Τα περισσότερα σύγχρονα αυτόματα κιβώτια ταχυτήτων έχουν ένα σύνολο γραναζιών που ονομάζονται πλανητικός ή επικυκλικός ταχυτήτων.
Ένα σετ πλανητικών εργαλείων αποτελείται από ένα κεντρικό γρανάζι που ονομάζεται ηλιακό γρανάζι , έναν εξωτερικό δακτύλιο με εσωτερικά δόντια του γραναζιού (επίσης γνωστό ως δακτύλιος ή δακτυλιοειδές γρανάζι) και δύο ή τρία γρανάζια γνωστά ως πλανητικά γρανάζια που περιστρέφονται μεταξύ του ήλιου και του δακτυλίου .
Το σύστημα μετάδοσης κίνησης συνδέεται με έναν μηχανισμό γνωστό ως μετατροπέας ροπής, ο οποίος λειτουργεί ως κίνηση υγρού μεταξύ του κινητήρα και του κιβωτίου ταχυτήτων.
Εάν το γρανάζι του ήλιου είναι κλειδωμένο και οι πλανήτες οδηγούνται από τον φορέα του πλανήτη , η έξοδος λαμβάνεται από το γρανάζι, επιτυγχάνοντας αύξηση της ταχύτητας.
Εάν το γρανάζι του δακτυλίου είναι κλειδωμένο και το γρανάζι του ήλιου κινείται, τα πλανητικά γρανάζια μεταδίδουν την κίνηση μέσω του φορέα του πλανήτη και η ταχύτητα μειώνεται.
Με την είσοδο ισχύος να πηγαίνει στο γρανάζι του ήλιου και με τον φορέα πλανητών κλειδωμένο, το γρανάζι κινείται, αλλά εκπέμπει την κίνηση αντίστροφα.
Για να επιτευχθεί άμεση μετάδοση κίνησης χωρίς αλλαγή ταχύτητας ή κατεύθυνσης περιστροφής, ο ήλιος κλειδώνει στο γρανάζι και ολόκληρη η μονάδα περιστρέφεται ως μία.
Πώς λειτουργεί ένας μετατροπέας ροπής
Στις υψηλές στροφές ο αντιδραστήρας αρχίζει να περιστρέφεται. Όταν ο στρόβιλος, η πτερωτή και ο αντιδραστήρας λειτουργούν με την ίδια ταχύτητα, το λάδι δεν εκτρέπεται.
Στις χαμηλές στροφές ο αντιδραστήρας είναι ακίνητος και εκτρέπει το λάδι πίσω στην πτερωτή. Αυτό αυξάνει τη ροπή που εφαρμόζεται στον στρόβιλο.
Ένας μετατροπέας ροπής είναι ένας σύνδεσμος υγρού που λειτουργεί σαν συμπλέκτης, εκτός από το ότι η κίνηση γίνεται με υδραυλική πίεση.
Ο μετατροπέας έχει τρία κύρια εξαρτήματα - την πτερωτή, βιδωμένη στον σφόνδυλο. τον στρόβιλο, συνδεδεμένο με τον άξονα εισόδου του κιβωτίου ταχυτήτων. και τον κεντρικό αντιδραστήρα μεταξύ των δύο, ο οποίος έχει έναν μονόδρομο συμπλέκτη που ονομάζεται ελεύθερος τροχός.
Καθώς οι στροφές του κινητήρα αυξάνονται, η φυγόκεντρος δύναμη που ασκείται στο υδραυλικό υγρό μέσω των πτερυγίων της φτερωτής μεταδίδει τη ροπή, ή την προσπάθεια στροφής, στον στρόβιλο.
Ο κεντρικός αντιδραστήρας μετατρέπει αυτήν την προσπάθεια στροφής ανακατευθύνοντας τη ροή του ρευστού πίσω στην πτερωτή για να δώσει υψηλότερη ροπή σε χαμηλές ταχύτητες.
Μόλις ο κινητήρας επιταχύνει και αναπτύξει περισσότερη ισχύ, η ανάγκη για αυτή την ενίσχυση της ροπής μειώνεται και ο αντιδραστήρας κινείται ελεύθερα. Ο μετατροπέας ροπής στη συνέχεια λειτουργεί ως ρευστός σφόνδυλος, συνδέοντας τον κινητήρα με το κιβώτιο ταχυτήτων.
Τα κύρια στοιχεία ενός μετατροπέα ροπής φαίνονται στο διάγραμμα - η πτερωτή, ο αντιδραστήρας (ή ο στάτορας) και ο στρόβιλος.
Τα μικρότερα διαγράμματα δείχνουν την κατεύθυνση που παίρνει το υδραυλικό υγρό υπό φυγόκεντρες δυνάμεις.
Το ίδιο αποτέλεσμα μπορεί επίσης να επιτευχθεί με το κλείδωμα των γραναζιών του πλανήτη στον φορέα του πλανήτη.
Τα περισσότερα αυτόματα κιβώτια ταχυτήτων έχουν τρεις ταχύτητες προς τα εμπρός και χρησιμοποιούν δύο σετ επικυκλικών γραναζιών.
Οι ακολουθίες ασφάλισης του επικυκλικού γραναζιού επιτυγχάνονται με υδραυλική πίεση λειτουργίας ταινιών φρένων ή συμπλέκτες πολλαπλών δίσκων.
Οι λωρίδες σφίγγονται γύρω από το γρανάζι για να αποφευχθεί η περιστροφή του και οι συμπλέκτες χρησιμοποιούνται για να κλειδώνουν το γρανάζι και τους πλανήτες.
Η σωστή σειρά συσσώρευσης πίεσης και απελευθέρωσης ελέγχεται από μια σύνθετη διάταξη υδραυλικών βαλβίδων σε συνδυασμό με αισθητήρες που ανταποκρίνονται στο φορτίο του κινητήρα, στην ταχύτητα του δρόμου και στο άνοιγμα του γκαζιού.
Ένας μηχανισμός που συνδέεται με το γκάζι - γνωστός ως kickdown - χρησιμοποιείται για να πραγματοποιήσει μια αλλαγή προς τα κάτω για γρήγορη επιτάχυνση. Όταν πατάτε ξαφνικά το γκάζι σε πλήρη έκταση, επιλέγεται σχεδόν αμέσως μια χαμηλότερη ταχύτητα.
Τα περισσότερα αυτόματα κιβώτια ταχυτήτων διαθέτουν σύστημα παράκαμψης έτσι ώστε ο οδηγός να μπορεί να κρατά χαμηλή ταχύτητα όπως απαιτείται.
