Hauptbaugruppen des Getriebes

ALLGEMEINE ANGABEN

Getriebe HYDRA-MATIC 4T40E

Drehmomentwandler

Flussdiagramm des Arbeitsmediums im Drehmomentwandler (ohne Leitrad)

Leitrad komplett mit Klemmrollen-Freilauf

Flussdiagramm des Arbeitsmediums im Drehmomentwandler bei stehendem Leitrad

Flussdiagramm des Arbeitsmediums im Drehmomentwandler bei frei drehendem Leitrad

Das Automatikgetriebe besteht aus drei Hauptbaugruppen: Planetenradsatz,.

Drehmomentwandler und hydraulischem Steuersystem.

Der Drehmomentwandler (DW) erfüllt zwei Hauptfunktionen: Er überträgt das Drehmoment.

vom Motor gleichmäßig auf das Getriebe und erhöht das Drehmoment bei steigender Last..

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Der DW besteht aus drei Hauptbaugruppen: Pumpenrad (Antriebselement), Turbinenrad

(Abtriebselement) und Leitrad (Reaktionselement). Das Pumpenrad ist mit dem.

Gehäuse des DW verschweißt. Der Ringraum im DW-Gehäuse ist mit Arbeitsmedium

(Getriebeöl) gefüllt. Das DW-Gehäuse ist mit Schrauben an der Zahnscheibe befestigt, die für den Eingriff in das Ritzel des Anlassers dient. Die Zahnscheibe sitzt direkt auf der Kurbelwelle des Motors. Dadurch ist das Pumpenrad des DW starr mit der Kurbelwelle verbunden und dreht sich stets mit derselben Drehzahl wie die Kurbelwelle.

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Bei laufendem Motor arbeitet das Pumpenrad des DW als Kreiselpumpe und fördert das

Arbeitsmedium (Öl) vom Zentrum zur Peripherie des Rades zwischen dessen

Schaufeln. Gleichzeitig erhält das Arbeitsmedium eine Umfangsgeschwindigkeit,

gerichtet im Uhrzeigersinn. Am Austritt aus den Schaufelkanälen des Pumpenrads trifft das Arbeitsmedium auf die Schaufeln des Turbinenrads. Durch die

besondere Form der Turbinenschaufeln ändert der Strom des Arbeitsmediums seine Richtung und übt eine Kraft auf das Turbinenrad aus, wodurch es sich in dieselbe Richtung dreht wie das Pumpenrad.

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Im Leerlauf des Motors ist die vom Pumpenrad auf das Arbeitsmedium übertragene Energie gering,

und das am Turbinenrad entstehende Drehmoment ist ebenfalls gering. Bei eingelegtem

Gang und laufendem Motor im Leerlauf reicht das Turbinendrehmoment nicht aus, um das Fahrzeug anzufahren. Eine Vergrößerung des Drosselklappenöffnungswinkels erhöht die Drehzahl des Pumpenrads, die kinetische Energie des Arbeitsmediums, die hydrodynamischen Kräfte an den Turbinenschaufeln und damit das Drehmoment an der Eingangswelle des Getriebes.

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Getriebes..

Das Arbeitsfluid überträgt die Energie auf das Turbinenrad und strömt in den Schaufelkanälen der Turbine von außen nach innen. Am Austritt aus dem Turbinenrad hat es eine Umfangsgeschwindigkeit, die entgegen dem Uhrzeigersinn gerichtet ist..

Das vom Motor auf das Turbinenrad übertragene Drehmoment entsteht durch

die Änderung der Strömungsrichtung des Arbeitsfluids beim Durchströmen der Schaufelkanäle der Turbine. Die Größe des Drehmoments hängt von der Änderung des Drehimpulses

des Arbeitsfluids am Eintritt und am Austritt des Turbinenrads ab. Zum Ablenken des aus dem Turbinenrad austretenden Stroms und zur Erzeugung einer Drehbewegung

im Uhrzeigersinn wird ein Leitrad verwendet, das zwischen dem Austritt des Turbinenrads und dem

Eintritt des Pumpenrads eingebaut ist. Das Leitrad sorgt für einen stoßfreien Eintritt des Arbeitsfluids auf die Schaufeln des Pumpenrads und einen hohen Wirkungsgrad der Pumpe..

Die Funktion des Leitrads besteht darin, die Umfangsgeschwindigkeit des Arbeitsfluids

das im Drehmomentwandler (DW) zirkuliert, umzulenken. Die Umfangsgeschwindigkeit der Flüssigkeit am Eintritt in das Leitrad

ist entgegen dem Uhrzeigersinn gerichtet. Am Austritt aus dem Leitrad erhält das Arbeitsfluid

eine Umfangsgeschwindigkeit, die im Uhrzeigersinn gerichtet ist und mit der Drehrichtung des Pumpenrads übereinstimmt. Durch die Wirkung des Leitrads nehmen die kinetische

Energie des Arbeitsfluids am Austritt aus dem Pumpenrad und das Drehmoment am

Turbinenrad zu. Das Turbinendrehmoment übersteigt das Motordrehmoment..

Der Strom des Arbeitsfluids, der durch die Schaufelkanäle des Leitrads fließt,

wirkt auf das Leitrad entgegen dem Uhrzeigersinn und blockiert den

Freilauf (FL) des Leitrads, der das Leitrad im Modus der Drehmomentwandlung feststellt.

Bei vollständig durchgetretenem Fahrpedal und stehendem Fahrzeug

hat das Drehmoment an der Turbine des DW seinen Maximalwert, der das

Motordrehmoment übersteigt..

Mit zunehmender Drehzahl der Turbine des DW und Beschleunigung des Fahrzeugs ändert sich die Richtung der Strömung des Arbeitsfluids, das aus den Kanälen des Turbinenrads austritt..

Bei einem bestimmten Verhältnis der Drehzahlen von Pumpenrad und Turbinenrad

kehrt sich die Richtung des Drehmoments um, das vom Strom des Arbeitsfluids auf die Schaufeln des Leitrads wirkt,

und der Freilauf gibt das Leitrad frei. Das Leitrad kann sich frei drehen, ohne den Strom

des im DW zirkulierenden Arbeitsfluids zu beeinflussen. Dabei

arbeitet der DW im Strömungskupplungsmodus ohne Drehmomentwandlung.

Motors. Die Drehzahlen von Pumpenrad und Turbinenrad unterscheiden sich in diesem Betriebsmodus des DW

nur geringfügig.

Planetengetriebe

Das Planetengetriebe dient zur Erhöhung des Motordrehmoments. Die Bezeichnung

„Planeten“ bezieht sich auf die Konstruktionsmerkmale des Getriebes, für das die Umlaufbewegung der Zahnräder charakteristisch ist.

Die Zahnräder führen eine Umlaufbewegung aus. Alle Zahnräder des Planetengetriebes befinden sich in

ständigem Eingriff, wodurch ein stoßartiges Schalten ausgeschlossen wird, das beim Einrücken der Zahnräder ineinander möglich wäre. Auf jeder Stufe des Planetengetriebes

befinden sich gleichzeitig mehrere Zahnräder im Eingriff, die die Last untereinander verteilen.

Dies erhöht die Festigkeit und verringert die Masse des Planetengetriebes. Durch die koaxiale Anordnung von Antriebs- und Abtriebswelle ist das Planetengetriebe sehr kompakt..

Der Planetensatz besteht aus Sonnenrad, Hohlrad mit Innenverzahnung, Planetenträger und Planetenrädern, die eine relative und eine Umlaufbewegung ausführen..

Ein Planetengetriebe kann das Drehmoment oder die Drehzahl

der Abtriebswelle erhöhen, die Drehrichtung der Abtriebswelle umkehren und Antriebs- und Abtriebswelle starr

(direkt) miteinander verbinden. Wenn das Getriebe im

Modus der Drehmomentsteigerung arbeitet, spricht man von eingelegter Untersetzungsstufe, da die Winkelgeschwindigkeit der Abtriebswelle im Vergleich zur Antriebswelle sinkt. Bei konstanter Drehzahl der Antriebswelle verhalten sich Drehmoment und Winkelgeschwindigkeit der Abtriebswelle umgekehrt proportional.

Untersetzungsstufe

Die Untersetzungsstufe entsteht bei stehendem Sonnenrad und treibendem Hohlrad.

Beim Drehen des Hohlrads rollen die Planetenräder am stehenden Sonnenrad ab und treiben den Planetenträger (das angetriebene Glied des Planetensatzes) mit verringerter

Drehzahl an.

Der Planetenträger dreht sich in dieselbe Richtung wie das Hohlrad.

Direktgang

Der Direktgang entsteht bei starrer Verbindung von zwei beliebigen Gliedern

des Planetensatzes. Dabei drehen sich alle Glieder mit gleicher Drehzahl. Die Planetenräder

bleiben relativ zum Planetenträger unbewegt und blockieren Sonnenrad

und Hohlrad.

Schnellgang Schnellgang (oben) und Rückwärtsgang (unten).

Der Schnellgang entsteht bei stehendem Sonnenrad und treibendem

Planetenträger. Der Planetenträger dreht sich zusammen mit den Planetenrädern, die am stehenden Sonnenrad abrollen und das Hohlrad mit höherer Drehzahl antreiben als

die Drehzahl des Planetenträgers.

Rückwärtsgang.

Die Drehrichtungsumkehr des treibenden Glieds entsteht bei stehendem

Planetenträger. Das treibende Glied kann sowohl das Sonnenrad als auch das Hohlrad sein..

Entsprechend ist das getriebene Glied das Hohlrad bzw. das Sonnenrad. In diesem Fall

drehen sich die Planetenräder um feste Achsen und wirken wie Zwischenräder. Unabhängig davon, welches Glied das treibende ist (Sonnenrad oder Hohlrad), dreht sich das getriebene Glied des Planetengetriebes in entgegengesetzter

Richtung relativ zum treibenden Glied.

Wandlerüberbrückungskupplung

Funktionsweise der Überbrückungskupplung

Beim Einschalten der Wandlerüberbrückungskupplung wird die Scheibe der Kupplung mit dem Gehäuse des DW verbunden und

die Motorleistung unmittelbar auf die Welle des Turbinenrads übertragen. Die Überbrückung

verhindert den Schlupf des DW. In die Nabe der Scheibe der Überbrückungskupplung ist ein

Federdämpfer eingebaut, der die dynamischen Belastungen im Antriebsstrang bei überbrücktem DW verringert. Der Dämpfer kann sich axial bewegen und relativ um 45 Grad drehen.

Lamellenkupplungen

Funktionsweise der Lamellenkupplung

Lamellenkupplungen werden hydraulisch über ringförmige Zylinder eingeschaltet.

des Stellglieds (Servozylinder).

Klemmkörper-Freilaufkupplungen

Klemmkörper und Käfig des Freilaufs

Schema der Klemmkörper-Freilaufkupplung

Die Freilaufkupplung (Einwegkupplung) ermöglicht es dem darauf montierten Bauteil, sich zu drehen.

nur in einer Richtung.

Die Freilaufkupplung besteht aus einem Innenring, einem Außenring und Klemmkörpern mit Käfig.

Der Klemmkörper hat ein spezielles symmetrisches Profil. Eine der Abmessungen des Querschnitts

ist größer, die andere kleiner als das Spiel A zwischen Innenring und Außenring. Beim Abrollen verklemmen sich die Klemmkörper miteinander oder

geben Innenring und Außenring frei. Dadurch ist eine Relativdrehung der Bauteile nur in einer Richtung möglich.