오토매틱 트랜스미션
자동변속기란?
엔진에서 발생한 동력을 단속하는 클러치와 회전속도 및 회전력을 변화시키는 변속기의 작용이 자동적으로 이루어지도록 만든 것.
토크 컨번터, 유성 기어 형식 변속기를 조합한 것이 많이 사용.
자동변속기의 특징
기어 변속 중 엔진 작동정지가 감소하여 안전 운전이가능
저속에서의 구동력이 커 등판 출발이 쉽고 최대 등판 능력이 크다.
오일이 충격 완화 작용을 하므로 충격이 적어 엔진 수명이 길어진다.
변속기의 구조가 복잡하고 가격이 비싸다.수동 변속기에 비해 연료 소비율이 10%정도 많다.
자동차를 밀거나 끌어서 시동할 수 없다.
자동변속기의 구조
유체클러치 구조
자동변속기는 기본적으로 동력전달 기구와 윤활기구 전자제어기구로 구성
유체클러치 오일의 구비조건
점도가 낮을 것
비중이 클 것
착화점이 높을 것
내산성클 것
유성이 좋을 것
비동점이 높을 것
응고점이 낮을 것
윤활성이 클 것
토크 컨버터 구조
클러치 역할만을 하는 기구로서 펌프터핀스테이터로 구성.
펌프는 크랭크축에터빈은 변속기 압력축 스플라인에연결되어 있다.
스테이터: 오일의 흐름 방향을 바꾸어 출력축의 회전력을 증대 시키는 작용.
클러치 포인트(스테이터가 회전을 시작하는 시점)이상 되면 펌프터빈과 같은 방향으로 회전
토크 컨버터의 성능
유체 충들의 손실은 속도비 0.6~0.7에서 가장 적다.
속도비 0에서 회전력변화비가 가장크다.
스테이터가 공전으로 시작할 때까지 회전력 변환비는 직선적으로 감소된다.
클러치 포인트이상의 속도비에서는 회전력 변환비는 1이된다.
회전력 변화비는 2~3:1이다.
토크컨버터는 저속 출발 성능을 향상시키기 위하여 토크를 증대시켜 출발 시 운전을 용이하게 한다.
엔진의 토크를 변속기에 원활하게 전달하는 기능(클러치 역할)
토크를 변환시키는 기능 (토크 증대 역할)
토크 전달 시 충격 및 크랭크축의 비틀림 완화 기능(플라이 휠 역할)
원리
토크 컨버터는 에진의 회전력을 변환시키는 장치로서 유체 클러치의 일종. 토크 컨버터는 선풍기 A와B를 관으로 동력을 전달하고 나온 에너지를 회수하므로써 선풍기 A가 다시 선풍기 B에 동력을 전달한다.
토크컨버터는 분해도와 같이 펌프 스테이터 및 원웨이 클러치로 구성.
댐퍼 클러치
자동차의 주행속도가 일정값에 도달하면 토크 컨버터의 펌프와 터빈을 기계적으로 직결시켜 미끄러짐에 의한 손실을 최소화하여 정숙성을 도모하는 장치.
터빈과 토크 컨버터 커버 사이에 설치.
동력 전달 순서는 엔진-프런트 커버- 뎀퍼 클러치- 변속기 입력축
뎀퍼 클러치가 작동하지 않는 범위
제1속 및 후진일 때
엔진 브레이크가 작동될 때
오일의 온도가 60도 이하일 때
엔진의 냉각수 온도가 50도 이하일 때
3속에서 2속으로 시프트 다운 될 때
엔진의 회전속도가 800rpm이하일 때
엔진의 회전속도가 2000rpm이하에서 스로틀 벨브의 열림이 클 때
유성 기어장치
유성 기어정치는 유성기어(유성 피니언), 선 기어, 링 기어, 유성기어캐리어로 구성되어 있으며, 클러치 및 브레이크에 의해 요소를 고정 및 해제시켜 자동으로 변속
유성기어의 종류
단순 유성기어형식
선 기어와 링 기어 사이에 1개의 유성기어로 구성됨
싱글 피니언 형식 2개의 유성기어로 구성된 더블 피니언이 있다.
복합유성기어
심프슨 형식
싱글 피니언만으로 구성되어 있으며 선 기어를 공통으로 사용
라비뇨 형식
싱글 피니언과 더블 피니언을 조합한 것이며 롱 피니언을 공용으로 사용.
구성: 내접 기어 큰선 기어 작은 선 기어 숏 피니언 유성 기어 캐리어.
자동변속기의 제어 요소
엔드 클러치: 제3속 및 오버 드라이브로 주행할 때 구동력을 유성 기어 캐리어에 전달한다.
프런트 클러치: 제3속 및 후진에서 구동력을 후진 선 기어로 동력 전달.
리어 클러치: 제1~3속에서 구동력을 전진 선 기어에 전달
저속 및 후진 브레이크: L레인지의 제 1속 및 후지네서 유성 기어 캐리어를 고정.
킥다운 브레이크: 제2속 및오버 드라이브로 주행할 때 킥다운 브레이크 드럼을 고정하여 유성 기어 장치의 선 기어를 고정.
킥 다운 이란?
가속 패달을 전스로틀 부근까지 밟는 것에의하여 강제로 시프트 다운 되는 현상.
변속할 때의 유압 제어
유압 제어 방법: 각 센서에서 입력된 신호를 연산하여 주행 상태에 따른 변속시기를 결정하여 각각의 변속에 알맞은 아압 특성을 얻도록 압력 제어 솔레노이드 벨브제어
유압 제어용 센서
펄스 제너레이터 : 변속할 때 유압 제어를 위하여킥다운 드럼의 회전속도 검출
파워 이코노미 및 홀드 스위치: 운전자의 의지에 의해서 주행조건에 가까운 변속 특성을 얻기 위해 파워 이코노미 및 홀드 스위치의 ON/OFF를 검출.
변속제어장치
변속제어장치는 습식 다판클러치, 밴드 브레이크 및 원웨이 클러치로 구성. 차량의 주행조건에 적합한 변속비를 얻도록 제어. 각 클러치는 유성기어장치의 입력을 제어하는 기능.
파워 이코노미 및 홀드 스위치: 운전자의 의지에 의해서 주행조건에 가까운 변속 특성을 얻기 위해 파워 이코노미 및 홀드 스위치의 ON/OFF를 검출.
가속 페달 스위치: 크리프영역을 판정하기 위하여 가속페달 스위치의 ON.OFF 검출
오버 드라이브 스위치: 운전자의 의지에 따라 오버 드라이브모드 선택 검출. 오버 드라이브 스위치를 OFF로 하면 제 3속까지 변속이 되고, ON으로 하면 제 4속까지 변속이 된다.
오일 온도 센서: 냉간 상태엣ㅓ변속 패턴을 보정하기위해서 자동변속기 오일 온도 검출.
킥 다운 서보 스위치: 변속할 때 유압제어의 시간을 제어하기 위하여 킥다운 밴드가 작동하기 시작하는 시점 검출.
스로틀 위치 센서: 변속 패\턴에 따른 변속 제어 솔레노이드 벨브를 제어하기 위하여 스로틀 벨브의 열림량 검출.
에어컨릴레이: 스로틀 벨브 열림량의 보정을 위하여 에어컨 릴레이의 ON.OFF검출.
점화 펄스: 스로틀 벨브의 열림량을 보정하기 위해 공전할 때 엔진의 회전속도를 검출.
전자제어기구
각종 솔레노이드 벨브, 센서 및 변속기제의 유닛으로 구성. 각 센서로부터 정보나 TCU로 입력되면, TCU는 이를 기초로 각종 솔레노이드를 작동시켜 변속단 제어, 변속 시 유압제어, 직결 클러치 (뎀퍼클러치 또는 특업클러치)제어. 주행조건에 적합한 변속비를 얻도록 클러치와 브레이크 작동기구를 제어.