เกียร์อัตโนมัติทำงานอย่างไร

เกียร์อัตโนมัติช่วยให้เครื่องยนต์ของรถทำงานในช่วงความเร็วแคบๆ เช่นเดียวกับเกียร์ธรรมดา เมื่อเครื่องยนต์มีแรงบิดในระดับที่สูงขึ้น (แรงบิดคือปริมาณของกำลังในการหมุนของเครื่องยนต์)...

เกียร์อัตโนมัติช่วยให้เครื่องยนต์ของรถทำงานในช่วงความเร็วแคบๆ เช่นเดียวกับเกียร์ธรรมดา เมื่อเครื่องยนต์มีแรงบิดในระดับที่สูงขึ้น (แรงบิดคือกำลังในการหมุนของเครื่องยนต์) เกียร์ในระบบส่งกำลังช่วยให้เครื่องยนต์สามารถใช้ประโยชน์จากแรงบิดที่สร้างขึ้นได้อย่างเต็มที่ในขณะที่รักษาความเร็วที่เหมาะสมไว้

ระบบเกียร์มีความสำคัญอย่างไรต่อสมรรถนะของรถยนต์? หากไม่มีเกียร์ รถยนต์จะมีเพียงเกียร์เดียว ต้องใช้เวลาตลอดไปเพื่อให้ได้ความเร็วที่สูงขึ้น และเครื่องยนต์จะสึกหรออย่างรวดเร็วเนื่องจาก RPM ที่สูงซึ่งผลิตอย่างต่อเนื่อง

หลักการของเกียร์อัตโนมัติ

หลักการทำงานของเกียร์อัตโนมัตินั้นขึ้นอยู่กับการใช้เซ็นเซอร์เพื่อกำหนดอัตราทดเกียร์ที่เหมาะสมซึ่งส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความเร็วของรถที่ต้องการ ระบบส่งกำลังจะเชื่อมต่อกับเครื่องยนต์ในตัวเรือนกระดิ่ง โดยที่ทอร์กคอนเวอร์เตอร์จะแปลงแรงบิดของเครื่องยนต์ให้เป็นแรงขับเคลื่อน และในบางกรณียังขยายกำลังนั้นอีกด้วย ทอร์กคอนเวอร์เตอร์ของเกียร์ทำหน้าที่นี้โดยส่งกำลังนั้นไปยังเพลาขับผ่านเกียร์ดาวเคราะห์และดิสก์คลัตช์ ซึ่งจะทำให้ล้อขับเคลื่อนของรถหมุนเพื่อขับเคลื่อนไปข้างหน้า โดยต้องใช้อัตราทดเกียร์ที่แตกต่างกันสำหรับความเร็วที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับยี่ห้อและรุ่น ได้แก่ รถยนต์ขับเคลื่อนล้อหลัง ขับเคลื่อนล้อหน้า และขับเคลื่อนสี่ล้อ

หากรถมีเกียร์เพียงหนึ่งหรือสองเกียร์ การเข้าถึงความเร็วที่สูงขึ้นจะเป็นปัญหา เนื่องจากเครื่องยนต์จะหมุนที่ RPM ที่แน่นอนเท่านั้นขึ้นอยู่กับเกียร์ ซึ่งหมายถึงรอบที่ต่ำลงสำหรับเกียร์ต่ำและความเร็วที่ต่ำลง หากใช้เกียร์สูงสุดเป็นเกียร์สอง รถจะใช้เวลาตลอดในการเร่งความเร็วให้รอบต่อนาทีต่ำลง ค่อยๆ เร่งความเร็วขึ้นเมื่อรถเร่งความเร็ว ความเครียดของเครื่องยนต์ยังกลายเป็นปัญหาเมื่อทำงานที่รอบต่อนาทีสูงขึ้นเป็นระยะเวลานาน

การใช้เกียร์บางอย่างที่ทำงานร่วมกัน รถจะค่อยๆ เพิ่มความเร็วเมื่อเปลี่ยนเกียร์สูงขึ้น เมื่อรถเปลี่ยนเกียร์สูงขึ้น รอบต่อนาทีจะลดลง ซึ่งจะช่วยลดภาระของเครื่องยนต์ เฟืองต่างๆ แสดงด้วยอัตราทดเฟือง (ซึ่งเป็นอัตราทดของเฟืองทั้งขนาดและจำนวนฟัน) เฟืองเล็กจะหมุนเร็วกว่าเฟืองใหญ่ และแต่ละตำแหน่งเฟือง (แรกถึงหกในบางกรณี) จะใช้เฟืองที่มีขนาดและจำนวนฟันต่างกันเพื่อให้ได้อัตราเร่งที่ราบรื่น

ระบบทำความเย็นเกียร์มีความจำเป็นเมื่อต้องบรรทุกของหนัก เพราะการบรรทุกหนักจะเพิ่มความเครียดให้กับเครื่องยนต์ ทำให้เครื่องยนต์ร้อนขึ้นและน้ำมันเกียร์เผาไหม้ ระบบทำความเย็นเกียร์จะอยู่ภายในหม้อน้ำซึ่งจะระบายความร้อนออกจากน้ำมันเกียร์ ของไหลจะเดินทางผ่านท่อในคูลเลอร์ไปยังสารหล่อเย็นในหม้อน้ำ เพื่อให้ระบบส่งกำลังเย็นและสามารถรองรับโหลดได้มากขึ้น

ทอร์กคอนเวอร์เตอร์ทำหน้าที่อะไร

ทอร์กคอนเวอร์เตอร์ทวีคูณและส่งแรงบิดที่สร้างโดยเครื่องยนต์ของยานพาหนะและส่งผ่านเกียร์ในระบบส่งกำลังไปยังล้อขับเคลื่อนที่ปลายเพลาขับ ทอร์กคอนเวอร์เตอร์บางตัวยังทำหน้าที่เป็นกลไกล็อค เชื่อมโยงเครื่องยนต์และระบบส่งกำลังเมื่อทำงานที่ความเร็วเท่ากัน สิ่งนี้ช่วยป้องกันการลื่นไถลของการส่งซึ่งส่งผลให้สูญเสียประสิทธิภาพ

ทอร์กคอนเวอร์เตอร์สามารถมีรูปแบบใดรูปแบบหนึ่งจากสองรูปแบบ ข้อแรก ข้อต่อของไหลใช้ไดรฟ์สองชิ้นเป็นอย่างน้อยเพื่อถ่ายโอนแรงบิดจากชุดเกียร์ไปยังเพลาขับ แต่ไม่เพิ่มแรงบิด คลัตช์ไฮดรอลิกที่ใช้แทนคลัตช์เชิงกล จะส่งแรงบิดของเครื่องยนต์ไปยังล้อผ่านเพลาขับ ส่วนอีกแบบหนึ่งคือทอร์กคอนเวอร์เตอร์ ใช้องค์ประกอบทั้งหมดอย่างน้อยสามองค์ประกอบ และบางครั้งก็มากกว่านั้น เพื่อเพิ่มแรงบิดที่ส่งออกจากชุดเกียร์ คอนเวอร์เตอร์ใช้ชุดของใบพัดและใบพัดของเครื่องปฏิกรณ์หรือสเตเตอร์เพื่อเพิ่มแรงบิด ส่งผลให้มีกำลังมากขึ้น สเตเตอร์หรือใบพัดแบบคงที่ทำหน้าที่เปลี่ยนทิศทางน้ำมันเกียร์ก่อนที่จะถึงปั๊ม ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของคอนเวอร์เตอร์อย่างมาก

การทำงานภายในของเกียร์ดาวเคราะห์

การรู้ว่าส่วนต่างๆ ของเกียร์อัตโนมัติทำงานร่วมกันอย่างไรจะทำให้เข้าใจได้ทั้งหมด หากคุณมองเข้าไปในเกียร์อัตโนมัติ นอกจากสายพาน แผ่นเพลท และปั๊มเกียร์แบบต่างๆ แล้ว เกียร์ดาวเคราะห์ก็เป็นส่วนประกอบหลัก เฟืองนี้ประกอบด้วยเฟืองของดวงอาทิตย์ เฟืองของดาวเคราะห์ เฟืองของดาวเคราะห์ และเฟืองวงแหวน เกียร์ดาวเคราะห์ที่มีขนาดประมาณแคนตาลูปสร้างอัตราทดเกียร์ต่างๆ ที่จำเป็นสำหรับระบบส่งกำลังเพื่อให้ได้ความเร็วที่จำเป็นในการเคลื่อนไปข้างหน้าขณะขับขี่ รวมถึงการย้อนกลับ

เกียร์ประเภทต่างๆ ทำงานร่วมกัน โดยทำหน้าที่เป็นอินพุตหรือเอาต์พุตสำหรับอัตราทดเกียร์เฉพาะที่ต้องการ ณ เวลาใดก็ตาม ในบางกรณี เกียร์จะไร้ประโยชน์ในอัตราทดที่กำหนด ดังนั้นจึงยังคงนิ่งอยู่กับที่ โดยมีแถบรัดภายในเกียร์คอยกันไม่ให้กีดขวางจนกว่าจะจำเป็น ระบบเฟืองอีกประเภทหนึ่งคือเฟืองดาวเคราะห์แบบประกอบ ประกอบด้วยเฟืองของดวงอาทิตย์และเฟืองของดาวเคราะห์สองชุด แม้ว่าจะมีเฟืองวงแหวนเพียงชุดเดียว จุดประสงค์ของชุดเกียร์ประเภทนี้คือเพื่อให้แรงบิดในพื้นที่ขนาดเล็ก หรือเพื่อเพิ่มกำลังโดยรวมของยานพาหนะ เช่น ในรถบรรทุกขนาดใหญ่

การศึกษาเกียร์

ขณะที่เครื่องยนต์ทำงาน ระบบส่งกำลังจะตอบสนองต่อเกียร์ใดก็ตามที่ผู้ขับขี่กำลังใช้อยู่ ในเกียร์ว่างหรือเกียร์ว่างจะไม่ทำงานเนื่องจากรถไม่ต้องการแรงบิดเมื่อรถไม่เคลื่อนที่ ยานพาหนะส่วนใหญ่มีเกียร์ขับเคลื่อนที่แตกต่างกันซึ่งมีประโยชน์เมื่อเดินหน้า ตั้งแต่เกียร์หนึ่งถึงเกียร์สี่

รถยนต์สมรรถนะสูงมักจะมีเกียร์มากกว่าถึงหกเกียร์ ขึ้นอยู่กับยี่ห้อและรุ่น ยิ่งเกียร์ต่ำความเร็วยิ่งต่ำ ยานพาหนะบางประเภท โดยเฉพาะรถบรรทุกขนาดกลางและขนาดใหญ่ ใช้โอเวอร์ไดร์ฟเพื่อช่วยรักษาความเร็วให้สูงขึ้นและยังช่วยให้ประหยัดเชื้อเพลิงได้ดีขึ้นด้วย

ในที่สุด รถยนต์ใช้เกียร์ถอยหลังเพื่อขับถอยหลัง ในเกียร์ถอย เกียร์ขนาดเล็กอันหนึ่งจะเข้าร่วมกับเฟืองดาวเคราะห์ที่ใหญ่กว่า แทนที่จะเข้าเกียร์กันเมื่อเดินหน้า

กระปุกเกียร์ใช้คลัตช์และสายรัดอย่างไร

นอกจากนี้ เกียร์อัตโนมัติยังใช้คลัตช์และสายพานเพื่อช่วยให้เข้าถึงอัตราทดเกียร์ต่างๆ ที่จำเป็น รวมถึงโอเวอร์ไดรฟ์ด้วย คลัตช์จะทำงานเมื่อชิ้นส่วนของเฟืองของดาวเคราะห์เชื่อมต่อกัน และสายรัดช่วยให้เฟืองอยู่กับที่เพื่อไม่ให้หมุนโดยไม่จำเป็น สายรัดที่ขับเคลื่อนด้วยลูกสูบไฮดรอลิกภายในชุดเกียร์ ยึดชิ้นส่วนของชุดเกียร์ กระบอกไฮดรอลิกและลูกสูบยังสั่งงานคลัตช์ บังคับให้เข้าเกียร์ที่จำเป็นสำหรับอัตราทดเกียร์และความเร็วที่กำหนด

แผ่นคลัตช์อยู่ภายในดรัมคลัตช์ในระบบส่งกำลังและสลับกับแผ่นเหล็กระหว่างนั้น แผ่นคลัตช์ในรูปแบบของแผ่นกัดเป็นแผ่นเหล็กเนื่องจากใช้สารเคลือบพิเศษ แทนที่จะทำให้จานเสียหาย จานจะค่อยๆ บีบอัด แล้วใช้แรงที่ส่งไปยังล้อขับเคลื่อนของรถอย่างช้าๆ

แผ่นคลัตช์และแผ่นเหล็กเป็นพื้นที่ทั่วไปที่เกิดการลื่นไถล ในที่สุด การลื่นไถลนี้ทำให้เศษโลหะเข้าไปในส่วนที่เหลือของการส่งสัญญาณและทำให้การส่งสัญญาณล้มเหลวในที่สุด ช่างจะตรวจสอบระบบเกียร์หากรถมีปัญหาเกี่ยวกับการลื่นไถลของเกียร์

ปั๊มไฮดรอลิก วาล์ว และเรกูเลเตอร์

แต่พลัง "ที่แท้จริง" มาจากไหนในเกียร์อัตโนมัติ? พลังที่แท้จริงอยู่ในระบบไฮดรอลิกส์ที่ติดตั้งในเรือนเกียร์ รวมถึงปั๊ม วาล์วต่างๆ และเรกูเลเตอร์ ปั๊มจะดูดน้ำมันเกียร์จากบ่อที่อยู่ด้านล่างของเกียร์และส่งไปยังระบบไฮดรอลิกเพื่อสั่งงานคลัตช์และสายรัดที่อยู่ในนั้น นอกจากนี้เฟืองด้านในของปั๊มยังเชื่อมต่อกับปลอกด้านนอกของทอร์กคอนเวอร์เตอร์ สิ่งนี้ทำให้สามารถหมุนด้วยความเร็วเท่ากับเครื่องยนต์ของรถ เฟืองตัวนอกของปั๊มหมุนตามเฟืองตัวใน ทำให้ปั๊มดูดของเหลวจากบ่อด้านหนึ่งและป้อนไปยังระบบไฮดรอลิกที่อีกด้านหนึ่ง

ผู้ว่าปรับเกียร์โดยบอกความเร็วของรถ เรกูเลเตอร์ซึ่งประกอบด้วยวาล์วสปริงจะเปิดมากขึ้นเมื่อรถเคลื่อนที่เร็วขึ้น สิ่งนี้ทำให้ระบบส่งกำลังไฮดรอลิกสามารถส่งผ่านของไหลได้มากขึ้นด้วยความเร็วที่สูงขึ้น เกียร์อัตโนมัติใช้อุปกรณ์หนึ่งในสองประเภท ได้แก่ วาล์วแบบแมนนวลหรือโมดูเลเตอร์แบบสุญญากาศ เพื่อกำหนดว่าเครื่องยนต์ทำงานหนักเพียงใด เพิ่มแรงดันตามความจำเป็น และปิดการทำงานของเกียร์บางอย่างขึ้นอยู่กับอัตราทดที่ใช้

ด้วยการบำรุงรักษาระบบส่งกำลังอย่างเหมาะสม เจ้าของรถสามารถคาดหวังได้ว่าเกียร์จะมีอายุการใช้งานยาวนาน เป็นระบบที่แข็งแกร่งมาก เกียร์อัตโนมัติใช้ชิ้นส่วนต่างๆ มากมาย รวมถึงทอร์กคอนเวอร์เตอร์ เฟืองดาวเคราะห์ และดรัมคลัตช์ เพื่อส่งกำลังไปยังล้อขับเคลื่อนของรถ โดยรักษาความเร็วไว้ที่ความเร็วที่ต้องการ

หากคุณมีปัญหากับเกียร์อัตโนมัติ ให้ช่างช่วยรักษาระดับน้ำมัน ตรวจสอบความเสียหาย และซ่อมแซมหรือเปลี่ยนใหม่หากจำเป็น

ปัญหาทั่วไปและอาการของปัญหาเกียร์อัตโนมัติ

ปัญหาทั่วไปบางประการที่เกี่ยวข้องกับการส่งสัญญาณผิดพลาด ได้แก่ :

• ขาดการตอบสนองหรือลังเลเมื่อเปลี่ยนเกียร์ สิ่งนี้มักจะบ่งบอกถึงการลื่นไถลภายในกระปุกเกียร์
• กระปุกเกียร์ส่งเสียงดังแปลก ๆ เสียงกราวและเสียงฮัม ให้ช่างตรวจสอบรถของคุณเมื่อมีเสียงดังเหล่านี้เพื่อพิจารณาว่าปัญหาคืออะไร
• การรั่วไหลของของเหลวบ่งชี้ถึงปัญหาที่ร้ายแรงกว่า และช่างควรแก้ไขปัญหาโดยเร็วที่สุด น้ำมันเกียร์ไม่เผาไหม้เหมือนน้ำมันเครื่อง การให้ช่างตรวจสอบระดับของเหลวเป็นประจำสามารถช่วยแก้ไขปัญหาที่อาจเกิดขึ้นก่อนที่จะเกิดขึ้น
• กลิ่นไหม้ โดยเฉพาะจากบริเวณเกียร์ อาจบ่งบอกถึงระดับของเหลวที่ต่ำมาก น้ำมันเกียร์ช่วยปกป้องเกียร์และชิ้นส่วนเกียร์จากความร้อนสูงเกินไป
• ไฟตรวจสอบเครื่องยนต์อาจบ่งบอกถึงปัญหาเกี่ยวกับเกียร์อัตโนมัติ ให้ช่างทำการวินิจฉัยเพื่อค้นหาปัญหาที่แท้จริง