарных рядах выбирается в зависимости от передаваемого крутящего момента.

Сдвоенный планетарный ряд управляется посредством многодисковой муфты K2, многодискового тормоза B2 и обгонной муфты F. В системе управления муфтами предусмотрены устройства динамической компенсации рабочего давления, которые делают работу муфт независящей от частоты вращения. Муфты K1, K2 и K3 служат для подвода крутящего момента к планетарным рядам, а с помощью тормозов B1 и B2, а также обгонной муфты обеспечивается передача реактивных моментов на картер коробки передач.

Давление в рабочих цилиндрах муфт и тормозов изменяется посредством регулирующих клапанов.

Обгонная муфта F представляет собою механизм, который работает параллельно с тормозом.

Работа шестиступенчатой автоматической коробки передач. Первая передача в обычном режиме. Активными механизмами являются многодисковая муфта K1 и обгонная муфта F (рисунок , а).

Вместе с валом турбинного колеса вращается коронная шестерня H1 одинарного планетарного ряда. Эта шестерня приводит во вращение сателлиты P1, которые обкатываются по неподвижной солнечной шестерне S1. При этом приводится во вращение водило PT1.

Так как муфта многодисковая K1 замкнута, крутящий момент передается на солнечную шестерню S3 сдвоенного планетарного ряда. Длинные сателлиты передают крутящий момент на коронную шестерню H2, которая непосредственно связана с ведущей шестерней промежуточной передачи. Водило PT2 опирается при этом на обгонную муфту F.

Учитывая, что первая передача осуществляется с участием обгонной муфты F, при переходе автомобиля на режим движения накатом передача крутящего момента прекращается. При этом ведущими являются колеса автомобиля. Обгонная муфта F свободно вращается в направлении, противоположном ее блокировке, поэтому тормозное действие двигателя не используется.

Первая передача при торможении двигателем в режиме управления. Активные механизмами являются многодисковая муфта K1 и многодисковый тормоз B2 (рисунок , б). Передача крутящего момента соответствует при этом описанной выше для первой передачи. Торможение двигателем при движении на первой передаче осуществляется с помощью тормоза B2. При этом тормоз B2 блокирует обгонную муфту F и вместе с ней водило PT2. В отличие от обгонной муфты тормоз B2 может блокировать водило PT2 при любом направлении его вращения, что позволяет использовать его и при включении заднего хода.

Вторая передача. Активными механизмами являются многодисковая муфта K1 и многодисковый тормоз B1 (рисунок, а)

Вал турбинного колеса вращается вместе с коронной шестерней H1 одинарного планетарного ряда. Эта шестерня увлекает за собой сателлиты P1, которые обкатываются по неподвижной солнечной шестерне S1. Вместе с ними вращается водило PT1.

Муфта K1 соединяет водило PT1 с солнечной шестерней S3, передавая крутящий момент на сдвоенный планетарный ряд.

Тормоз B1 удерживает большую солнечную шестерню S2 от вращения. С солнечной шестерни S3 крутящий момент передается на короткие сателлиты P3 и далее на длинные сателлиты P2. При этом длинные сателлиты P2 обкатываются по неподвижной солнечной шестерне S2 и приводят во вращение коронную шестерню H2.

Третья передача. Активными механизмами являются многодисковые муфты K1 и К3 (рисунок, б).

Вал турбинного колеса вращается вместе с коронной шестерней H1 одинарного планетарного ряда. Эта шестерня увлекает за собой сателлиты P1, которые обкатываются по неподвижной солнечной шестерне S1. Вместе с ними вращается водило PT1.

Муфта K1 соединяет водило PT1 с солнечной шестерней S3, передавая крутящий момент на сдвоенный планетарный ряд. Муфта K3 также передает крутящий момент на солнечную шестерню S2 сдвоенного планетарного ряда. Одновременное замыкание муфт K1 и K3 приводит к блокированию сдвоенного планетарного ряда. В результате этого крутящий момент передается со сдвоенного планетарного ряда непосредственно на ведомую шестерню промежуточной передачи.

Четвертая передача. Активными механизмами являются многодисковые муфты K1 и К2 (рисунок, а).

Вал турбинного колеса вращается вместе с коронной шестерней H1 одинарного планетарного ряда и наружным барабаном муфты K2. Шестерня H1 увлекает за собой сателлиты P1, которые обкатываются по неподвижной солнечной шестерне S1. Вместе с ними вращается водило PT1.

Муфта K1 соединяет водило PT1 с солнечной шестерней S3, передавая крутящий момент на сдвоенный планетарный ряд. Одновременно крутящий момент передается с вала турбинного колеса на водило PT2 сдвоенного планетарного ряда через замкнутую муфту K2. Длинные сателлиты P2 и находящиеся с ними в зацеплении короткие сателлиты P3 приводят во вращение коронную шестерню H2 через водило PT2.

Пятая передача. Активными механизмами являются многодисковые муфты K1 и К3 (рисунок, б).

Вал турбинного колеса вращается вместе с коронной шестерней H1 одинарного планетарного ряда и наружным барабаном муфты K2. Шестерня H1 увлекает за собой сателлиты P1, которые обкатываются по неподвижной солнечной шестерне S1. Вместе с ними вращается водило PT1.

Муфта K3 соединяет водило PT1 с солнечной шестерней S2, передавая крутящий момент на сдвоенный планетарный ряд.

Муфта K2 соединяет вал турбинного колеса с водилом сдвоенного планетарного ряда, передавая на него крутящий момент. Длинные сателлиты P2 вместе с водилом PT2 и солнечной шестерней S2 приводят во вращение коронную шестерню H2.

Шестая передача. Активными механизмами являются многодисковая муфта К2 и тормоз В1 (рисунок, а).

Тормоз B1 удерживает солнечную шестерню S2 от вращения. Муфта K2 соединяет вал турбинного колеса с водилом сдвоенного планетарного ряда, передавая на него крутящий момент. Сателлиты P2 обкатываются по неподвижной солнечной шестерне S2, увлекая во вращение коронную шестерню H2.

Муфты K1 и K3 разомкнуты, поэтому одинарный планетарный ряд в передаче крутящего момента не участвует.

Передача заднего хода. Активными механизмами являются многодисковая муфта К3 и тормоз В2 (рисунок, б).

Вал турбинного колеса вращается вместе с коронной шестерней H1 одинарного планетарного ряда. Шестерня H1 увлекает за собой сателлиты P1, которые обкатываются по неподвижной солнечной шестерне S1. Вместе с ними вращается водило PT1.

Муфта K3 соединяет водило PT1 с солнечной шестерней S2, передавая крутящий момент на сдвоенный планетарный ряд. Тормоз B2 удерживает водило PT2 сдвоенного планетарного ряда. С солнечной шестерни S2 крутящий момент передается на длинные сателлиты P2. Так как водило PT2 неподвижно, крутящий момент передается на коронную шестерню H2, постоянно связанную с валом промежуточной передачи. При этом коронная шестерня H2 вращается в противоположном коленчатому валу направлении.

Стояночная блокировка трансмиссии. Блокировка трансмиссии предотвращает непреднамеренное перемещение автомобиля на стоянке. Ее привод состоит из связанного с рычагом селектора троса, переключающего валика и рычага с конусом и нажимной пружиной. Стопорный венец механизма блокировки является частью ведомой шестерни промежуточного вала коробки передач. Одновременно он выполняет функции задающего диска датчика частоты вращения на выходе коробки передач. Вводимая в зацепление со стопорным венцом собачка обеспечивает блокирование трансмиссии автомобиля.

Система управления шестиступенчатой коробки передач 09G гидравлическая с электронным управлением

Гидравлическая часть системы управления включает в себя масляный насос, гидроблок, исполнительные устройства – сервоприводы (гидроцилиндры и бустеры).

Масло в корпусе АКП находится в поддоне.

Масляный насос располагается внутри коробки передач и бывает разных типов (шестеренчатого, трохоидного, лопастного). Насос всасывает масло из поддона, которое через регулятор давления попадает в гидроблок (гидроплиту, гидрораспределитель).

Гидроблок распределяет масло в исполнительные механизмы АКП и в гидротрансформатор. Гидроблок состоит из верхней и нижней гидроплит, между которыми устанавливается прокладка. Обе гидроплиты состоят из каналов разнообразной формы. Корпус гидроплиты изготавливается из сплава алюминия. В гидроблоке расположены электромагнитные клапана гидравлической системы управления, золотник-распределитель и гидроаккумуляторы. Таким образом, гидроблок служит для перераспределение потока жидкости к соответствующим сервоприводам, с помощью которых происходит управление фрикционными муфтами и тормозами.

В системе управления применяются электромагнитные клапаны двух типов: клапаны управления переключением передач и клапаны регулирующие давление. Клапаны управления переключением передач, которые могут находиться только в двух состояниях (открыт или закрыт), и регулирующие давление клапаны (с широтноимпульсной модуляцией электропитания).

Электромагнитные клапаны управления переключением передач относятся к двухпозиционным устройствам управления, которые могут быть только открытыми или только закрытыми. Через эти клапаны жидкость ATF поступает под давлением к золотникам-распределителям, которые открывают или закрывают каналы подвода рабочей жидкости к исполнительным устройствам механизмов переключения передач (фрикционным муфтам включения передач). При выборе режима АКП рычагом селектора, поступает сигнал на клапан управления режимом. Он направляет ATF только к тем клапанам, которые могут быть задействованы для включения передач, разрешенных в этом режиме.

Электромагнитные клапаны управления переключением (N88, N89) попеременно включаются в процессе переключения передач на короткие промежутки времени. Если электромагнитный клапан (N88) открыт, то могут быть включены четвертая, пятая и шестая передача. Помимо этого клапан (N88) улучшает процесс переключения с пятой передачи на шестую. При отсутствии электропитания клапан закрыт. Электромагнитный клапан (N89) открывает или закрывает другой канал подачи жидкости ATF, подаваемой в муфту блокировки гидротрансформатора. Одновременное открытие клапанов N88 и N89 приводит к включению тормоза B2, который обеспечивает режим торможения двигателем при движении на первой передаче.

Клапаны регулирующие давление – устройство с широтно-импульсной модуляцией электропитания, которые формируют и поддерживают в пределах заданной величины давление рабочей жидкости (в главной магистрали, в контурах управления, в гидротрансформаторе и в системе смазки коробки передач), которое зависит от режима движения автомобиля. Регулирующие клапаны открываются в соответствии с проходящим через их обмотки током, изменяя давление рабочей жидкости в магистрали. Делятся на клапаны с отрицательной и положительной характеристикой. Регулирующие клапаны с отрицательной характеристикой обеспечивают снижение давления жидкости при увеличении протекающего по их обмотке тока. Регулирующие клапаны с положительной характеристикой обеспечивают повышение давления жидкости при увеличении протекающего по их обмотке тока.

Назначение регулирующих клапанов: посредством клапана управления (N90) управляется муфта K3, посредством клапана управления (N91) управляется муфта блокировки гидротрансформатора, посредством клапана управления (N92) управляется муфта K1, посредством клапана управления 6 (N93) изменяется давление в главной магистрали системы управления, посредством клапана управления (N282) управляется муфта K2, посредством клапана управления (N283) управляется тормоз B1 (рисунок).

Устройство гидроаккумуляторов показано на рисунке. Гидроаккумуляторы – цилиндры с подпружиненым поршнем, которые включены в каналы подачи масла и в цилиндры фрикционных муфт, чтобы избежать гидроудара и разрушения деталей системы.

Муфты и тормоза (механизмы переключения передач) приводятся в действие сервоприводами (рисунок), управляемыми посредством золотников-распределителей и электромагнитных клапанов, размещенных в распределительном модуле (гидроблоке).

Сервопривод – исполнительный механизм системы управления АКП, который преобразует давление рабочей жидкости в механическую работу. Давление жидкости вызывает перемещение поршня, тем самым включая и выключая фрикционные элементы управления. К сервоприводам относятся гидроцилиндры и бустеры (рисунок). Обычно, гидроцилиндр используется для включения ленточного тормоза, а для блокировочной муфты или для дискового тормоза применяется бустер.

Рабочая жидкость, поступая в гидроцилиндр, воздействует на поршень, который перемещает шток, что приводит к зажатию тормозной ленты, тем самым осуществляется блокировка элемента планетарного ряда. Когда масло подается в полость включения сервопривода бустера, поршень перемещается и прижимает фрикционные диски друг ко другу, таким образом, происходит блокировка определенного элемента планетарного ряда.

Использование многодисковых муфт и тормозов на отдельных передачах приведена в таблице.
Многодисковый тормоз B2 включается на первой передаче только в режиме управления Tiptronic (* в режиме торможения двигателем – таблица). На крутых спусках и при некоторых иных обстоятельствах можно использовать тормозное действие двигателя, если включить первую передачу в режиме управления Tiptronic.

Муфта блокировки гидротрансформатора АКП 09G.
Гидротрансформатор оснащен блокирующей муфтой с встроенным в нее гасителем крутильных колебаний (демпфером).

Гидротрансформатор работает по принципу гидродинамической передачи, поэтому передача крутящего момента возможна только при наличии разности частот вращения насосного и турбинного колес. Эту разность называют проскальзыванием гидротрансформатора. Проскальзывание приводит к снижению его KПД. Для устранения проскальзывания при движении автомобиля с высокими скоростями и малыми нагрузками в АКП применяется муфта блокировки гидротрансформатора, ведомый диск 5 которой может иметь накладки с одной или с двух сторон. В последнем случае обеспечивается более длительная передача больших крутящих моментов. Диск с накладками установлен между корпусом гидротрансформатора и нажимным диском муфты 3. Ведомый диск жестко соединен с турбинным колесом. При замыкании муфты крутящий момент передается на ведомый диск с двух сторон и далее на турбинное колесо.

Управление муфтой производится посредством электрогидравлических распределителей, которые изменяют направление течения рабочей жидкости и ее давление на ту или иную сторону нажимного диска муфты. Передаваемое через управляющую магистраль давление жидкости действует на золотниковые клапаны, которые управляют направлением подачи и давлением рабочей жидкости, поступающей в муфту блокировки.

При разомкнутой муфте (рисунок, а) на обе стороны ее нажимного диска действует одинаковое давление. При этом жидкость перетекает из полости под нажимным диском в полость турбинного колеса вдоль поверхностей трения промежуточного диска. Нагретая рабочая жидкость направляется через распределительный клапан 11 к охладителю 10.

Замыкание муфты блокировки гидротрансформатора производится в результате изменения направления подачи жидкости распределителем и изменения ее давления регулятором (рисунок, б). При этом давление в полости под нажимным диском снижается. Нажимной диск перемещается под давлением жидкости со стороны турбинного колеса 4, в результате чего муфта замыкается. Передаваемый муфтой крутящий момент изменяется в зависимости от положения распределителя и регулятора давления в системе ее управления. При этом момент, передаваемый муфтой, зависит от тока управления электромагнитного клапана регулятора давления 1 – чем больше сила тока, тем больше момент.

Система охлаждения жидкости. В системе управления присутствует система охлаждения масла (рисунок), которая очень важна для нормального функционирования коробки передач. Масло (ATF) в гидротрансформаторе достаточно сильно нагревается и требует дополнительного охлаждения. Также ATF сильно нагревается в гидроблоке и фрикционных муфтах и тормозах. Нагретое масло по отдельной линии поступает в радиатор или теплообменник. Радиаторы системы охлаждения могут быть внутренними и внешними. Конструкция и установка систем охлаждения АКП отличаются у автомобилей с различными двигателями.

Рабочая жидкость ATF на автомобилях Golf модели 2004 года и Passat модели 2005 года охлаждается в теплообменнике (охладителе), закрепленном непосредственно на картере коробки передач и подключенном к системе охлаждения двигателя (рисунок). Благодаря этому контур циркуляции жидкости ATF не выходит за пределы коробки передач, т. е. наружные трубопроводы для этой жидкости отсутствуют. Замкнутый контур циркуляции жидкости ATF облегчает ее заливку и контроль уровня. Помимо этого отпадает необходимость в проведении работ по разъединению трубопроводов для жидкости ATF при демонтаже и установке коробки передач.

Система смазки служит для подачи ATF под давлением для смазки валов, планетарных механизмов, фрикционных муфт и тормозов. В выключенных фрикционных муфтах между соседними дисками зазор составляет менее 0,1 мм, т.е. трение между ними неизбежно. То же самое, что и при движении на нейтрали: чередующиеся диски вращаются относительно друг друга, в каждом пакете со своей скоростью. Чтобы из-за трения диски не изнашивались во время холостого вращения, в пакеты дисков принудительно под давлением подается ATF для смазки – диски как бы плавают в рабочей жидкости. Смазка подается через каналы в валах непрерывно, пока работает двигатель и насос перекачивает масло. Если подачи ATF в пакеты не будет, диски очень быстро придут в негодность (подтверждено на практике). По этой причине буксировка автомобиля с АКП допустима только с заведенным двигателем.

Электронная часть системы управления включает электронный блок управления (ЭБУ), электрогидравлический модуль и датчики.

Работой всех электромагнитных клапанов руководит ЭБУ коробки на основании показаний, поступающих от различных датчиков, основными из них являются:
- датчик частоты вращения на входе коробки передач;
- датчик частоты вращения на выходе коробки передач;
- датчик температуры рабочей жидкости;
- датчик перехода на режим «Кикдаун». Посредством данного датчика производится временное повыше­ние давления в управляющем контуре соответствующего клапа­на переключения передач, что при­водит к увеличению значения скорости переключения на повыша­ющую очередную передачу. Активация функци­онирования данного датчика происходит только при полностью выжатой педали газа.
- датчик или микровыключатель системы Tiptronic;
- скорости движения автомобиля,
- датчик положения педали газа;
- многофункциональный датчик селектора.

Многофункциональный датчик соединен с рычагом селектора посредством троса. Он вырабатывает электрические сигналы в соответствии с перемещениями рычага селектора и передает их на блок управления автоматической коробкой передач. В многофункциональном датчике имеются шесть скользящих контактов (рисунок), а именно: четыре контакта для определения позиции рычага селектора; один контакт для разрешения пуска двигателя при положениях рычага селектора в позициях "P" и "N"; один контакт для активизации выключателя ламп заднего хода.

Функциональная структура программы переключения автоматической коробки передач подразделяется на три группы:
– определение характера вождения;
– выбор программы переключения в зависимости от состояния движения;
– выбор передач.