간단히 말해서, 현대의 자동 변속기는 물리학, 유압, 전자 및 기계 이론을 포함한 여러 분야를 결합한 엔지니어링의 경이로움입니다. 수백 개의 움직이는 부품과 고정 부품, 센서와 솔레노이드 밸브, 펌프, 클러치, 브레이크, 기어의 무리로 구성되어 있으며 모두 유압유에 잠겨 있으며 "모든 것을 지배하는" 하나의 TCM(변속기 제어 모듈)이 있습니다. 자동 변속기는 이해하기 어려울 수 있지만 작업하는 기술자는 이해하기 어려울 수 있습니다.
변속기 자체는 차량이 바퀴에 엔진 동력을 전달하는 어떤 방식이 필요하지만 그 동력을 바퀴가 사용할 수 있는 것으로 줄여야 하기 때문에 절대적으로 필요한 구성 요소입니다. 엔진이 바퀴에 직접 연결된 경우 최소 속도는 700rpm이 될 수 있으며 이는 50mph 이상으로 해석됩니다. 가스를 밟으면 타이어가 3,000rpm에서 거의 140mph로 충분히 빠르게 회전합니다(마일당 782회전을 회전하는 225/60R16 타이어에서 계산됨). 물론 바퀴가 먼저 엔진을 망가뜨리지 않았다면 차를 태워버릴 것이었습니다.
변속기 내부의 스텝다운 기어링은 이러한 회전을 관리 가능한 수준으로 낮춥니다. 또한 다중 기어비는 다양한 속도에서 엔진을 가장 효율적인 범위로 유지합니다. 마지막으로 차량이 정차할 때 변속기에서 엔진을 분리할 수 있는 방법이 필요합니다. 자동 변속기는 거의 제로에 가까운 운전자 관리로 이러한 작업을 수행합니다. 이 논의의 목적을 위해 우리는 주로 전통적인 전륜구동 자동 변속기의 작동 방식에 대해 이야기할 것이지만 사륜구동, 후륜구동, 순차 변속, 이중 클러치, 자동 변속기에 대해서도 다룰 것입니다. 수동 및 연속 가변 유형.
자동변속기의 주요 부품으로는 토크컨버터, 유압펌프, 유성기어, 클러치, 브레이크 등이 있다. 토크 컨버터는 엔진 동력을 유압 펌프와 변속기 입력 샤프트로 전달합니다. 유성 기어는 직렬로 차례로 정렬됩니다. TCM은 밸브를 사용하여 클러치와 브레이크를 제어하여 다양한 기어비를 선택하고 전환합니다.
엔진에서 전력이 먼저 토크 컨버터로 들어갑니다. , 유압 펌프를 구동하는 유체 커플링 및 변속기 입력 샤프트. 여러 유성 기어가 다른 기어비를 달성하기 위해 정렬됩니다. 활성화는 TCM에 의해 제어됩니다. 엔진이 유휴 상태일 때 변속기 선택기 "D"(드라이브) 및 차량 정지 상태에서 거의 모든 토크가 변속기에 전달됩니다. 이 시점에서 ECM에 포함될 수 있는 TCM은 (엔진 제어 모듈), 클러치와 브레이크에 명령하여 첫 번째 기어를 선택합니다. 가속기를 적용하면 토크 컨버터가 입력 샤프트를 움직이기 시작할 수 있는 지점까지 유체 압력과 흐름을 높입니다. 전송의. 구동계에 따라 변속기 출력 샤프트 차동 앞으로 이동 , 트랜스퍼 케이스 또는 리어 디퍼렌셜, 동력이 바퀴에 전달되기 전의 최종 감속 기어비를 위한 것입니다.
TCM은 파워트레인 전체의 센서 데이터를 사용하여 한 기어비에서 다른 기어비로 변속하는 시기와 방법을 결정합니다. 가속 시 변속기는 1단 기어에서 시작됩니다. 운전자의 요구와 차량 부하에 따라 차량은 1단 기어에서 미리 결정된 속도로 가속됩니다. 이 시점에서 TCM은 1단 기어를 매끄럽게 해제하고 2단 기어를 연결합니다. 이는 유성 기어의 다양한 클러치와 브레이크를 결합 및 해제하여 적절한 기어 경로를 통해 엔진 동력을 전달함으로써 이를 수행합니다. 차량이 계속 가속됨에 따라 TCM은 특정 기어의 결합 및 해제를 자동으로 명령합니다.
순항 중이나 2단 또는 3단 기어 이상에서는 토크 컨버터가 잠기어 변속기에 직접 연결되어 연비와 변속기 응답이 향상됩니다. 추월할 때와 같이 가속하려면 가속 페달을 밟으면 엔진 속도가 증가합니다. 이 시점에서 더 많은 가속을 얻기 위해 TCM은 더 낮은 기어비로 다운시프트할 수 있습니다. 순항 속도로 돌아가면 TCM이 더 높은 기어비를 선택합니다.
차량이 감속함에 따라 TCM은 차량 속도에 적합한 기어비를 선택하고 토크 컨버터의 잠금을 해제할 수 있습니다. 속도를 줄이는 동안 대부분 자유로이 회전하기 때문에 전송 응답을 느낄 수도 있고 느끼지 않을 수도 있습니다. 차량이 정지하면 변속기가 TCM이 선택한 1단 기어로 돌아가 다시 가속할 수 있도록 준비합니다.
대부분의 자동 변속기에는 변속 레버, 버튼 또는 "패들"로 작동될 수 있는 "수동 모드"가 포함됩니다. 어느 정도 이것은 TCM을 무시하지만 TCM은 60mph에서 1단 기어로 변속을 시도하는 것과 같이 엔진 속도를 초과하는 것을 허용하지 않습니다. 듀얼 클러치 변속기는 유성 기어를 사용하지 않고 수동 변속기와 같은 샤프트 기어를 사용한다는 점에서 약간 다릅니다. 무단 변속기(CVT)는 특정 기어비가 없는 완전히 다른 유형의 자동 변속기입니다. 대신 두 개의 원추형 풀리가 벨트 또는 체인으로 연결됩니다. 구동 풀리의 너비를 변경하여 기어비의 변경이 원활하여 엔진을 가장 효율적인 범위로 유지합니다.
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