Устройство кпп автомат: устройство и принцип работы классического автомата

Содержание

принцип работы для чайников, устройство, как работает

Автоматическая коробка переключения передач (АКПП, коробка-автомат или «автомат») — устройство, которое принимает, преобразовывает, передает и изменяет направление крутящего момента. Вместо механической коробки передач автолюбители покупают авто с вариатором, роботизированной или классической АКПП. Каждому виду присущи свои преимущества и недостатки. Что же выбрать, и чем автомат лучше механики?

Что такое АКПП?

Коробка-автомат относится к механизмам, которые входят в состав трансмиссии и работают автоматически. Она облегчает управление автомобилем, тем самым снижает нагрузку на водителя во время движения. В отличие от ручной коробки передач она самостоятельно переключает скорости и не нуждается в постоянном использовании переключающего рычага.

АКПП появилась в результате трех независимых друг от друга разработок. Изготовление планетарных механических КП, полуавтоматических КП и внедрение гидравлики в трансмиссию привело к рождению прототипа современной коробки-автомат. Первая АКПП была гидромеханической, затем появился ее роботизированный аналог и бесступенчатый вариатор.

Устройство и характеристики механизма

Чтобы понять, какое у автоматической коробки передач устройство и принцип работы, нужно рассматривать ее типовой вариант. Конструкция классической АКПП:

гидротрансформатор;
планетарный ряд;
система управления и контроля.

Гидротрансформатор передает крутящий момент от двигателя к валу. Функционально он соответствует сцеплению МКПП, но в отличие от него работает самостоятельно, а не под контролем человека. Гидротрансформатор находится между двигателем и коробкой передач. Во время работы он вращается на высокой скорости и выдерживает огромные нагрузки. Кроме передачи крутящего момента, этот узел снижает вибрации двигателя и запускает масляный насос, который входит в коробку передач.

Планетарный ряд состоит из планетарного редуктора и нескольких механизмов, которые по принципу действия похожи на блок шестерен в МКПП. Крутящий момент от двигателя переходит на гидротрансформатор, который передает его на планетарные механизмы. Те, в свою очередь, за счет фрикционных дисков, дифференциала, муфты свободного хода и взаимодействия с главным редуктором передают полученное усилие на колеса. Передача крутящего момента через планетарные механизмы осуществляется через трансмиссионную жидкость.

Планетарные механизмы блокируются тормозной лентой, передним и задним фрикционами, которые входят в состав планетарного ряда. Тормозная лента отвечает за кратковременную блокировку планетарных механизмов и перераспределение крутящего момента. От ее исправности зависит плавность хода автомобиля. Когда тормозная лента не отрегулирована, то в момент включения первой или задней передачи автомобиль двигается рывками. Подобное движение сокращает срок службы трансмиссии и двигателя.

За работу всех механизмов АКПП отвечает система управления и контроля. В нее входят устройства, на которых возложен контроль механики коробки передач и головное управление узлом. К примеру, благодаря такой системе подается масло к механизмам коробки-автомат и обеспечиваются передаточные взаимосвязи между ее отдельными компонентами.

В устройство управления входит насос, маслосборник и клапанная коробка, выполняющая функции контроля и управления. За счет системы клапанов и плунжеров скорость автомобиля, нагрузка мотора и сила давления на педаль газа преобразуются в гидравлический сигнал. Когда фрикционные диски последовательно включаются и выключаются, эти сигналы автоматически изменяют передаточные отношения в АКПП.

Принцип работы

Трансмиссия и АКПП, как ее составляющая, работают по сложному механизму. Используйте объяснение об автоматической коробке передач и ее принципе работы для чайников, чтобы разобраться в работе механизма.

Принцип работы автоматической коробки передач можно условно разделить на несколько этапов:

Работающий двигатель передает крутящий момент на вал.
Через вал момент силы поступает на гидротрансформатор, связанный с АКПП.
С гидротрансформатора усилие направляется на механизмы планетарного ряда.

Блок управления передает на планетарные механизмы сигналы, основанные на проанализированной информации о работе автомобиля.
После этого планетарные механизмы включают нужную передачу и передают крутящий момент на колеса.

Обратите внимание! Механической коробке передач необходимо сцепление и непосредственное участие водителя, тогда как в коробке-автомат работа сцепления возложена на гидротрансформатор, а роль водителя на себя берут различные управляющие узлы АКПП.

Виды АКПП, их преимущества и недостатки

Под понятием АКПП подразумевают и классическую конструкцию, и электронный вариант, и вариатор. Каждому виду есть чем похвастаться перед аналогами.

Классическая автоматическая коробка передач

Под классикой подразумевают гидротрансформаторную коробку-автомат, конструкция которой была рассмотрена выше.

Преимущества и недостатки классической АКПП:

Плюсы	Минусы
Плавный ход без рывков	Низкое КПД и увеличенный расход топлива по сравнению с механикой и автоматическими аналогами
Предохраняет двигатель от перегрузок	Большой объем масла
Надежна и проста в обращении, не требует от водителя специфических навыков	Низкая динамика, из-за которой возникают ощутимые паузы между переключением скоростей
К ней проще подобрать запасные части	Плохо переносит сильные морозы. В холодную погоду не нужно резко стартовать и раскручивать двигатель
Подходит для водителей-новичков и автовладельцев, которые неуверенно себя чувствуют на дорогах с оживленным трафиком

Роботизированная

Коробка-робот стала недорогой альтернативой классической АКПП. Она может работать в ручном и автоматическом режиме. По принципу действия похожа на механику. Но в отличие от МКПП за выжимку сцепления и переключение скоростей отвечает электронное устройство.

Преимущества и недостатки роботизированной АКПП:

Плюсы	Минусы
Понятная и более надежная конструкция, чем у коробки-автомат и вариатора	Ощутимые паузы между переходами с одной скорости на другую. Особенно это заметно при переключении с низшего ряда на высшей и наоборот
Недорога в обслуживании	Набор скорости с ощутимыми провалами
Проста в ремонте	Трудно трогаться под горку
Наличие ручного переключения передач	Нарушение правил эксплуатации приводит сцепление в негодность за короткий срок

Вариатор

Вариатор — бесступенчатая трансмиссия, которая составила достойную конкуренцию классической АКПП.

Преимущества и недостатки вариатора:

Плюсы	Минусы
Экономичен в расходе топлива	Непригоден для езды по бездорожью, потому что перегревается в сложных условиях эксплуатации
Предельно возможная динамика разгона	Дорогостоящий ремонт и обслуживание
Плавно переключает скорости даже при разгоне или в момент торможения
Безопасен на гололеде
Предохраняет мотор от нагрузок

Разница между коробкой-автомат у переднеприводных и заднеприводных автомобилей

Автомобили с передними ведущими колесами оснащены более компактной коробкой-автомат. Внутри корпуса находится отделение для дифференциала (главной передачи).

Инструкция по использованию автоматической коробки передач

Основные правила безопасной эксплуатации:

Ознакомиться с режимами АКПП.
Аккуратно и выдержано переключать передачи.
Вместо режима «нейтраль» использовать в начале езды режим «драйв», а в конце — «паркинг».
Лучше не использовать автомобиль АКПП в качестве буксира для прицепов, сломанных авто.

Главное — своевременное обслуживание и замена масла. За техническим состоянием коробки-автомат должен следить каждый владелец авто.

Что категорически запрещается делать?

Следуйте правилам эксплуатации и никогда не допускайте пробуксовки колес, не заводите авто с разгона и не транспортируйте его «на привязи».

Обслуживание и ремонт АКПП

Обслуживание АКПП заключается в проверке режимов переключения передач, регулярной замене масла и масляного фильтра. Чтобы коробка-автомат могла исправно работать, меняйте масло каждые 30000-40000 км. Используйте качественное масло подходящего сорта.

Коробка-автомат — сложный механизм, который продолжает находить сторонников и противников. Зная принцип работы и конструктивные особенности АКПП, водителям будет проще управлять автомобилем и избегать ее преждевременных поломок.

виды, устройство и принцип действия коробки автомата

Автоматические коробки переключения передач (АКПП) становятся все более популярными в нашей стране, доля автомобилей с АКПП растет быстрыми темпами. Автоматические коробки передач передают вращающий момент от двигателя к колесам автомобиля, автоматически увеличивая или уменьшая передаточное число, подстраиваясь под оптимальные режима работа двигателя. Коробка автомат классического типа состоит из гидротрансформатора и ряда планетарных передач. Коробка автомат, плавно переключая передачи, обеспечивает автомобилю плавный ход и превращает управление машиной в удовольствие.

В своей статье мы рассмотрим устройство и принципом работы автоматической коробки передач, перечислим основные видами коробок автоматов, познакомимся с режимами работы, проанализируем достоинства и недостатки АКПП.

Содержание

Что такое АКПП

Автоматическая коробка передач (АКПП) — это коробка передач, которая самостоятельно определяет наиболее подходящее передаточное отношение в зависимости от текущего скоростного режима. Автоматическая коробка без участия водителя сама выбирает и переключает нужное передаточное отношение, подстраивается под заданную водителем скорость, обеспечивает плавное начало движения и плавный ход автомобиля. АКПП снимает с водителя львиную долю нагрузки во время движения по сравнению с классической механической коробкой передач.

Поскольку сейчас существуют разные варианты автоматических коробок (роботы и вариаторы), то, чтобы не путаться, АКПП еще называют: классический автомат, гидроавтомат, гидромеханическая трансмиссия, планетарный автомат.

История создания автоматической коробки

Идея создания автоматической коробки принадлежит немецкому инженеру Герману Феттингеру, разработавшему первый гидротрансформатор в 1902 году, и поначалу такая трансмиссия применялась только для строительства судов.

Первый автомобиль, оснащенный планетарным автоматом, был американский Ford T. После выхода этого автомобиля наиболее активную роль в разработке автоматов сыграла компания General Motors, которой удалось выпустить полуавтоматическую трансмиссию в середине 1930-х годов. Та же GM в 1940 году создала первую совершенно автоматическую коробку передач

Устройство автоматической коробки передач

Автоматическая коробка передач имеет сложное строение и сам механизм, посредством которого обеспечивается переключение передач, сложен. Суть этого процесса сводится к включению и выключению муфт и тормозов посредством давления рабочей жидкости.

Есть несколько видов АКПП, которые имеют некоторые различия в конструкции, но основные элементы у них одинаковые.

Гидравлический трансформатор (гидротрансформатор). Представляет собой металлический корпус, который заполнен специальной рабочей ATF-жидкостью (маслом). Его основная задача — передавать вращение от мотора к коробке переключения передач. По факту — это аналог сцепления в механической КПП. Состоит из насосного, турбинного и реакторного колес, блокировочной муфты и муфты свободного хода. Колеса имеют лопасти с отверстиями для циркуляции рабочей жидкости. Муфта свободного хода нужна, чтобы реакторное колесо могло вращаться в обратную сторону. Блокировочная муфта позволяет заблокировать гидротрансформатор при определенных режимах работы автомобиля.
Планетарный механизм. Это редуктор, который переключает скорости в результате изменения передаточного числа на шестеренках. Состоит из: планетарных рядов (солнечная шестерня, сателлиты, коронная шестерня, водило), валов, барабанов с фрикционными муфтами, обгонной муфты и ленточного тормоза. Блокировка одного из элементов планетарного ряда приводит к передаче вращения и изменения крутящего момента. Планетарный ряд может блокироваться ленточным тормозом, обгонной муфтой и фрикционными муфтами. Планетарный механизм выполняет функции блока шестерней в механической коробке.
Гидросистема. Состоит из масляной помпы, фильтра, толкателей, гидрораспределителя. Рабочая жидкость создает рабочее давление в коробке и защищает внутренние элементы от перегрева и коррозии.

Электронный блок управления. Собирает входящую информацию от педалей, систем АБС и ЕСП, датчиков, ручки АКПП и других систем, обрабатывает ее. После чего формирует сигналы, которые отправляются на исполнительные клапаны гидроблока. Блок управления регулирует работу фрикционных муфт и направляет потоки рабочей жидкости в ту или иную муфту, что ведет к переключению скорости. То есть блок управления — буквально «мозг» АКПП, он производит управление коробкой передач. Поломка блока управления ведет к переключению работы автомата в аварийный режим.

Сравнение АКПП с механической коробкой

В современном мире «механика» медленно, но верно сдает позиции более прогрессивному собрату — АКПП. Автоматические коробки обеспечивают более плавную и экономную работу двигателя и плавный ход машины.

От водителя не требуется постоянно следить за скоростью и оборотами двигателя, чтобы вовремя включать нужную передачу. За него все сделает «автомат», что особенно удобно при езде по городу, и крайне удобно если вы находитесь в «пробке».

Водителю не нужно львиную долю своего внимания уделять управлению машиной. Хотя есть водители, которым нравится механическая коробка, позволяющая получать удовольствие от непрерывного физического процесса управления машиной и полного контроля езды.

Плюсы и минусы АКПП

У автоматической коробки передач есть свои достоинства и недостатки, которые необходимо знать, прежде чем купить машину с автоматом или пересесть с «механики» на «автомат».

Плюсы АКПП

Простота и удобство управления, так как не нужно вручную переключать скорости. Водитель только управляет рулем и нажимает на газ и тормоз.
Отсутствует третья педаль — сцепления.
На машине с автоматом проще трогаться с места.
Плавное переключение передач и высокий коэффициент полезного действия.
Высокая надежность современных АКПП.
Невозможность «сжечь» сцепление и отсутствие необходимости в периодической замене сцепления.

Минусы АКПП

Механические коробки более экономичны, по сравнению с автоматами. Автомобиль с АКПП расходует больше топлива примерно на 10-15%. Хотя постепенное усовершенствование автоматов ведет к уменьшению этого показателя.
Автоматические коробки передач обходятся значительно дороже механических в обслуживании и ремонте. Если автомат выйдет из строя и его нужно будет полностью менять, это будет стоить солидную сумму (до трети стоимости подержанного автомобиля).
Невозможность быстрого разгона и резкого набора скорости, что особенно чувствуется при совершении обгона на ограниченном расстоянии или плотном встречном потоке машин, то есть когда нужно очень быстро совершить обгон. Эта проблема частично решается включением спортивного режима.
Автомат ограничивает индивидуальность вождения в отличие от автомобилей с механикой, где водитель полностью контролирует езду.
Невозможность завести машину с «толкача».
Автомат может быстро выйти из строя при неправильной эксплуатации.
Автомобиль с автоматической коробкой имеет ограничения при буксировке, и эти нюансы нужно знать, прежде чем буксировать другой автомобиль или прицеп.

Типы АКПП

Сейчас существует три типа автоматических коробок переключения передач:

классическая АКПП. Когда говорят АКПП, то имеют ввиду именно этот тип коробок, и в этой статье мы касаемся именно этого типа. Они устанавливаются на большинстве современных легковых и грузовых автомобилей, хотя другие два типа постепенно увеличивают свое присутствие на авторынке.
Робот (роботизированная коробка передач). Представляет собой один из вариантов автоматической коробки. Главная его особенность — наличие сцепления, которое обеспечивает быстрое переключение передач без потери мощности мотора. В роботе имеются входные и выходные валы, которые объединяются при помощи зубчатых колес, что приводит к переключение скорости, управляются они синхронизатором. Роботизированная коробка обычно управляется специальным электронным блоком управления, но может также управляться водителем.
Вариатор не имеет фиксированных передач, поэтому переключение скорости происходит очень плавно. Переключение скоростного режима осуществляется за счет конусообразных шкивов на входе и выходе коробки. Ременное соединение обеспечивает перемещение узлов. Планетарная передача отвечает за движение задним ходом. Вариатор имеет самую большую экономичность из всех автоматических коробок.

Принцип работы АКПП

При запуске двигателя происходит активация работы автоматической коробки за счет включения масляного насоса, который создает рабочее давление внутри коробки. После этого запускается гидравлический трансформатор, который раскручивается до скорости коленчатого вала.

При нажатии на педаль газа и переключении ручки управления автоматом, масло устремляется к турбине, которая начинает вращаться. Работа радиатора АКПП предотвращает перегрев масла коробки. Блок управления собирает всю поступающую информацию от степени нажатия на педаль газа и различных датчиков автомобиля, обрабатывает ее и посылает сигнал в гидравлический блок, где путем перемещений муфт и тормозов происходит изменение передаточного отношения, наиболее оптимального в данных конкретных условиях.

Масло, заполняющее внутреннюю полость автоматической коробки, имеет важнейшее значение для ее эффективной работы. За уровнем масла нужно следить, чтобы его не было слишком много или мало. Рабочее давление масла составляет 2,5-4,5 бар.

Рабочая температура масла равняется 80ºС, поэтому перед началом движения машину следует немного прогреть, что особенно важно в зимний период, чтобы избежать повреждения пластиковых элементов коробки.

Охлаждение масла чаще всего происходит за счет жидкостного радиатора, реже — воздушного. Автоматическая коробка передач в незаправленном виде и без гидротрансформатора весит в среднем около 70-80 кг. После заправки общий ее вес может достигать 110 кг.

Ресурс АКПП

Точного значения срока службы автоматической коробки нет. Это будет зависеть от правильной эксплуатации автомобиля с АКПП, своевременного обслуживания коробки: замены масла и масляного фильтра, использования оригинальных запчастей и масла. Некоторые модели коробок-автоматов рассчитаны на 100-150 тысяч пробега, современные модели автомобилей оснащаются коробками-автоматами, рассчитанными на 500 тысяч км и более, и при этом не нуждаются в замене масла.

Прочитать подробнее о замене масла в автоматических коробках переключения передач вы можете в нашей статье: Замена масла в АКПП

Режимы работы автоматической коробки передач

Если вы ни разу не ездили на автомобиле с автоматической коробкой, нужно сначала узнать, какие есть режимы работы у коробки, как они обозначаются на панели и как ими пользоваться. Неправильное управление может привести к поломке коробки и дорогостоящему ремонту.

Все управление коробкой передач осуществляется через ручку, ее определенное положение включает определенный режим работы. На разных моделях АКПП количество режимов может быть разным.

Основные режимы работы АКПП

P — Parking (парковка). Является аналогом ручника на «механике». Этот режим включается, когда машина стоит на парковке. При таком положении ручки передние ведущие колеса блокируются не прижатием тормозных колодок, блокировкой выходного вала трансмиссии.
N — Neutral (нейтральное положение). Колеса и вал не заблокированы, но и не связаны с двигателем. В таком положении машина может двигаться накатом. Если оставить автомобиль на стоянке в таком положении, то машина может покатиться под уклон, поэтому нельзя оставлять машину на парковку при таком режиме. Это положение используется при буксировке автомобиля.
R — Reverse (задняя скорость). Включает движение задним ходом. Для того, чтобы тронуться задним ходом надо нажать на педаль тормоза, перевести селектор в положение «R», отпустить тормоз, нажать газ.
D или A— Drive или Automat (основной режим движения). Используется во время езды в режиме автоматического переключения скоростей.
L или B или цифра 1 — Low (режим пониженной передачи). Аналог первой передачи на «механике», который предполагает езду на пониженной скорости. На некоторых моделях режим B включает блокировку дифференциала.
M — Manual (режим ручного переключения скоростей). Используется когда водителю требуется самому включать нужную передачу. Работает по аналогии с механической коробкой, только в более упрощенном варианте. Управление коробкой передач при этом режиме происходит за счет специальных кнопок «+» и «–» (подрулевых лепестков).
S или PWR — Sport или Power (спортивный режим). При этом режиме переключение передач происходит при высоких оборотах двигателя без потери скорости. Подразумевает возможность быстрого разгона и набора скорости, например при обгоне. Также используется для активной езды на максимальных оборотах двигателя.
O/D — OverDrive. Овердрайв — это повышенная передача, этот режим представляет собой аналог пятой передачи в механической коробке. Режим овердрайв используется при езде за городом с ровной скоростью свыше 50 км/ч, при езде на высокой скорости. Он экономит расход топлива.
D3 или O/D OFF — отключение овердрайва.
W или S или цифра 2 — Winter или Snow (зимняя езда). Подразумевает трогание с места и езду не выше второй скорости. Используется в зимний период при плохих дорожных условиях.
«3» – режим движения не выше третьей передачи.
E — Economic (экономичный режим).
Shift lock — кнопка разблокирования селектора коробки при заглушенном моторе. АКПП автоматически блокируется когда выключен двигатель. То есть, чтобы перевести селектор в положение Drive из положения Parking, нужно сначала завести мотор, при заглушенном моторе сделать этого не получится. Но если нажать кнопку Shift lock, то можно будет перевести селектор в любое положение. При нормальной работе АКПП эту кнопку лучше не использовать, она предназначена для механиков, которые ремонтируют автоматические коробки.
Kick-down — «пинок вниз». Нечто вроде пониженной передачи на «механики». Нажатие этой кнопки позволяет резко набрать высокую скорость путем переключения на пониженную передачу. Кнопка находится под педалью газа. При резком нажатии на газ до упора происходит включение kickdown.

Запуск двигателя с АКПП

В машинах с АКПП есть только две педали для правой ноги водителя: газ и тормоз, сцепления здесь нет. Во время запуска двигателя газ не нажимается, но в большинстве машин нужно нажимать педаль тормоза, иначе автомобиль не заведется.

Автомобили с АКПП имеют встроенную блокировку начала движение при неправильном положении ручки селектора. Автомобиль с автоматической коробкой можно завести только если рычаг коробки находится в положении «P» — стоянка или «N» — нейтралка. Во всех других положениях рычага машину завести не получится.

Эта функция особенно полезна для начинающих водителей, которые могут забыть перевести рычаг в нужное положение и машина при запуске зажигания дернется вперед или назад и во что-нибудь врежется.

Большинство автопроизводителей рекомендуют всегда оставлять машину на стоянке в режиме «P» и трогаться только с этого положения.

Опытные водители советуют всегда нажимать тормоз при запуске двигателя: это убережет от движения машины на нейтральной передаче в положении «N». Также без нажатия на тормоз не получится перевести селектор в положение «D» — начало движения и «R» — задний ход.

Есть небольшие различия в том, как заводить автомобиль с автоматической коробкой с бензиновым и дизельным двигателем.

Запуск бензинового двигателя

Вставить ключ в замок зажигания.
Селектор должен стоять в положении «Парковка».
Нажать на педаль тормоза.
Повернуть ключ зажигания не отпуская педаль тормоза.
Дать некоторое время прогреться двигателю и коробке передач (особенно в зимнее время), чтобы масло стало более текучим. Прогрев занимает около 5 минут, или нужно дождаться прогрева масла до 70ºС, если такая информация выводится на монитор.
Ручку селектора надо провести по всем положениям, чтобы масло распределилось равномерно во всем узлам коробки.
Отпустить педаль тормоза и перевести селектор в положение Drive, машина начнет движение.

Запуск дизельного двигателя

Автомобили с дизельным двигателем оснащены свечами накала, и перед началом движения их надо прогреть.

Вставить ключ в замок зажигания.
Селектор должен стоять в положении «Парковка».
Подождать некоторое время пока на мониторе не погаснет индикатор работы свечей накала. Если на улице ниже 20ºС, то рекомендуется повторить прогрев свечей еще 1-2 раза.
Нажать на педаль тормоза.
Повернуть ключ зажигания не отпуская педаль тормоза.
Теперь также как и с бензиновым двигателем надо дать мотору прогреться и пройтись ручкой селектора по всем положениям для распределения масла.
Отпустить педаль тормоза, перевести селектор в положение Drive, машина тронется.

После поворота ключа в замке зажигания перед запуском стартера лучше подождать несколько секунд для запуска бензонасоса.

Езда на автомобиле с АКПП и остановка

После того, как вы завели двигатель, перевели ручку коробки передач в положение «D», отпустили педаль тормоза, машина начинает движение с маленькой скоростью около 5 км/ч. Нажимаем на педаль газа и машина ускоряется. Чем сильнее нажимать на педаль газа, тем быстрее будет ехать машина.

Чтобы сбросить скорость движения автомобиля нужно убрать ногу с педали газа, автомат включит пониженную передачу и скорость движения снизится. Для быстрого снижения скорости надо нажать на педаль тормоза.

Чтобы остановить автомобиль надо скинуть газ и нажать тормоз. Автомобиль остановится. Если вы планируете оставить машину на стоянке, то надо при нажатой педали тормоза перевести ручку селектора в положение — «P» (паркинг), и заглушить двигатель.

Если вы остановились на светофоре или стоите в пробке, то переводить ручку в положение «паркинг» не нужно. Она остается в положении «D». Для начала движения отпускаете тормоз и нажимаете газ.

Иногда для езды удобен режим «M» (ручной режим). Он включается во время движения в положении «D». Переключение скоростей происходит с помощью кнопок «+» и «-», расположенных на рычаге переключения передач. Этот режим используется во время езды по плохой грунтовой дороге на пониженной передаче внатяг, чтобы избежать пробуксовки. А также во время крутого подъема и крутого спуска.

Что нельзя делать с АКПП

Чтобы автоматическая коробка прослужила долго и не ломалась, нельзя делать некоторые вещи.

Заводить автомобиль с АКПП с «толкача». Такой запуск вдвое сократит жизнь автоматической коробки передач.
Нельзя ездить в положении ручки «P» (паркинг).
Использовать положение «N» (нейтралка) для спуска с горки. Особенно если включить этот режим прямо на ходу из положения «D». В таком случае машина может заглохнуть, отключается гидроусилитель руля и тормозов, машина становится практически неуправляемой.
Использовать положение «N» во время обычного движения.
Включать положение «R» (задний ход) до окончательной остановки машины.
Включать положение «D» (драйв) во время движения задним ходом до полной остановки машины.
Буксировать машину большего веса чем ваша.
Буксировать машину с АКПП на расстояние больше 40-50 км при скорости больше 50 км/ч. В буксируемой машине с заглушенным двигателем в автоматической коробке не создается нужного давления масла, поэтому все детали в ней вращаются без нужного количества смазки, что приводит к быстрому износу.

На первый взгляд автоматическая коробка передач представляется неким очень сложным механизмом, управлять которым и поддерживать в рабочем состоянии, очень трудно. На самом деле это не так. Для тех водителей, которые долгое время ездили на механике, период привыкания к автомату может быть немного тяжеловат. Но те, кто всегда ездил только на автомате, считают, что автомобиль с АКПП намного проще в управлении.

Компоненты трансмиссии | Mister Transmission

Вы когда-нибудь задумывались, что находится внутри современной автоматической коробки передач? В этой статье описываются и информируются о пакетах фрикционов, односторонних муфтах, гидротрансформаторах и многом другом.

Современная автоматическая трансмиссия состоит из многих компонентов и систем, которые предназначены для совместной работы в симфонии умных механических, гидравлических и электрических технологий, которые с годами превратились в то, что многие люди, склонные к механике, считают формой искусства. Мы пытаемся использовать простые, общие объяснения, где это возможно, для описания этих систем, но из-за сложности некоторых из этих компонентов вам, возможно, придется использовать некоторую умственную гимнастику, чтобы визуализировать их работу.

Основные компоненты, из которых состоит автоматическая коробка передач, включают:

Планетарные передачи, представляющие собой механические системы, обеспечивающие различные передаточные числа переднего и заднего хода.
Гидравлическая система, в которой используется специальная трансмиссионная жидкость, подаваемая под давлением масляным насосом через корпус клапана для управления муфтами и лентами, чтобы управлять наборами планетарных передач.
Уплотнения и прокладки используются для удержания масла там, где оно должно быть, и предотвращения его утечки.
Гидротрансформатор, который действует как сцепление, позволяя автомобилю останавливаться на передаче при работающем двигателе.
Регулятор и модулятор или трос дроссельной заслонки контролируют скорость и положение дроссельной заслонки, чтобы определить момент переключения.
Компьютер, который управляет точками переключения на новых автомобилях и управляет электрическими соленоидами для переключения потока масла на соответствующий компонент в нужный момент.

Планетарные передачи

Автоматические коробки передач содержат множество передач в различных комбинациях. В механической коробке передач шестерни скользят вдоль валов, когда вы перемещаете рычаг переключения передач из одного положения в другое, задействуя шестерни различных размеров по мере необходимости, чтобы обеспечить правильное передаточное число. Однако в автоматической коробке передач шестерни никогда физически не перемещаются и всегда включают одни и те же передачи. Это достигается за счет использования планетарных передач.

Базовая планетарная передача состоит из солнечной шестерни, зубчатого венца и двух или более планетарных шестерен, находящихся в постоянном зацеплении. Планетарные шестерни соединены друг с другом через общее водило, которое позволяет шестерням вращаться на валах, называемых «шестернями», которые прикреплены к водилу.

Одним из примеров использования этой системы является соединение зубчатого венца с входным валом, идущим от двигателя, соединение водила планетарной передачи с выходным валом и блокировка солнечной шестерни, чтобы она не могла двигаться. В этом сценарии, когда мы поворачиваем зубчатый венец, планеты будут «ходить» вдоль солнечной шестерни (которая удерживается неподвижно), заставляя водило планетарной передачи вращать выходной вал в том же направлении, что и входной вал, но с меньшей скоростью, вызывая понижающая передача (аналогично автомобилю на первой передаче).

Если мы разблокируем солнечную шестерню и соединим вместе любые два элемента, это заставит все три элемента вращаться с одинаковой скоростью, так что выходной вал будет вращаться с той же скоростью, что и входной вал. Это похоже на автомобиль, который находится на третьей или высшей передаче. Другой способ, которым мы можем использовать планетарную передачу, — это заблокировать водило планетарной передачи от движения, а затем подать мощность на зубчатый венец, который заставит солнечную шестерню вращаться в противоположном направлении, давая нам заднюю передачу.

На рисунке справа показано, как описанная выше простая система будет выглядеть в реальной трансмиссии. Первичный вал соединен с зубчатым венцом (темно-серый), Выходной вал соединен с водилом планетарной передачи (светло-серый), который также соединен с «многодисковым» пакетом сцепления. Солнечная шестерня соединена с барабаном (оранжевым), который также соединен с другой половиной пакета сцепления. Барабан снаружи окружен лентой (синего цвета), которую при необходимости можно затянуть вокруг барабана, чтобы предотвратить вращение барабана с прикрепленной солнечной шестерней.

В данном случае пакет фрикционов используется для блокировки водила планетарной передачи с солнечной шестерней, заставляя их вращаться с одинаковой скоростью. Если бы и пакет сцепления, и лента были отпущены, система была бы в нейтральном положении. Поворот входного вала повернет планетарные шестерни против солнечной шестерни, но поскольку солнечную шестерню ничто не удерживает, она просто будет вращаться свободно и не окажет никакого влияния на выходной вал. Чтобы перевести устройство на первую передачу, применяется лента, удерживающая солнечную шестерню от движения. Для переключения с первой на высшую передачу ремень освобождается и включается сцепление, в результате чего выходной вал вращается с той же скоростью, что и входной вал.

Возможны многие другие комбинации с использованием двух или более планетарных пар, соединенных различными способами для обеспечения различных скоростей переднего и заднего хода, используемых в современных автоматических коробках передач.

Некоторые из хитроумных механизмов переключения передач, встречающиеся в четырех-, а теперь пяти-, шести- и даже семиступенчатых автоматах, достаточно сложны, чтобы заставить технически проницательного человека закружиться в голове, пытаясь понять поток мощности через коробку передач при переключении с первой передачи через высшую передачу, в то время как автомобиль разгоняется до скорости шоссе. На более новых автомобилях бортовой компьютер отслеживает и контролирует эти переключения, так что они почти незаметны.

Пакеты сцепления

Пакет сцепления состоит из чередующихся дисков, которые устанавливаются внутри барабана сцепления. Половина дисков стальные и имеют шлицы, которые входят в канавки на внутренней стороне барабана. Другая половина имеет фрикционный материал, прикрепленный к их поверхности, и имеет шлицы на внутренней кромке, которые соответствуют канавкам на внешней поверхности соседней ступицы. Внутри барабана есть поршень, который активируется давлением масла в нужный момент, чтобы сжать пакет сцепления вместе, так что два компонента блокируются и вращаются как один.

Обгонная муфта

Обратная муфта (также известная как «кулачковая» муфта) — это устройство, позволяющее такому компоненту, как зубчатый венец, свободно вращаться в одном направлении, но не в другом. Этот эффект аналогичен эффекту велосипеда, когда педали будут вращать колесо при вращении педалей вперед, но будут свободно вращаться при вращении педалей назад.

Обычно муфта свободного хода используется на первой передаче, когда рычаг переключения передач находится в положении движения. Когда вы начинаете ускоряться с места, коробка передач включается на первой передаче. Но вы когда-нибудь замечали, что происходит, если вы отпускаете газ, пока он все еще находится на первой передаче? Автомобиль продолжает двигаться по инерции, как если бы вы были на нейтральной передаче. Теперь переключитесь на пониженную передачу, а не на драйв. Когда вы отпустите газ в этом случае, вы почувствуете, как двигатель замедляет вас, как в стандартной машине с переключением передач. Причина этого в том, что в режиме Drive используется одностороннее сцепление, тогда как в режиме Low используется пакет сцепления или лента.

Ленты

Лента представляет собой стальную ленту с фрикционным материалом, прикрепленным к внутренней поверхности. Один конец ленты закреплен на корпусе трансмиссии, а другой конец соединен с сервоприводом. В нужный момент гидравлическое масло под давлением подается в сервопривод, чтобы стянуть ленту вокруг барабана и остановить вращение барабана.

Преобразователь крутящего момента

В автоматических коробках передач преобразователь крутящего момента заменяет сцепление на автомобилях со стандартным переключением передач. Это необходимо для того, чтобы двигатель продолжал работать, когда автомобиль останавливается. Принцип работы преобразователя крутящего момента подобен подключенному к стене вентилятору и нагнетанию воздуха в другой вентилятор, не подключенный к сети. Если вы возьмете лопасть отключенного от сети вентилятора, вы сможете удержать его от вращения, но как только вы отпустите, он начнет ускоряться, пока не приблизится к скорости работающего вентилятора. Разница с гидротрансформатором заключается в том, что вместо воздуха он использует масло или трансмиссионную жидкость, если быть точнее.

Гидротрансформатор представляет собой большую гидравлическую муфту в форме пончика (диаметром от 10 до 15 дюймов), которая устанавливается между двигателем и коробкой передач. Он состоит из трех внутренних элементов, которые вместе передают мощность на трансмиссию. Три элемента гидротрансформатора — это насос, турбина и статор. Насос установлен непосредственно на корпусе гидротрансформатора, который, в свою очередь, привинчен непосредственно к коленчатому валу двигателя и вращается со скоростью двигателя. Турбина находится внутри корпуса и соединена непосредственно с входным валом трансмиссии, обеспечивающей мощность для движения транспортного средства. Статор крепится к односторонней муфте, так что он может свободно вращаться в одном направлении, но не в другом. На каждом из трех элементов установлены ребра, которые точно направляют поток масла через гидротрансформатор.

При работающем двигателе трансмиссионная жидкость втягивается в секцию насоса и выталкивается наружу под действием центробежной силы, пока не достигнет секции турбины, которая запускает ее вращение. Жидкость продолжает круговое движение обратно к центру турбины, где она входит в статор. Если турбина движется значительно медленнее, чем насос, жидкость соприкасается с передней частью ребер статора, которые вдавливают статор в одностороннюю муфту и предотвращают его вращение. Когда статор остановлен, жидкость направляется ребрами статора, чтобы снова войти в насос под «помогающим» углом, обеспечивая увеличение крутящего момента. Когда скорость турбины достигает скорости насоса, жидкость начинает ударяться о лопасти статора с обратной стороны, заставляя статор вращаться в том же направлении, что и насос и турбина. При увеличении скорости все три элемента начинают вращаться примерно с одинаковой скоростью.

С 80-х годов для повышения экономии топлива преобразователи крутящего момента оснащались муфтой блокировки (не показана), которая блокирует турбину и насос, когда скорость автомобиля достигает примерно 45–50 миль в час. Эта блокировка управляется компьютером и обычно не включается, если коробка передач не находится на 3-й или 4-й передаче.

Гидравлическая система

Гидравлическая система представляет собой сложный лабиринт каналов и труб, по которым трансмиссионная жидкость под давлением подается ко всем частям трансмиссии и гидротрансформатора. Диаграмма слева — простая схема 3-ступенчатого автомата 60-х годов. Более новые системы намного сложнее и сочетаются с компьютеризированными электрическими компонентами. Трансмиссионная жидкость служит ряду целей, в том числе: управление переключением передач, общая смазка и охлаждение трансмиссии. В отличие от двигателя, который использует масло в первую очередь для смазки, каждый аспект работы трансмиссии зависит от постоянной подачи жидкости под давлением. Это похоже на систему кровообращения человека (жидкость даже красная), где даже несколько минут работы при недостатке давления могут быть вредными или даже фатальными для жизни трансмиссии. Для поддержания нормальной рабочей температуры трансмиссии часть жидкости направляется по одной из двух стальных трубок в специальную камеру, погруженную в антифриз в радиаторе. Жидкость, проходящая через эту камеру, охлаждается и затем возвращается в трансмиссию через другую стальную трубу. В типичной трансмиссии между трансмиссией, гидротрансформатором и бачком охладителя находится в среднем десять литров жидкости. Фактически, большинство компонентов трансмиссии постоянно смазываются жидкостью, включая пакеты сцепления и ленты. Поверхности трения на этих деталях предназначены для правильной работы только тогда, когда они покрыты маслом.

Масляный насос

Масляный насос коробки передач (не путать с насосным элементом внутри гидротрансформатора) отвечает за создание всего давления масла, необходимого в коробке передач. Масляный насос установлен в передней части картера коробки передач и напрямую соединен со ступицей корпуса гидротрансформатора. Поскольку корпус гидротрансформатора напрямую соединен с коленчатым валом двигателя, насос будет создавать давление всякий раз, когда двигатель работает, пока имеется достаточное количество трансмиссионной жидкости. Масло поступает в насос через фильтр, расположенный в нижней части масляного поддона коробки передач, и проходит по всасывающей трубке непосредственно к масляному насосу. Затем масло под давлением направляется к регулятору давления, корпусу клапана и остальным компонентам по мере необходимости.

Блок клапанов

Блок клапанов является центром управления автоматической коробкой передач.

Корпус клапана содержит множество каналов и проходов, которые направляют гидравлическую жидкость к многочисленным клапанам, которые затем активируют соответствующий пакет сцепления или ленточный сервопривод для плавного переключения на соответствующую передачу для каждой дорожной ситуации. Каждый из множества клапанов в корпусе клапана имеет определенное назначение и назван в честь этой функции. Например, клапан 2-3 переключения активирует переключение со 2-й на 3-ю передачу на повышение или клапан переключения 3-2 передачи, который определяет, когда должно происходить переключение на пониженную передачу.

Самый важный клапан, которым вы можете управлять напрямую, это ручной клапан. Ручной клапан напрямую соединен с рукояткой переключения передач и закрывает и открывает различные проходы в зависимости от того, в каком положении находится переключатель передач. Например, когда вы переводите переключатель передач в режим Drive, ручной клапан направляет жидкость в пакет сцепления ( s), который активирует 1-ю передачу. Он также настраивается для контроля скорости автомобиля и положения дроссельной заслонки, чтобы определить оптимальное время и усилие для переключения с 1 на 2 передачу. В трансмиссиях, управляемых компьютером, у вас также будут электрические соленоиды, которые установлены в корпусе клапана, чтобы направлять жидкость к соответствующим пакетам сцепления или ремням под управлением компьютера, чтобы более точно контролировать моменты переключения.

Компьютерное управление

Компьютер использует датчики на двигателе и трансмиссии для определения таких параметров, как положение дроссельной заслонки, скорость автомобиля, частота вращения двигателя, нагрузка на двигатель, положение выключателя стоп-сигналов и т. д., чтобы контролировать точные моменты переключения, а также степень мягкости или твердый сдвиг должен быть. Некоторые компьютеризированные трансмиссии даже изучают ваш стиль вождения и постоянно адаптируются к нему, чтобы каждое переключение происходило именно тогда, когда вам это нужно.

Из-за компьютерного управления спортивные модели выпускаются с возможностью ручного управления трансмиссией, как будто это рычаг переключения передач, что позволяет водителю выбирать передачи вручную. На некоторых автомобилях это достигается путем пропускания рычага переключения передач через специальную заслонку, а затем касания его в одном или другом направлении, чтобы по желанию переключаться на более высокую или более низкую передачу. Компьютер отслеживает это действие, чтобы убедиться, что водитель не выберет передачу, которая может привести к превышению скорости двигателя и его повреждению.

Еще одним преимуществом этих «умных» коробок передач является то, что они имеют режим самодиагностики, который может обнаружить проблему на ранней стадии и предупредить вас с помощью светового индикатора на приборной панели. Затем технический специалист может подключить тестовое оборудование и получить список кодов неисправностей, которые помогут определить источник проблемы.

Регулятор, вакуумный модулятор, трос дроссельной заслонки

Эти три компонента важны для некомпьютеризированных трансмиссий. Они обеспечивают входные данные, которые сообщают коробке передач, когда переключать передачи.

Регулятор соединен с выходным валом и регулирует гидравлическое давление в зависимости от скорости автомобиля. Это достигается за счет центробежной силы, которая вращает пару шарнирных грузов против возвратных пружин. По мере того, как грузы вытягиваются дальше от пружин, большее давление масла проходит мимо регулятора, чтобы воздействовать на клапаны переключения, которые находятся в корпусе клапана, которые затем сигнализируют о соответствующих переключениях.

Конечно, не только скорость автомобиля определяет время переключения передач, но и нагрузка на двигатель. Чем больше нагрузка на двигатель, тем дольше трансмиссия будет удерживать передачу перед переключением на следующую.

Существует два типа устройств, предназначенных для контроля нагрузки двигателя: трос дроссельной заслонки и вакуумный модулятор. Передача будет использовать одно или другое, но, как правило, не оба этих устройства. Каждый из них работает по-своему, чтобы контролировать нагрузку на двигатель.

Трос дроссельной заслонки просто контролирует положение педали газа через кабель, который проходит от педали газа к дроссельной заслонке в корпусе клапана.

Вакуумный модулятор контролирует разрежение в двигателе с помощью резинового вакуумного шланга, подсоединенного к двигателю. Вакуум двигателя очень точно реагирует на нагрузку двигателя: высокий вакуум создается, когда двигатель находится под небольшой нагрузкой, и уменьшается до нуля, когда двигатель находится под большой нагрузкой. Модулятор прикреплен к корпусу трансмиссии снаружи и имеет вал, проходящий через корпус и прикрепленный к дроссельному клапану в корпусе клапана. Когда двигатель находится под небольшой нагрузкой или без нагрузки, на модулятор воздействует высокий вакуум, который перемещает дроссельную заслонку в одном направлении, позволяя трансмиссии переключаться раньше и плавнее. По мере увеличения нагрузки на двигатель разрежение уменьшается, что приводит к перемещению клапана в другом направлении, что приводит к более позднему и более жесткому переключению передач.

Уплотнения и прокладки

Автоматическая коробка передач имеет множество уплотнений и прокладок для регулирования потока гидравлической жидкости и предотвращения ее утечки. Есть два основных внешних уплотнения: переднее уплотнение и заднее уплотнение. Переднее уплотнение герметизирует место крепления гидротрансформатора к картеру трансмиссии. Это уплотнение позволяет жидкости свободно перемещаться от гидротрансформатора к трансмиссии, но предотвращает утечку жидкости. Заднее уплотнение предотвращает утечку жидкости через выходной вал.

Уплотнение обычно изготавливается из неопрена (аналогично неопрену в щетке стеклоочистителя) и используется для предотвращения утечки масла через движущиеся части, такие как вращающийся вал. В некоторых случаях неопреновому соединению помогает пружина, которая удерживает неопрен в тесном контакте с вращающимся валом.

Прокладка — это тип уплотнения, используемого для герметизации двух неподвижных частей, скрепленных вместе. Некоторые распространенные материалы для прокладок: бумага, пробка, резина, силикон и мягкий металл.

Помимо основных уплотнений, имеется также ряд других уплотнений и прокладок, которые различаются в зависимости от коробки передач. Типичным примером является резиновое уплотнительное кольцо, уплотняющее вал рычага переключения передач. Это вал, который вы перемещаете, когда манипулируете переключателем передач. Другим примером, который является общим для большинства трансмиссий, является прокладка масляного поддона. Фактически, уплотнения требуются везде, где устройство должно пройти через корпус трансмиссии, и каждое из них является потенциальным источником утечек.

Хотите узнать больше?
Посетите один из наших офисов

Компоненты для автоматических коробок передач

Всегда на оптимальной передаче с автоматической коробкой передач

Инновационная технология дозирования от Bosch

В зависимости от типа трансмиссии автомобили с автоматической коробкой передач могут быть более экономичными и менее загрязняющими окружающую среду, поскольку они всегда могут двигаться в оптимальной рабочей точке. Современные трансмиссии включают в себя большой объем цифрового интеллекта, чтобы всегда распознавать идеальную рабочую точку. Bosch предлагает системы управления, датчики и электромагнитные клапаны для всех основных типов трансмиссий. Автомобили с автоматической коробкой передач также облегчают трогание с места. Таким образом, снижается риск аварии из-за непреднамеренного откатывания назад.
Без необходимости ручного включения сцепления водители могут полностью сосредоточиться на движении. С автоматическими коробками передач также могут быть реализованы различные режимы вождения. Производители, решившие перейти на автоматическую коробку передач, также готовятся к электрификации и автоматизированному вождению.

Высококачественная технология Bosch для многих типов трансмиссий

Bosch предлагает ключевые компоненты для следующих типов трансмиссий:

Автоматическая механическая коробка передач (АМТ): AMT повышает эффективность, автоматически выбирая оптимальную точку переключения, а также комфорт, устраняя педаль сцепления.
Автоматическая ступенчатая коробка передач (АТ): АТ переключает передачи автоматически, используя программы переключения, хранящиеся в блоке управления. Таким образом, плавное трогание с места возможно даже при низком крутящем моменте двигателя.

Коробка передач с двойным сцеплением (DCT): В DCT передачи включаются еще до переключения. Это позволяет переключать передачи со скоростью, которую даже самый быстрый водитель не может достичь при ручном переключении передач.
Бесступенчатая коробка передач (CVT): Автоматическая коробка передач без фиксированных точек переключения. Это обеспечивает дополнительный комфорт при вождении, поскольку трансмиссия работает непрерывно, а не переключается между фиксированными передачами. Таким образом, трогание с места и ходовые качества в целом особенно плавны с вариатором.

Системы, компоненты и услуги от Bosch

Bosch предлагает широкий ассортимент ключевых компонентов для всех частично и полностью автоматических трансмиссий всех типов и для всех классов автомобилей до шести тонн.

Разное