Автоматическая трансмиссия что это

Устройство и принцип работы классической АКПП

С развитием автомобилестроения и выпуском новых видов трансмиссий вопрос, какая коробка передач лучше, становится все более актуальным. АКПП – что это такое? В этой статье разберемся с устройством и принципом работы автоматической коробки передач, узнаем, какие виды АКПП существуют и кто придумал АКПП. Проанализируем достоинства и недостатки разных видов автоматических трансмиссий. Познакомимся с режимами работы и управления АКПП.

  1. Что такое АКПП и история ее создания
  2. История изобретения
  3. Плюсы и минусы АКПП
  4. Устройство автоматической трансмиссии
  5. Принцип работы и срок службы АКПП
  6. Управление АКПП
  7. Заключение

Что такое АКПП и история ее создания

Автоматическая коробка передач, или АКПП, представляет собой трансмиссию, обеспечивающую выбор оптимального передаточного числа в соответствии с условиями движения без участия водителя. Это обеспечивает хорошую плавность хода автомобиля, а также комфорт при движении для водителя.

В настоящее время существует несколько видов автоматической КПП:

В данной статье все внимание будет уделено классическому автомату.

История изобретения

Основу автоматической трансмиссии составляет планетарная коробка передач и гидротрансформатор, впервые изобретенный исключительно для нужд судостроения в 1902 году немецким инженером Германом Фиттенгером. Далее в 1904 году братья Стартевенты из Бостона представили свой вариант автоматической КПП, имеющий две коробки передач и напоминающий чуть доработанную механику.

Первая серийная автоматическая коробка передач GM Hydramatic

Автомобиль, оснащенный планетарной коробкой передач, впервые увидел свет под маркой Ford Т. Суть коробки заключалась в плавном переключении скоростей за счет двух педалей. Первая включала повышающую и понижающую передачи, а вторая – заднюю.

Эстафету приняла компания General Motors, которая в середине 1930-х годов выпустила полуавтоматическую трансмиссию. Сцепление в автомобиле еще продолжало присутствовать, а планетарным механизмом управляла гидравлика.

Приблизительно в это же время компания Крайслер доработала конструкцию коробки гидромуфтой, а вместо двухступенчатой коробки стал использоваться овердрайв – повышающая передача с передаточным числом менее единицы.

Первую в мире полностью автоматическую КПП в 1940 году создала все та же компания General Motors. АКПП представляла собой сочетание гидромуфты с четырехступенчатой планетарной коробкой с автоматическим управлением посредством гидравлики.

Сегодня известны уже шести-, семи-, восьми- и девятиступенчатые АКПП, производителями которых являются как автоконцерны (KIA, Hyundai, BMW, VAG), так и специализированные компании (ZF, Aisin, Jatco).

Плюсы и минусы АКПП

Как и любая коробка передач, автоматическая трансмиссия имеет как плюсы, так и минусы. Представим их в виде таблицы.

Плюсы АКПП Минусы АКПП
1. Плавное и автоматическое переключение скоростей, создающее комфорт для водителя. 1. Сложность конструкции.
2. Отсутствие необходимости в периодической замене сцепления. 2. Высокая стоимость самой коробки.
3. Хорошая динамика за счет возможности ручного переключения скоростей. 3. Высокая стоимость ее обслуживания.
4. Автомат может подстраиваться под стиль вождения водителя (адаптироваться). 4. Более низкий КПД и повышенный расход топлива в сравнении с механикой.

Устройство автоматической трансмиссии

Устройство АКПП достаточно сложное и состоит из следующих основных элементов:

  • гидротрансформатор;
  • планетарный механизм;
  • блок управления АКПП (TCU);
  • фрикционные муфты;
  • обгонная муфта;
  • гидроблок;
  • ленточный тормоз;
  • масляный насос;
  • корпус.

Гидротрансформатор представляет собой корпус, заполненный специальной рабочей жидкостью ATF, и предназначен для передачи крутящего момента от двигателя к коробке передач. Фактически он заменяет сцепление. В его состав входят насосное, турбинное и реакторное колеса, блокировочная муфта и муфта свободного хода.

Колеса оснащены лопастями с каналами для прохода рабочей жидкости. Блокировочная муфта необходима для блокировки гидротрансформатора в конкретных режимах работы автомобиля. Муфта свободного хода (обгонная муфта) необходима для вращения реакторного колеса в противоположную сторону. Более подробно про гидротрансформатор можно почитать здесь.

Планетарный механизм АКП включает в себя планетарные ряды, валы, барабаны с фрикционными муфтами, а также обгонную муфту и ленточный тормоз.

Механизм переключения скоростей в АКПП достаточно сложен, и, по сути дела, работа трансмиссии состоит в выполнении некоторого алгоритма включения и выключения муфт и тормозов посредством давления жидкости.

Планетарный ряд, точнее блокировка одного из его элементов (солнечная шестерня, саттелиты, коронная шестерня, водило), обеспечивает передачу вращения и изменение крутящего момента. Элементы, входящие в планетарный ряд, блокируются при помощи обгонной муфты, ленточного тормоза и фрикционных муфт.

Пример гидравлической схемы АКПП

Блок управления АКПП может быть гидравлическим (уже не применяется) и электронным (ЭБУ АКПП). Современная гидромеханическая трансмиссия оснащается только электронным блоком управления. Он обрабатывает сигналы датчиков и формирует управляющие сигналы на исполнительные устройства (клапаны) гидроблока, обеспечивающие работу фрикционных муфт, а также управляющие потоками рабочей жидкости. В зависимости от этого жидкость под давлением направляется в ту или иную муфту, включая определенную передачу. TCU также управляет блокировкой гидротрансформатора. При неисправности блок TCU обеспечивает функционирование КПП в “аварийном режиме”. Селектор АКПП отвечает за переключение режимов работы КПП.

В автоматической коробке применяются следующие датчики:

  • датчик частоты вращения на входе;
  • датчик частоты вращения на выходе;
  • датчик температуры масла АКПП;
  • датчик положения рычага селектора;
  • датчик давления масла.

Подробнее про датчики АКПП можно почитать тут.

Принцип работы и срок службы АКПП

Время, необходимое на переключение скорости в АКПП, зависит от скорости автомобиля и нагрузки на двигатель. Система управления вычисляет нужные действия и передает их в виде гидравлических воздействий. Гидравлика перемещает муфты и тормоза планетарного механизма, тем самым происходит автоматическое изменение передаточного числа в соответствии с оптимальным режимом двигателя в данных условиях.

Одним из главных показателей, влияющих на эффективность работы автоматической трансмиссии, является уровень масла, который нужно регулярно проверять. Рабочая температура масла (ATF) составляет около 80 градусов. Поэтому для того, чтобы избежать повреждений пластиковых механизмов коробки в зимний период, перед движением машину необходимо прогревать. А в жаркое время года, наоборот, охлаждать.
Охлаждение АКПП может осуществляться охлаждающей жидкостью или воздухом (с помощью масляного радиатора).

АКПП в разрезе

Наибольшее распространение получил жидкостный радиатор. Температура atf, необходимая для нормальной работы двигателя, не должна превышать 20% от температуры в системе охлаждения. Температура охлаждающей жидкости не должна превышать 80 градусов, за счет этого и происходит охлаждение atf. Теплообменник соединен с внешней частью корпуса масляного насоса, к которой крепится и фильтр. При циркуляции масла в фильтре происходит его контакт с жидкостью охлаждения через тонкие стенки каналов.

Кстати, автоматическая трансмиссия считается очень тяжелой. Вес АКПП составляет около 70 кг (если она сухая и без гидротрансформатора) и около 110 кг (если она заправленная).

Для нормального функционирования АКПП необходимо и правильное давление масла. От этого во многом зависит срок службы АКПП. Давление масла должно быть на уровне 2,5-4,5 бар.

Ресурс коробки-автомат может быть различен. Если в одном автомобиле трансмиссия может прослужить только 100 тысяч км., то в другом – порядка 500 тысяч. Это зависит от эксплуатации автомобиля, от регулярного контроля за уровнем масла и его замены вместе с фильтром. Продлить ресурс АКПП возможно также используя оригинальные расходные материалы и своевременно обслуживая КПП.

Управление АКПП

Управление автоматической трансмиссией осуществляет селектор АКПП. Режимы работы автоматической трансмиссии зависят от перемещения рычага в определенное положение. В автомате доступны следующие режимы:

  1. Р – Parking. Используется при парковке. В данном режиме механически блокируется выходной вал трансмиссии.
  2. R – Reverse. Используется для включения передачи заднего хода.
  3. N – Neutral. Нейтральный режим.
  4. D – Drive. Движение вперед в режиме автоматического переключения скоростей.
  5. M – Manual. Режим ручного переключения скоростей.

В современных автоматических трансмиссиях с большим числом рабочих диапазонов могут использоваться дополнительные режимы работы:

  • (D), или O/D— овердрайв – «экономичный» режим движения, при котором возможно автоматическое переключение на повышающую передачу;
  • D3, или O/D OFF— расшифровывается как “отключение овердрайва”, это активный режим движения;
  • S (либо цифра 2) — диапазон пониженных передач (первая и вторая, либо только вторая передача) , «зимний режим»;
  • L (либо цифра 1) — второй диапазон пониженных передач (только первая передача).

Схема режимов АКПП

Также имеются и дополнительные кнопки, характеризующие режимы работы АКП:

  • кнопка Sport, или Power — переключение передач происходит на более высоких оборотах двигателя;
  • кнопка Winter, или Snow — движение с места происходит со второй или третьей передачи;
  • кнопка Shift lock (шифт лок) — возможность разблокирования селектора при остановленном двигателе.

В некоторых коробках есть режим “кик даун” (kick-down). Режим “кик даун” предполагает резкое ускорение транспортного средства путем переключения на пониженную передачу. В некоторых случаях режим “кик даун” запрещен при отключении режима овердрайв.

Заключение

Автоматическая КПП занимает достойное место среди известных коробок передач и составляет конкуренцию привычной механике. Разнообразие режимов движения, а также плавное переключение передач позволяют водителю наслаждаться комфортным вождением.

Робот? Вариатор? Гидромеханика? — какая АКП подойдет вам

Гидромеханика

Гидромеханический автомат — самый распространенный тип автоматических коробок, который встречается практически у всех автопроизводителей. В силу конструктивных особенностей эти автоматы лучше других переваривают большой крутящий момент, поэтому именно их чаще всего устанавливают на тяжелые кроссоверы и внедорожники, а также на полноразмерные седаны. По сути это планетарная коробка передач, соединяемая с мотором через гидротрансформатор. Переключение планетарных рядов в ранних моделях происходило гидромеханически, а теперь — по командам электроники.

На бюджетные модели устанавливают простенькие «четырехступки», хотя их осталось уже мало. Например, популярная коробка DP0/DP2 работает на многих недорогих моделях Peugeot-Citroen и Renault. Характеристика у этой коробки не лучшая, как, впрочем, и надежность: выхаживает она, как правило, не более 120 000 км. Гораздо лучше по надежности (около 200 000 км), да и по алгоритму переключения японские четырехступки Jatco. Их устанавливают на Гранты и Датсуны.

Постоянно ужесточающиеся нормы выбросов заставляют производителей увеличивать число передач в автоматах. Но выигрывает от этого не только природа, но и владельцы автомобилей: многоступенчатые коробки позволяют оптимальнее реализовать возможности двигателя и таким образом снизить расход топлива. Даже на относительно недорогих автомобилях, например, Кia Rio или Hyundai Solaris, нынче применяют шестиступенчатые автоматы. Столько же передач и у коробки 09G Tiptronic, устанавливаемой на модели Volkswagen Polo и Skoda Rapid. Средний ресурс при бережной эксплуатации и своевременной замене рабочей жидкости (не реже чем каждые 60–80 тысяч км) составляет 250 000 км.

Читайте также  Как отремонтировать лазерный уровень

На более мощных и тяжелых автомобилях количество ступеней в автоматах может доходить до десяти (например, у купе Chevrolet Camaro ZL1 и пикапа Ford F‑150). Но «многоступенчатость» сказывается на надежности. Ведь чем больше передач, тем чаще коробка переключается, а значит больше изнашиваются фрикционы. Кроме того, жесткие ограничения по габаритам приводят к тому, что каждая ступень становится миниатюрнее (без основательного запаса надежности).

Универсальное (и лучшее) решение для города и бездорожья — гидромеханика

Вариаторы

Вариатор — казалось бы, идеальный агрегат для передачи крутящего момента от мотора к колесам. Нет никаких ступеней: передаточное число изменяется плавно. На ведущем и ведомом валах вместо шестерен установлены конусообразные элементы. Смещая их относительно друг друга, можно плавно изменять передаточное число. Момент передает пластинчатый ремень или штифтовой (еще его называют цепью).

На большинстве автомобилей работают вариаторы Jatco. Наиболее надежные и менее затратные при ремонте — модели старого поколения JF010E (идут в паре с атмосферными бензиновыми моторами 2.0 и 2.5) и JF011E (с двигателями 3.5), которые устанавливали на Ниссаны, Renault и Mitsubishi предыдущих генераций. Средний ресурс этих вариаторов — 150–200 тысяч км.

Новое поколение — JF016E и JF017E — более капризное. А самым нежным вариатором из гаммы Jatco является агрегат JF015E, который встречается на машинах концерна Renault-Nissan — часто они не выхаживают и 100 тысяч км. Некоторые автопроизводители разрабатывают и выпускают ­вариаторы самостоятельно — в частности, Kia, Subaru и Аudi.

Если сравнивать с классическими гидромеханическими автоматами, то в целом вариаторы уступают им в надежности. И часто обходятся дороже в ремонте. Кроме того, вариаторы на бездорожье зачастую склонны к перегреву. Зато отлично подходят для эксплуатации в городе.

Роботы

Роботы можно разделить на две группы. Робот с одним сцеплением — это обычная «механика», у которой сцеплением и переключением передач управляет не водитель, а автоматика. Надежность такого агрегата в теории должна быть самой высокой среди АКП. Но практика это не подтверждает. Например, на редакционной Весте с роботом стояли уже три сцепления при пробеге меньше 45 тыс.км. Коробка Easytronic, которую устанавливали на Опели, мучили владельцев отказами по электронике. По скорости и комфорту переключения робот с одним сцеплением — худшая автоматическая коробка. Основное его преимущество — невысокая цена. Поэтому его ставят в основном на небольшие и недорогие автомобили.

Робот с двумя сцеплениями — более сложный и дорогой. За четные и нечетные передачи в такой коробке отвечают отдельные первичные валы и, соответственно, отдельные сцепления. Если вы, к примеру, двигаетесь на первой передаче, то на другом валу уже включена вторая! Благодаря этому переключение происходит за миллисекунды и рывки при этом не ощущаются.

В подобных коробках могут использоваться как сухие, так и мокрые сцепления. Сухие — менее надежные — иногда их приходится менять при пробеге 30 000 км, редко они дотягивают до 100 тысяч. «Мокрые» DSG, которые выпускает концерн Volkswagen, имеют сносный ресурс — около 150 тысяч км и даже больше при аккуратной манере езды.

Фордовские роботы Powershift с сухими сцеплениями не отличаются ни плавной работой, ни большим ресурсом. Поэтому Ford постепенно отказывается от коробок такого типа, предпочитая классические автоматы.

А вот корейцы, похоже, наоборот, готовы продвигать роботов — коробка 7DCT все активнее прописывается на новых моделях Kia и Hyundai.

Автоматическая трансмиссия: типы трансмиссий и принципы их работы

Автоматическая трансмиссия — это не только комфорт в повседневном использовании автомобиля, но и большая безопасность, потому что водитель не должен заниматься переключением передач и может сосредоточиться на управлении автомобилем. Современные автоматические трансмиссии также могут оптимизировать расход топлива, что иногда является финансовым преимуществом.

При поиске подержанного автомобиля полезно знать, какой тип трансмиссии использовался в конкретном транспортном средстве. Посмотрев на это сквозь пальцы, можно совершить серьезную ошибку, которая может сильно урезать наш бюджет. Итак, давайте посмотрим, какие типы автоматических трансмиссий можно найти на рынке и что нужно сделать, чтобы езда на «автомате» была как можно более беспроблемной.

Типы автоматической трансмиссии

  1. Полуавтоматическая коробка передач

В этой конструкции инженеры намеревались роботизировать классическую механическую коробку передач, а это означает, что управление «обычным» сцеплением осуществляется электроникой. Кроме того, водитель может переключать передачи с помощью подрулевыx переключателей или «джойстика». Такое решение облегчает вождение, но имеет серьезные недостатки, так как при переключении передач автомобиль резко дергается и реагирует очень инертно, что может создавать неудобства, особенно на городских улицах. Кроме того, затраты на ремонт таких трансмиссий, как правило, высоки. Среди популярных их названий можно упомянуть Selespeed, Sensodrive или Easytronic, а использовались такие трансмиссии, например, в моделях Alfa Romeo 156, а также (что интересно) в BMW 3 Series (E36), Fiat 500, Opel Astra H, Peugeot 208, Renault Twingo, Toyota Corolla или даже в Volkswagen Up!

б) Трансмиссия с гидротрансформатором

Этот тип коробки передач еще не так давно был очень популярен, однако в наши дни производители автомобилей его заменяют более новыми решениями. Трансмиссия с гидротрансформатором состоит из гидрокинетической системы сцепления или гидрокинетической коробки передач вместе с несколькими планетарными передачами. В этой конструкции шестерни в планетарной коробке передач соединяются или блокируются с помощью фрикционных зажимов и многодисковых тормозов.

Такая коробка передач заполнена маслом, что обеспечивает плавную работу ее отдельных элементов. Преемниками гидравлической коробки передач стали гидравлико-электрическая коробка передач и коробка передач с электронным управлением. Недостатком этого решения является его относительно низкая эксплуатационная эффективность, а точнее, огромные потери энергии, что ухудшает ходовые характеристики автомобиля и увеличивает расход топлива. С другой стороны, эта коробка передач отличается исключительной долговечностью и благодаря своей плавной работе гарантирует комфорт вождения. Раньше ее использовали почти все производители автомобилей, в том числе Mercedes, BMW, Audi, Ford, Renault и Volvo (в моделях V70, XC70, S60 и S80).

в) Бесступенчатая трансмиссия

Принцип работы трансмиссии этого типа можно сравнить с переключателями передач на велосипеде, за исключением того, что в автомобильных коробках передач используются не звездочки, а конические шкивы. Они соединены с помощью ремня или цепи, а при переключении передач колеса автомобиля сближаются или отдаляются друг от друга. Нажатие на педаль газа выводит обороты двигателя в минуту на фиксированный уровень, при этом автомобиль набирает скорость, пока педаль газа не будет отпущена. Крутящий момент передается непрерывно, отсутствие рывков и плавное вождение являются отличительными чертами, которые оценят умеренные водители. С другой стороны, пользователи, предпочитающие динамичный стиль вождения, при более высоких оборотах в минуту могут жаловаться на громкую работу двигателя. Эти коробки передач раньше обозначались как CVT или Multitronic и использовались такими компаниями, как Nissan, Honda, Mitsubishi и Audi (в моделях A4 B6,B7, B8, A5, A6 или даже A8).

г) Трансмиссия с двойным сцеплением

Как следует из названия, такая трансмиссия состоит из двух сцеплений, которые поставляются в сухом (для более слабых двигателей) или мокром варианте. Одно из сцеплений предназначено для нечетных передач и заднего хода, а другое — для четных передач. Кроме того, в каждом сцеплении также установлены по два вала сцепления и два главных вала, и все это позволяет переключать передачи за доли секунды. Такая конфигурация приводит к лучшим ходовым характеристикам автомобиля и снижению среднего расхода топлива. Ее недостатками являются ограниченная долговечность и предрасположенность к рывкам при старте. Такие трансмиссии могут называться DSG, S-Tronic, PowerShift, TCT, DCT, а устанавливаются они, среди прочего, в Audi A4, A6, Seat Leon, Skoda Octavia и Superb, Volkswagen Golf и Passat, и даже в правосторонней версии Bugatti Veyron.

Основные принципы использования автоматической коробки передач

При использовании автоматической трансмиссии во время движения или коротких остановок следует не злоупотреблять режимом N, так как он может создать дополнительную нагрузку на коробку передач (например, диски сцепления будут изнашиваться быстрее), и, кроме того, со временем могут появиться пробелы между движущимися элементами. Использование холостого хода или режима N при движении под уклон может быть рискованным, а иногда и совершенно необоснованным, поскольку такое движение может вызвать перегрев коробки передач.

В такой ситуации двигатель работает на низких оборотах и не обеспечивает достаточного давления масла, которое отвечает за смазку и охлаждение коробки передач. В немного более старых автомобилях не рекомендуется отключать привод, когда коробка передач работает в режиме D, R или в ручном режиме, так как выключение двигателя приводит к падению давления в коробке передач, и, следовательно, к недостаточной смазке рабочих элементов. В более новых моделях электроника может переключиться в режим парковки самостоятельно, если мы забудем это сделать. Кроме того, во время движения вперед невозможно сразу выбрать задний ход: сначала нужно остановить автомобиль, и только тогда можно начать двигаться назад. Внезапное переключение с переднего хода (D) на задний (R) во время движения может привести к серьезной неисправности и повреждению трансмиссии.

Автоматическая трансмиссия — запуск двигателя «с толчка»

Пользователи автомобилей с «автоматом» часто задают вопрос, можно ли запустить двигатель такого автомобиля с помощью так называемого метода «толчка»? К сожалению, нет — все попытки предпринять вышеупомянутые действия приведут к отказу или окончательному разрушению коробки передач. В крайних случаях это может даже привести к повреждению системы клапанов или элементов приводного устройства.

Автоматическая трансмиссия — буксировка прицепа

Мы уже упоминали, что автоматические коробки передач, как правило, чувствительны к перегреву. В связи с этим, автомеханики уделяют особое внимание вопросу буксировки тяжелых прицепов. Если вы планируете делать это, сначала на паспортной табличке автомобиля проверьте допустимый вес прицепа, который может буксировать ваш автомобиль. Иногда бывает, что способности буксировки некоторых моделей в значительной степени символичны, и речь идет не только о размерах, но и о массе.

Читайте также  Гидрофобизатор что это такое

Также необходимо проверить, оборудован ли в вашей машине охладитель трансмиссионного масла. Он может отсутствовать в некоторых версиях, особенно импортированных из-за пределов Европы, а буксировка прицепа в таком случае может привести к перегреву коробки передач и, как следствие, к ее поломке. При необходимости на рынке можно найти компании, которые могут установить соответствующий охладитель. Стоимость такой услуги, безусловно, будет ниже, чем замена или капитальный ремонт коробки передач вашего автомобиля.

Автоматическая трансмиссия — буксировка автомобиля

Может показаться, что, поскольку автоматическая коробка передач имеет нейтральный режим с маркировкой N, в случае неисправности автомобиль можно отбуксировать на ближайшую сервисную станцию или место для парковки. Производители автомобилей часто допускают такую возможность, но с условием, что нельзя превышать определенную скорость и расстояние. В большинстве случаев ограничение устанавливается на уровне до 50 км/ч. Это вытекает из описанного выше риска перегрева коробки передач. Тем не менее, мы рекомендуем всегда следовать правилу, согласно которому автомобиль с автоматической коробкой передач можно буксировать только в чрезвычайных ситуациях, и всегда лучше использовать эвакуатор.

Автоматическая трансмиссия — замена масла в коробке передач

Специалисты утверждают, что в классической коробке передач (с гидротрансформатором) менять масло следует каждые 60 тысяч км, если производитель не рекомендует иное. Интервалы замены зависят от конструкции коробки передач и используемой смазки – синтетическое масло можно использовать дольше, а минеральное следует менять чаще. Также придется заменить фильтр, что иногда может быть сложно, так как в старых конструкциях он обычно устанавливается довольно глубоко в коробке передач. Однако если вы не поменяете масло, это приведет к скоплению примесей, которые могут, например, забить электроклапаны и со временем повредить весь блок управления.

В некоторых трансмиссиях с двойным сцеплением производители определяют интервал замены масла каждые 120 тыс. км. Рекомендуем сократить этот период наполовину и обратиться в станцию техобслуживания, проехав 60 тыс. км. Наиболее устойчивой к эксплуатационной небрежности является полуавтоматическая коробка передач, однако в этом случае вы должны прежде всего помнить о замене масла в гидравлической системе, которая управляет сцеплением. Бесступенчатые трансмиссии чувствительны к содержанию и качеству масла, и его лучше менять каждые 60 тыс. км или даже чаще, например, проехав 30 тыс. км.

Автоматическая трансмиссия — наиболее распространенные неисправности

Если в классической автоматической коробке передач случается перегрев масла или самой коробки, в результате могут быть повреждены прокладки и фрикционные пластины, а также гидрокинетическая муфта. В трансмиссии с двойным сцеплением частой проблемой для двухмассовых маховиков и самого сцепления является избыточный износ, кроме того, так называемые сухие коробки передач ломаются чаще, чем трансмиссии с «мокрым» сцеплением.

В полуавтоматических коробках передач чаще всего происходит поломка оборудования, поскольку переключение передач осуществляется гидравлическими и электрическими приводами. Бесступенчатые коробки передач не обладают исключительной долговечностью, они также страдают от неисправностей блока управления, поломок системы сцепления, растянутой или сломанной цепи и неисправного масляного насоса. Во многих случаях на работу автоматической коробки передач влияет способ использования автомобиля, качество выполняемого техобслуживания, а также (что интересно) оборудование двигателя, а именно, свечи зажигания, кабели высокого напряжения и генератор переменного тока.

Автоматическая трансмиссия — «переключение передач с помощью проводов»

При обсуждении темы автоматических коробок передач также стоит упомянуть технологию «переключение передач с помощью проводов», о которой много не говорят, однако она становится все более распространенной. Возможно, что через некоторое время данная технология станет значительным элементом автомобилей с автономными системами нового поколения или даже полностью автономных транспортных средств, потому что такие автомобили сами определяют направление движения и скорость. Вам достаточно указать пункт назначения, так как режимы передачи выбираются с помощью электроники (их подбирает блок управления).

Требуемый режим (D, N или R) активируется небольшим рычагом или кнопками, которые можно найти на рулевой колонке либо около центральной панели. Затем сигнал по беспроводной связи передается на приемник коробки передач, который включает или выключает определенную передачу. Кроме того, эта инновационная технология позволяет более эффективно проектировать интерьер автомобиля и уменьшает его массу за счет исключения большого количества механических элементов, которые в противном случае находились бы под центральным туннелем или приборной панелью. Система «переключение передач с помощью проводов» может быть оборудована вместе с бесступенчатой трансмиссией, трансмиссией с двойным сцеплением или полуавтоматической трансмиссией. Она уже используется многими производителями автомобилей и доступна в таких марках как Audi, BMW, Citroen, Mercedes, Volkswagen или Toyota.

Схема работы АКПП – Автоматической коробки передач

Содержание:

Каждый автовладелец знает, что выбор трансмиссии является ключевым фактором, который влияет на динамические показатели автомобиля. Разработчики постоянно пытаются совершенствовать коробки передач, но большинство автолюбителей все же отдают предпочтение МКПП, так как, из-за сложившегося стереотипа, считают, что она более надежная и простая в использовании. Однако причина кроется в другом – большинство людей просто не знакомы с принципом работы автомата, поэтому и опасаются ее.

В сегодняшней статье мы попытаемся максимально подробно и доступно описать принцип работы автоматической трансмиссии.

Что такое АКПП?

АКПП – это основной элемент конструкции трансмиссии автомобиля, главной целью которой является изменение крутящего момента, а также изменения скорости движения. Различают три варианта автоматической трансмиссии:

  • Вариатор;
  • Гидроавтомат;
  • Роботизированная;

Что лучше – механика или автомат?

Как многие уже могли заметить, большинство российских автолюбителей отдают предпочтение МКПП. Одни эксперты считают, что это связано с менталитетом нации, другие – с установленными негативными стереотипами.

Другое дело американцы, 95% которых не представляют себе процесс вождения автомобиля, без наличия автоматической коробки. Но это совсем не удивляет, ведь АКПП была придумана американскими инженерами, которые хотели упростить жизнь водителей.

Такая же ситуация и в Европе. Если 15-20 лет назад все поголовно использовали механику, то уже сейчас она почти вытеснена из рынка.

В России также наблюдается рост популярности автомата, но, как утверждают эксперты и аналитики, россияне не умеют правильно использовать автоматическую коробку. Каждый день в автомастерские обращается масса автолюбителей с неисправностями, основной причиной которых как раз и является неправильная эксплуатация.

Как работает АКПП?

Для того, чтобы принцип работы автоматической трансмиссии стал более понятным, мы условно разобьем ее на три части: механическая, электронная и гидравлическая.

Начнем обсуждение, конечно же, с механической, так как именно данный элемент и переключает передачи.

Гидравлическая часть является неким посредником, который является связующим звеном.

И, наконец, электронная, которая считается мозгом трансмиссии, отвечающим за переключение режимов, а также обратную связь.

Все понимают, что сердцем автомобиля является мотор. Трансмиссия вовсе не претендует на эту роль, ведь ее смело можно называть мозгом автомобиля. Главной целью АКПП считается преобразование КМ мотора в силу, которая создает условия для движения ТС. Немаловажную роль в этом процессе выполняет гидротрансформатор и планетарные передачи.

Гидротрансформатор

По аналогии с МКПП, гидротрансформатор выполняет функции сцепления, а также регулирует КМ, с учетом частоты вращения и продуцируемой мощности двигателя.

Конструкция гидротрансформатора состоит из трех частей:

  • Центростремительная турбина;
  • Центробежный насос;
  • Направляющий аппарат-реактор;

За счет того, что турбина и насос максимально сближены друг с другом, рабочие жидкости находятся в постоянном движении. Именно благодаря этому удается добиться минимальных потерь энергии. К тому же, гидротрансформатор может похвастаться очень компактными размерами.

Стоит отметить, что коленвал напрямую связан с насосным колесом, а коробочный вал – с турбиной. Именно за счет этого, в гидротрансформаторе отсутствует жесткая связь между ведущими и ведомыми элементами. Рабочие жидкости передают энергию от мотора к трансмиссии, которая, в свою очередь, через лопатки насоса передает ее на лопасти турбины.

Гидромуфта

Если говорить о гидромуфте, то ее принцип работы очень похож – она также передает КМ, не влияя на его интенсивность.

Гидротрансформатор оснащен реактором в первую очередь для того, чтобы изменять КМ. По сути, это такое же колесо с лопатками, разве что жестче посаженное и менее маневренное. По нему масло возвращается из турбины в насос. Некоторые особенности имеют лопатки реактора, каналы которых постепенно сужаются. За счет этого скорость движения рабочих жидкостей существенно увеличивается.

Из чего состоит АКПП?

Гидротрансформатор – взаимодействует со сцеплением, и не контактирует с водителем.

Планетарный ряд – взаимодействует с шестернями в коробке, и при переключении передач изменяет конфигурацию трансмиссии.

Тормозная лента, задний и передний фрикцион – напрямую переключают передачи.

Устройство управления – это узел, который состоит из насоса, клапанной коробки и маслосборника.

Гидроблок – система клапанных каналов, которые контролируют и управляют нагрузкой двигателя.

Гидротрансформатор – предназначен для передачи крутящего момента от силового агрегата до элементов автоматической трансмиссии. Расположен он между коробкой и мотором, и таким образом выполняет функцию сцепления. Он наполнен рабочей жидкостью, которая улавливает и передает усилия двигателя в масляный насос, находящейся непосредственно в коробку.

Что касается масляного насоса, то он уже передает рабочую жидкость в гидротрансформатор, создавая, таким образом, наиболее оптимальное давление в системе. Поэтому, миф о том, что автомобиль с коробкой-автомат можно завести без стартера – чистая ложь.

Шестеренчатый насос получает энергию прямо от двигателя, из чего можно сделать вывод, что при выключенном моторе давление в системе полностью отсутствует, даже если рычаг переключения АКПП находиться не в начальном состоянии. Поэтому, принудительное вращение карданного вала не сможет завести двигатель.

Планетарный ряд – используется зачастую в автоматической трансмиссии, так как считается более современным и технологичным, нежели параллельный вал, используемый в механике.

Читайте также  Что представляет собой песок

Части фрикциона – поршень заставляет двигаться чрезмерное давление масла. Сам поршень очень плотно прижимает ведущие элементы к ведомым, заставляя их вращаться как единое целое, и передавать КМ ко втулке. Стоит отметить, что в АКПП находится сразу несколько таких планетарных механизмов.

Фрикционные диски передают КМ непосредственно колесам автомобиля.

Тормозная лента – используется для блокировки элементов планетарного механизма.

Гидроблок – один из наиболее сложных механизмов в АКПП, который называют «мозгами трансмиссии». Стоит отметить, что ремонт данного элемента очень дорогостоящий.

Виды АКПП

Перманентная гонка технического оснащения автомобилей, заставляет разработчиков придумывать все более изощренные технологии и конструкции, для того, чтобы обогнать конкурентов. Стоит отметить, что это положительно сказывается на развитии ходовой части ТС. Одним из наиболее важных открытий, стало изобретение автоматической коробки передач. Она сразу же начала пользоваться невероятно большим спросом, так как заметно упрощает процесс управления. К тому же она весьма простая в эксплуатации и надежная. Аналитики утверждают, что в скором будущем она полностью вытеснит из рынка МКПП.

На сегодняшний день коробка-автомат используется, как в легковых автомобилях, так и грузовиках, в независимости от типа привода.

Известно, что при управлении автомобилем с МКПП, приходится постоянно держать руку на переключателе передач, что значительно снижает концентрацию на дороге. Коробка-автомат практически лишена подобных недостатков.

Основные преимущества коробки-автомат:

  • Повышается эффективность управления;
  • Более плавный переход между передачами даже на высокой скорости;
  • Двигатель не перегружается;
  • Передачи можно переключать как вручную, так и в автоматическом режиме;

Современные АКПП, с точки зрение системы контроля и управления, можно разделить на два типа:

  • Трансмиссия с гидравлическим устройством;
  • Трансмиссия с электронным устройством, или так называемая роботизированная коробка;

Более понятным это должно стать после ознакомления с приведенным ниже примером:

«Представьте себе ситуацию, что автомобиль двигается по ровной дороге и постепенно приближается к крутому подъему. Если какое-то время просто со стороны наблюдать за этой ситуацией, то можно заметить, что после увеличения нагрузки, машина начинает терять скорость, и, следовательно, интенсивность вращения турбины также снижается. Это приводит к тому, что рабочая жидкость начинает противодействовать движению. В таком случае резко возрастает скорость циркуляции, что способствует увеличению КМ до того показателя, при котором возникнет равновесие в системе».

Такой же принцип работы и в момент начала движения автомобиля. Единственное отличие в том, что в данном случае еще задействуется и акселератор. Благодаря ему увеличивается интенсивность оборотов коленвала и насосного колеса, при том, что турбина остается неподвижной, что позволяет двигателю работать в холостом режиме. Стоит отметить, что КМ резко возрастает, и при достижении определенной отметки, гидротрансформатор начинает выполнять функции звена, которое соединяет воедино ведомый и ведущий элементы. Именно все эти моменты, позволяют во время движения значительно уменьшать уровень потребления горючего, и более эффективно проводить торможение двигателем в случае надобности.

Так для чего же тогда подключать АКПП к гидротрансформатору, если тот самостоятельно способен изменять интенсивность КМ?

Вот почему: коэффициент изменения крутящего момента с помощью гидротрансформатора обычно не превышает 2-3.5. Этого мало для полноценной работы автоматической коробки.

В отличие от механической, автоматическая коробка переключает скорости с помощью фрикционных муфт и ленточных тормозов. Система автоматически определяет нужную скорость с учетом скорости движения и усилия на педаль акселератора.

Помимо планетарного механизма и гидротрансформатора, АКПП включает в себя также насос, который смазывает коробку. Охлаждением масла занимается радиатор охлаждения.

Разница между коробкой-автомат у заднеприводных и переднеприводных ТС

Существует ряд отличий между компоновкой АКПП автомобилей с передним и задним приводом. Автоматическая трансмиссия переднеприводных автомобилей более компактная, и имеет отдельное отделение, которое называют – дифференциал.

Во всех других аспектах обе трансмиссии идентичны, как в конструктивном, так и функциональном плане.

Для эффективного выполнения всех функций, коробка автомат имеет следующие элементы: гидротрансформатор, узел контроля и механизм выбора режима движения.

Надеемся, что наша статья стала максимально полезной для вас, и помогла вам разобраться в принципах работы АКПП.

Что такое АКПП в машине

Новички-автолюбители часто задают вопрос, что такое АКПП в автомобиле. Расшифровка предельно проста: автоматическая коробка переключения передач. Следующими закономерными вопросами обычно бывают: зачем она, чем отличается от механической коробки и что лучше? Давайте разбираться.

Разница между механической и автоматической коробками переключения передач

Коробка передач переназначена для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. Включая ту или иную передачу, водитель изменяет передающийся крутящий момент и тем самым задает скорость вращения колес, то есть скорость движения автомобиля.

Если коробка передач механическая, то водитель сам решает, когда и какую передачу включить, а если говорить точнее, то какое соединение пар шестерн ввести в зацепление. Делается это при помощи педали сцепления и рычага переключения передач.

Обобщенно говоря, если МКПП состоит из ведущего, ведомого, промежуточного валов, шестеренок и синхронизаторов, то АКПП состоит из тех же валов, планетарных редукторов, гидротрансформатора и системы гидравлического управления. Более подробно рассматривать устройство «автомата» нет смысла, так как его ремонт своими руками почти никогда не проводится (для этого требуются определенные навыки и оборудование).

Принципы работы АКПП

В АКПП можно выделить три основных механизма: гидротрансформатор, планетарный редуктор, гидравлическое управление. Для того чтобы колеса вращались, необходимо передать им крутящий момент от двигателя. В АКПП это происходит при помощи гидротрансформатора, который выполняет функцию сцепления и гидромуфты одновременно.

Гидротрансформатор состоит из двух крыльчаток (насосное колесо и турбинное колесо), между которыми располагается реактор (то же, по сути, крыльчатка, лопасти на которой установлены под определенным углом). Все это объединяется в один корпус. С одной стороны он соединен с маховиком двигателя.

Планетарный редуктор состоит из нескольких разных шестеренок, расположенных относительно друг друга так, что получается условная модель солнечной системы. В центре находится солнечная шестерня («солнце»). Вокруг нее расположены сателлиты, крепящиеся на планетарное водило, и вокруг всего этого идет коронная шестерня. Все вместе это называется планетарный элемент. Кроме того, в планетарный редуктор также муфта сцепления и тормозов, ленточный тормоз.

То есть, от оборотов двигателя зависит давление масла (трансмиссионной жидкости) в АКПП. А давление масла обуславливает работу планетарных механизмов. Вот так в общих чертах работает коробка-автомат. Но в зависимости от типа коробки, в этот процесс вносятся некоторые нюансы.

Типы и виды АКПП

Существуют разные виды АКПП. И хотя их работа основана на одних и тех же принципах, между ними существуют различия, о которых стоит знать, чтобы сделать оптимальный выбор при покупке автомобиля.

  • Классическая гидравлическая АКПП. Именно на примере этого варианта и был в этой статье описан принцип работы коробки-автомата. Несмотря на весь комфорт, который получают водители, выбравшие «автоматы», во время езды, такая коробка имеет серьезный недостаток: потребляет больше топлива, чем механическая коробка. Существуют разные типы гидравлической АКПП, предназначенные для разных стилей вождения и разных запросов автовладельца. О них будет сказано ниже.
  • Вариатор или бесступенчатая коробка передач. Отличается от предыдущего вида большей экономичностью, а также плавным набором и сбросом скорости автомобиля. То есть, обеспечивает больший комфорт за счет отсутствия фиксированных скоростей. Эта же особенность позволяет повысить КПД мотора.
    Вместе с тем, за повышенный комфорт приходится платить относительно небольшим ресурсом коробки, необходимостью чаще менять трансмиссионную жидкость (дорогую), сложной системой электроники.
  • Робот или роботизированная коробка. Многие водители считают эту коробку видом механической КПП, которая имеет более сложную конструкцию, отличается в плане обслуживания. Эта коробка более экономна в плане расхода топлива по сравнению с классической «механикой». От двух предыдущих типов отличается меньшим комфортом езды (если не считать DSG и аналоги).
    • Tiptronic. Здесь водитель может переключиться на ручное управление, но менять скорости он будет передвижением рычага в сторону «+» или «-» , а не как в МКПП.
    • Steptronic. Водитель может выбрать один из автоматических режимов в зависимости от условий езды, то есть выбрать режим Manual/Sport. В мануале скорости буду переключаться вручную, почти так же, как на МКПП, а в режиме спорт скорость будет переключаться автоматически, но только при достижении максимальных оборотов двигателя на текущей передаче. Таким образом, этот тип «автомата» дает водителю большую свободу действий и позволяет применять разную манеру езды.

    Если рассматривать преимущества и недостатки АКПП, частично этот вопрос уже затрагивался при обзоре видов и типов АКПП выше. Главным преимуществом «автоматов» считается обеспечение комфорта и безопасности водителя во время езды.

    При этом многие водители скептически и даже презрительно относятся к АКПП, считая такую КПП устройством для «ленивых». Более того, к главным недостаткам «автоматов» причисляют следующие моменты:

    • Сложное устройство, а как следствие, сложный и дорогостоящий ремонт и обслуживание. Кроме того, из-за этого возрастает и цена самого автомобиля;
    • Больший вес коробки по сравнению с МКПП;
    • Необходимость хорошо прогревать зимой, чтобы не сокращать срок службы;
    • Невозможность применять некоторые виды вождения и хитрости (во всяком случае, при классической компоновке);
    • Невозможность запустить двигатель «с толкача»;
    • Автомобиль с АКПП не рекомендуется буксировать. Лучше перевозить на эвакуаторе;
    • Расход топлива по сравнению с механикой выше;

    Что в итоге

    Как видно, автоматические коробки переключения передач имеют как своих сторонников, так и противников. Зачастую они используются теми, для кого важен комфорт во время езды, а не раскрытие всех возможностей автомобиля. При этом примечательно то, что несмотря на активное развитие и внедрение АКПП, сегодня такие коробки не могут вытеснить классическую «механику».

    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: