Автоматическая коробка передач - как пользоваться? режимы переключения и управления акпп. Как работает автоматическая коробка передач Что такое коробка автомат на автомобиле

Транспортных средств с автоматической коробкой переключения передач с каждым годом становится всё больше. И, если у нас – в России и СНГ – «механика» всё ещё продолжает преобладать перед «автоматом», то на Западе автомобилей с АКПП сейчас уже подавляющее большинство. Это неудивительно, если принять во внимание неоспоримые достоинства автоматических коробок: упрощение управления автомобилем, стабильно плавные переходы с одной передачи на другую, защита двигателя от перегрузок и т.п. неблагоприятных режимов работы, повышение комфорта водителя во время езды. Что касается недостатков этого варианта трансмиссии, то современные АКПП по мере совершенствования постепенно от них избавляются, делают их несущественными. В данной публикации – об устройстве коробки-«автомата» и всех её плюсах/минусах в работе.

Автоматической коробкой передач называется такая разновидность трансмиссии, которая обеспечивает автоматический, без прямого воздействия водителя, выбор передаточного числа, более всего соответствующего актуальным условиям движения транспортного средства. Вариатор к АКПП не относится и выделяется в отдельный (бесступенчатый) класс трансмиссий. Потому как вариатор производит изменения передаточных чисел плавно, вообще без каких либо фиксированных ступеней-передач.

Идея автоматизировать переключение передач, избавив водителя от необходимости часто выжимать педаль сцепления и «работать» рычагом переключения скоростей, не нова. Она начала внедряться и оттачиваться ещё на заре автомобильной эпохи: в начале ХХ века. Причём нельзя назвать какого-либо определённого человека или фирму единственным создателем автоматической коробки передач: к появлению классической, получившей сейчас всеобщее распространение гидромеханической АКПП привели три изначально независимые линии разработок, которые в итоге объединились в единой конструкции.

Один из основных механизмов коробки-автомата – это планетарный ряд. Первая серийная автомашина, оснащённая планетарной коробкой передач, была выпущена ещё в 1908 году, и это был «Форд Т». Хотя в целом та коробка переключения передач ещё не была полностью автоматической (от водителя «Форда Т» требовалось нажимать две ножных педали, первая из которых переводила с низшей на высшую передачу, а вторая включала задний ход), она уже позволяла значительно упростить управление, по сравнению с обычными КПП тех лет, без синхронизаторов.

Второй важный момент в становлении технологии будущих АКПП – это перевод управления сцеплением с водителя на сервопривод, воплощённый в 30-х годах ХХ века фирмой «Дженерал Моторс». Эти коробки переключения передач назывались полуавтоматическими. Первой полностью автоматической КПП стала внедрённая в производство в 30-х годах ХХ века планетарная электромеханическая коробка «Коталь». Она устанавливалась на французские автомобили забытых ныне марок «Деляж» и «Делайе» (существовали до 1953 и 1954 г. соответственно).

Автомобиль «Деляж D8» – премиум-класс довоенной эпохи.

Другие автопромышленники в Европе также разрабатывали похожие системы фрикционов и тормозных лент. Вскоре подобные АКПП были реализованы в автомобилях ещё нескольких немецких и британских марок, известной и ныне здравствующей из которых является «Майбах».

Специалисты другой известной фирмы – американской «Крайслер» продвинулись далее других автопроизводителей, внедрив гидравлические элементы в конструкцию КПП, которые заменили сервоприводы и электромеханические элементы управления. Инженеры «Крайслера» разработали первые в истории гидротрансформатор и гидромуфту, которые имеются теперь в конструкции каждой автоматической коробки передач. А первая в истории гидромеханическая коробка-автомат, похожая по конструкции на современную, на серийных автомобилях была внедрена корпорацией «Дженерал Моторс».

Автоматические коробки передач тех лет были очень дорогими и технически сложными механизмами. К тому же, не всегда отличавшимися надёжной и долговечной работой. Они могли выигрышно выглядеть только в эпоху несинхронизированных механических коробок передач, управление автомобилем с которыми было достаточно тяжёлым трудом, требующим от водителя хорошо отработанного навыка. Когда широко распространились механические КПП с синхронизаторами, то по удобству и комфорту АКПП того уровня были ненамного лучше них. В то время как МКПП с синхронизаторами обладали гораздо меньшей сложностью и дороговизной.

В конце 1980/1990-х годах у всех крупных автопроизводителей происходила компьютеризация систем управления двигателем. Аналогичные им системы стали применять и для управления переключением скоростей. Если прежние решения использовали только гидравлику и механические клапаны, то теперь потоками жидкости стали управлять соленоиды, контролируемые компьютером. Это сделало переключения плавнее и комфортнее, улучшило экономичность и повысило эффективность работы трансмиссии.

Кроме того, на некоторых автомобилях были внедрены «спортивные» и другие дополнительные режимы работы, возможность вручную управлять коробкой передач («Tiptronic» и т.п. системы). Появились первые пяти- и более ступенчатые АКПП. Совершенствование расходных материалов позволило на многих коробках-автоматах отменить процедуру замены масла в процессе эксплуатации автомобиля, поскольку ресурс залитого в её картер на заводе масла стал сравнимым с ресурсом самой коробки передач.

Конструкция автоматической коробки передач

Современная коробка-автомат, или «гидромеханическая трансмиссия», состоит из:

• гидротрансформатора крутящего момента (он же – «гидродинамический трансформатор, ГДТ»);
• планетарного механизма автоматического переключения передач; тормозной ленты, заднего и переднего фрикционов – устройств, что напрямую переключают передачи;
• устройства управления (узла, состоящего из насоса, клапанной коробки и маслосборника).

Гидротрансформатор нужен для передачи крутящего момента от силового агрегата к элементам автоматической трансмиссии. Располагается между коробкой и мотором, и, таким образом, выполняет функцию сцепления. Гидротрансформатор наполнен рабочей жидкостью, которая улавливает и передает энергию двигателя в масляный насос, находящейся непосредственно в коробке.

Состоит гидротрансформатор состоит из больших колёс с лопастями, погружёнными в специальное масло. Передача крутящего момента осуществляется не механическим устройством, а при помощи масляных потоков и их давления. Внутри гидротрансформатора расположены пара лопастных машин – центростремительная турбина и центробежный насос, а между ними – реактор, который ответственен за плавные и стабильные изменения крутящего момента на приводах к колёсам транспортного средства. Итак, гидротрансформатор не контактирует ни с водителем, ни со сцеплением (он «сам и есть» сцепление).

Насосное колесо соединяется с коленвалом двигателя, а турбинное, - с трансмиссией. При вращении насосного колеса отбрасываемые им потоки масла раскручивают турбинное колесо. Чтобы крутящий момент можно было изменять в широких диапазонах, между насосным и турбинным колёсами предусмотрено реакторное колесо. Которое, в зависимости от режима движения автомобиля, может быть либо неподвижным, либо вращаться. Когда реактор неподвижен, он увеличивает скорость потока рабочей жидкости, циркулирующей между колёсами. Чем выше скорость движения масла, тем большее воздействие оно оказывает на турбинное колесо. Таким образом, момент на турбинном колесе увеличивается, т.е. устройство его «трансформирует».

Но гидротрансформатор не может преобразовывать скорость вращения и передаваемый крутящий момент во всех требуемых пределах. Да и обеспечить движение задним ходом он тоже не в силу. Для расширения этих возможностей к нему и присоединяется набор из отдельных планетарных передач с разным передаточным коэффициентом. Как бы несколько одноступенчатых КПП, собранных в одном корпусе.

Планетарная передача представляет собой механическую систему, состоящую из нескольких шестерён-сателлитов, которые вращаются вокруг центральной шестерни. Сателлиты фиксируются вместе при помощи круга-водила. Внешняя кольцевая шестерня имеет внутреннее зацепление с планетарными шестернями. Сателлиты, закрепленные на водиле, вращаются вокруг центральной шестерни, как планеты вокруг Солнца (отсюда и название механизма – «планетарная передача»), внешняя шестерня вращается вокруг сателлитов. Различные передаточные отношения достигаются путем фиксации различных деталей относительно друг друга.

Тормозная лента, задний и передний фрикцион – напрямую производят переключения передач с одной на другую. Тормоз – это механизм, который производит блокировку элементов планетарного ряда на неподвижный корпус коробки-автомата. Фрикцион же блокирует подвижные элементы планетарного ряда между собой.

Системы управления автоматических КПП бывают 2-х типов: гидравлическими и электронными. Гидравлические системы используются на устаревших или бюджетных моделях, и постепенно выводятся из употребления. А все современные коробки-«автоматы» управляются электроникой.

Устройством «жизнеобеспечения» для любой системы управления можно назвать масляный насос. Его привод осуществляется непосредственно от коленчатого вала двигателя. Масляный насос создаёт и поддерживает в гидравлической системе постоянное давление, независимо от частоты вращения коленчатого вала и нагрузок на двигатель. В случае отклонения давления от номинального функционирование АКПП нарушается –ввиду того, что исполнительные механизмы включения передач управляются давлением.

Момент переключения передач определяется по скорости автомобиля и нагрузке на двигатель. Для этого в гидравлической системе управления предусмотрена пара датчиков: скоростной регулятор и клапан-дроссель, или модулятор. Скоростной регулятор давления или гидравлический датчик скорости устанавливается на выходном вале автоматической коробки.

Чем быстрее едет транспортное средство, тем больше открывается клапан, и тем больше становится давление проходящей через этот клапан трансмиссионной жидкости. Предназначенный для определения нагрузки на двигатель клапан-дроссель соединяется тросом либо с дроссельной заслонкой (если речь идёт о бензиновом двигателе), либо с рычагом топливного насоса высокого давления (в дизельном моторе).

В некоторых автомобилях для подачи давления на клапан-дроссель используется не трос, а вакуумный модулятор, который приводится в действие разряжением во впускном коллекторе (при увеличении нагрузки на двигатель разряжение падает). Таким образом, эти клапаны создают такие давления, которые будут пропорциональными скорости движения автомобиля и загруженности его двигателя. Соотношение этих давлений и позволяет определять моменты переключения передач и блокировки гидротрансформатора.

В «ловле момента» переключения передачи принимает участие и клапан выбора диапазона, который соединен с селекторным рычагом АКПП и, в зависимости от его положения, разрешает либо запрещает включение определенных передач. Результирующее давление, которое создают клапан-дроссель и скоростной регулятор, вызывает срабатывание соответствующего клапана переключения. Причём, если машина ускоряется быстро, то система управления включит повышенную передачу позже, чем при разгоне спокойно-равномерном.

Как это делается? Клапан переключения находится под давлением масла от скоростного регулятора давления с одной стороны, и от клапана-дросселя – с другой. Если машина ускоряется медленно, то давление от гидравлического клапана скорости идёт по нарастающей, что приводит к открытию клапана переключения. Поскольку педаль акселератора нажата не полностью, то клапан - дроссель не создает большого давления на клапан переключения. Если же машина разгоняется быстро, то клапан-дроссель создаёт бо́льшее давление на клапан переключения, и препятствует его открытию. Чтобы преодолеть это противодействие, давление от скоростного регулятора давления должно превзойти давление от клапана-дросселя. Но это произойдет при достижении автомобилем более высокой скорости, чем это происходит при медленном разгоне.

Каждый клапан переключения соответствует определенному уровню давления: чем быстрее движется автомобиль, тем более высшая передача включится. Блок клапанов представляет собой систему каналов с расположенными в них клапанами и плунжерами. Клапаны переключения подают гидравлическое давление на исполнительные механизмы: муфты фрикционов и тормозные ленты, посредством которых осуществляется блокировка различных элементов планетарного ряда и, следовательно, включение (выключение) различных передач.

Электронная система управления так же, как и гидравлическая, использует для работы 2 основных параметра. Это скорость движения автомобиля и нагрузку на его двигатель. Но для определения этих параметров используются уже не механические, а электронные датчики. Основными из них являются рабочие датчики: частоты вращения на входе коробки передач; частоты вращения на выходе коробки передач; температуры рабочей жидкости; положения рычага селектора; положения педали акселератора. Кроме того, блок управления коробки-«автомата» получает дополнительную информацию от блока управления двигателем, и от других электронных систем автомобиля (в частности, от ABS – антиблокировочной системы).

Это позволяет точнее, чем в обычной АКПП, определять моменты необходимости в переключениях или в блокировке гидротрансформатора. Электронная программа переключения передач по характеру изменения скорости при данной нагрузке на двигатель может легко и мгновенно вычислить силу сопротивления движению автомобиля и при необходимости подстроиться: ввести соответствующие поправки в алгоритм переключения. Например, попозже включать повышенные передачи на полностью загруженном транспортном средстве.

В остальном, АКПП с электронным управлением так же, как и обычные, «не отягощённые электроникой» гидромеханические коробки, используют гидравлику для включения муфт и тормозных лент. Однако у них каждый гидравлический контур управляется электромагнитным, а не гидравлическим клапаном.

Перед началом движения насосное колесо вращается, реакторное и турбинное остаются в неподвижном состоянии. Реакторное колесо закреплено на вале посредством обгонной муфты, в связи с чем может вращаться только в одну сторону. Когда водитель включает передачу, нажимает на педаль газа – обороты двигателя растут, насосное колесо набирает обороты и потоками масла раскручивает колесо турбинное.

Масло, отбрасываемое обратно турбинным колесом, попадает на неподвижные лопатки реактора, которые дополнительно «подкручивают» поток этой жидкости, увеличивая его кинетическую энергию, и направляют на лопасти насосного колеса. Таким образом, при помощи реактора возрастает крутящий момент, что и требуется транспортному средству, набирающему разгон. Когда автомобиль разогнался, и начал двигаться с постоянной скоростью, то насосное и турбинное колёса вращаются примерно с одинаковыми оборотами. Причём поток масла от турбинного колеса попадает на лопасти реактора уже с другой стороны, благодаря чему реактор начинает вращаться. Возрастания крутящего момента не происходит, и гидротрансформатор переходит в равномерный режим гидромуфты. Если же сопротивление движению автомобиля начало возрастать (к примеру, автомобиль начал ехать на подъём, в гору), то скорость вращения ведущих колёс, а, соответственно, и турбинного колеса, падает. В этом случае потоки масла снова затормаживают реактор – и крутящий момент возрастает. Таким образом, производится автоматическое регулирование крутящего момента, в зависимости от изменений в режиме движения транспортного средства.

Отсутствие жёсткой связи в гидротрансформаторе имеет как достоинства, так и недостатки. Плюсы состоят в том, что крутящий момент изменяется плавно и бесступенчато, демпфируются крутильные колебания и рывки, передаваемые от двигателя к трансмиссии. Минусы состоят, прежде всего, в невысоком КПД, поскольку часть полезной энергии попросту теряется при «перелопачивании» масляной жидкости и расходуется на привод насоса АКПП, что, в конечном итоге, приводит к увеличению расхода топлива.

Но для сглаживания данного недостатка в гидротрансформаторах современных АКПП применяется режим блокировки. При установившемся режиме движения на высших передачах автоматически включается механическая блокировка колёс гидротрансформатора, то есть он начинает выполнять функцию обычного классического механизма сцепления. При этом обеспечивается жёсткая непосредственная связь двигателя с ведущими колёсами, как в механической трансмиссии. На некоторых АКПП включение режима блокировки предусмотрено и на низших передачах тоже. Движение с блокировкой является наиболее экономичным режимом работы коробки-«автомата». А при повышении нагрузки на ведущих колесах блокировка автоматически выключается.

При работе гидротрансформатора происходит значительный нагрев рабочей жидкости, вот почему в конструкции автоматических коробок предусматривается система охлаждения с радиатором, который либо встраивается в радиатор двигателя, либо устанавливается отдельно.

Любая современная коробка-«автомат» имеет на рычге-селекторе кабины следующие обязательные положения:

• Р – паркинг, или парковочная блокировка: блокировка ведущих колёс (не взаимодействует со стояночным тормозом). Аналогично, как на «механике» машину оставляют «на скорости» при постановке на стоянку;
• R – реверс, передача заднего хода (её всегда запрещено было активировать в момент движения автомобиля, а потом в конструкции предусмотрели соответствующую блокировку);
• N – нейтралка, режим нейтральной передачи (активируется при непродолжительной стоянке или при буксировке);

• D – драйв, движение передним ходом (при этом режиме будет задействован весь передаточный ряд коробки, иногда – отсекаются две высшие передачи).

А также может иметь некоторые дополнительные, вспомогательные или расширенные режимы. В частности:

• L – «понижайка», активация режима пониженной передачи (малый ход) с целью передвижения в сложных дорожных либо во внедорожных условиях;
• O/D – овердрайв. Режим экономии и размеренного перемещения (при любой возможности коробка-«автомат» переключается наверх);
• D3 (O/D OFF) - дезактивация высшей ступени для активной езды. Задействуется торможением силовым агрегатом;
• S – передачи раскручиваются до максимальных оборотов. Может присутствовать возможность ручного управления коробкой.
• На АКПП может присутствовать и специальная кнопка, которая запрещает переход на более высокую передачу при обгоне.

Преимущества и недостатки коробки-«автомата»

Как уже отмечалось, весомыми преимуществами автоматических коробок передач, по сравнению с механическими, являются: простота и комфорт управления транспортным средством для водителя: сцепление выжимать не нужно, «работать» рычагом переключения передач – тоже. Особенно это актуально в поездках по городу, которые и составляют, в конечном итоге, львиную долю пробега автомобиля.

Переключения передач на «автомате» получаются более плавными и равномерными, что способствует защите двигателя и ведущих узлов автомобиля от перегрузок. Расходные части (к примеру, диск сцепления или тросик) отсутствуют, потому и вывести из строя АКПП, в этом смысле, сложнее. В целом, ресурс многих современных АКПП превышает ресурс механических коробок передач.

К недостаткам автоматических коробок передач относят более дорогую и сложную, чем у МКПП, конструкцию; сложность ремонта и его высокую стоимость, более низкий КПД, худшую динамику и повышенный, по сравнению с МКПП, расход топлива. Хотя, усовершенствованная электроника коробок-«автоматов» ХХI века справляется с правильным выбором крутящего момента уже не хуже опытного водителя. Современные автоматические коробки передач зачастую оборудованы дополнительными режимами, позволяющими подстраиваться под определённый стиль вождения –от спокойного до «резвого».

Серьезным недостатком автоматических коробок переключения передач называют невозможность максимально точного и безопасного переключения передач в экстремальных условиях – к примеру, на сложном обгоне; на выезде из сугроба или серьёзной грязи быстрым переключением задней и первой передачи («в раскачку»), при необходимости запуска двигателя «с толкача». Нужно признать, что АКПП идеально подходят, главным образом, для обычных поездок без внештатных ситуаций. В первую очередь – по городским дорогам. Не очень приспособлены коробки-«автоматы» и для «спортивного вождения» (динамика разгона немного отстаёт от «механики» в связке с «продвинутым» водителем», и для ралли по боздорожью (не всегда может идеально приспособиться к изменению условий движения).

Что касается расхода топлива, то у автоматической коробки он в любом случае будет бо́льшим, чем у механической. Однако если раньше этот показатель составлял 10-15%, то в современных автомобилях он снизился до малосущественных отметок.

В целом, применение электроники существенно расширило возможности автоматических коробок переключения передач. Они получили различные дополнительные режимы работы: такие, как – экономичный, спортивный, зимний.

Резкий рост распространённости коробок-«автоматов» был вызван появлением режима «Autostick», который позволяет водителю, при желании, самостоятельно выбирать нужную передачу. Каждый производитель дал такому типу автоматической коробки передач свое название: «Audi» –«Tiptronic», «BMW» – «Steptronic», и т.п.

Благодаря продвинутой электронике в современных АКПП стала доступной и возможность их «самосовершенствования». То есть, изменения алгоритма переключений в зависимости от конкретного стиля вождения «хозяина». Электроника предоставила расширенные возможности также и для самодиагностики АКПП. И речь идёт не только о запоминании кодов неисправностей. Программа управления, контролируя износ фрикционных дисков, температуру масла, оперативно вносит необходимые коррективы в работу автоматической коробки передач.

Отчасти это так, но зная конструктивные особенности АКПП и принцип ее работы, Вы изначально продливаете жизнь своей коробке передач. В этой статье мы хотели бы рассказать Вам об основных механизмах и принципах работы автоматической коробки передач .

Содержание:

Что такое АКПП?

Автоматическая коробка переключения передач — это важный конструктивный элемент трансмиссии транспортного средства, служащая для изменения крутящего момента, направления, а также скорости движения т.с. и для длительного разъединения двигателя от трансмиссии. Различают бесступенчатые (Вариатор), ступенчатые (Гидроавтомат) и комбинированные коробки передач (Роботизированные ) .

Не секрет, что трансмиссия оказывает основное влияние на динамику автомобиля. Производители постоянно испытывают и внедряют новейшие технологии в наши автомобили. Тем не менее большинство автомобилистов предпочитают эксплуатировать автомобили с механической коробкой передач, так как считают, что головной боли последняя приносит гораздо меньше. Отчасти это так, но зная конструктивные особенности АКПП и принцип ее работы, Вы изначально продливаете жизнь своей коробке передач. В этой статье мы хотели бы рассказать Вам об основных механизмах и принципах работы автоматической коробки передач.

Что лучше МКПП или АКПП

Как правило, наш отечественный автолюбитель к автоматическим коробкам передач относится с определенными предубеждениями. Видимо причиной тому наше хроническое нежелание перекладывать на чужие плечи свою проблему и попытка самостоятельного ее устранения. К примеру, американцы, а ведь именно они придумали АКПП, этим не страдают. В Америке весьма не популярны механические коробки переключения передач и только 5% американских автолюбителей из ста пользуются механикой. Популярность АКПП и в Европе растет из года в год огромными темпами. Конечно же поклонники автомата есть и среди наших соотечественников, вот только правильно эксплуатировать их получается далеко не у всех. По утверждению автомехаников, именно несвоевременное тех. обслуживание и неправильная эксплуатация, зачастую служит первопричиной всех неисправностей автоматической коробки передач.

Как работает АКПП?

Для того, чтобы понять принцип работы автоматической коробки передач - мы условно распределим ее на три части: гидравлическая, электронная и механическая. Как можно догадаться, механическая часть отвечает непосредственно за переключение передач. Гидравлическая передает крутящий момент и создает воздействие на механическую. Электронная - это мозг, который отвечает за переключение режимов (селектор) и обратную связь с системами автомобиля.

Как известно сердцем машины является двигатель, в случае с коробкой передач это так же уместно. Трансмиссия должна преобразовывать мощность и крутящий момент двигателя таким образом, чтобы обеспечить для движения транспортного средства необходимые условия. Большую часть этой тяжелой работы выполняет гидротрансформатор (он же "бублик") и планетарные передачи.

Гидротрансформатор в зависимости от частоты вращения колес и нагрузки изменяет крутящий момент автоматически и выполняет функции сцепления (как в механической коробке). В свою очередь состоит из пары лопастных машин - центростремительной турбины и центробежного насоса, а также между ними расположен направляющий аппарат-реактор.

Турбина с насосом максимально сближены, а их колеса имеют форму, которая обеспечивает непрерывный круг циркуляции рабочих жидкостей. Именно благодаря этому у гидротрансформатора минимальны габаритные размеры и минимальны потери энергии при перетекании жидкостей от насоса к турбине. Коленвал двигателя связан с насосным колесом, а вал коробки передач с турбиной. В виду этого в гидротрансформаторе нет жесткой связи между ведомыми и ведущими элементами, потоки рабочих жидкостей осуществляют передачу энергии от двигателя к трансмиссии, которая с лопаток насоса отбрасывается на лопасти турбины.

Как работает АКПП видео:

Гидромуфта и гидротрансформатор

Собственно говоря, гидромуфта работает по такой же схеме, не трансформируя его величину она передает крутящий момент. Реактор введен в конструкцию гидротрансформатора для того чтобы изменять момент. В принципе это такое же колесо с лопатками только жестко посаженное на корпус и до определенного времени не вращающееся. На пути по которому возвращается масло из турбины в насос расположен реактор. Особый профиль имеют лопатки реактора, сужаются постепенно межлопаточные каналы. Благодаря этому скорость рабочих жидкостей текущих по каналам направляющего аппарата, понемногу увеличивается, а выбрасываемая в сторону вращения насосного колеса из реактора жидкость подгоняет и подталкивает его.

Из чего состоит АКПП?

1. Гидротрансформатор — сходен со сцеплением в мех.коробке, но управления непосредственно водителем не требует.
2. Планетарный ряд — сходен с блоком шестерен в мех.коробке и изменяет придаточное отношение в автомате при переключении передач.
3. Тормозная лента, задний фрикцион, передний фрикцион — они служат для непосредственного переключения передач.
4. Устройство управления — это целый узел состоящий из шестеренчатого насоса, клапанной коробки и маслосборника. Клапанная плита (гидроблок) — это система каналов с клапанами (соленоидами) и плунжерами, выполняющими функции контроля и управления, также преобразует нагрузку двигателя, степень нажатия на акселератор и скорость движения в гидравлические сигналы. На основании таких сигналов, за счет последовательного включения и выхода из рабочего состояния фрикционных блоков, автоматически меняются передаточные числа.

Гидротрансформатор Планетарный ряд

Отличия в устройстве АКПП заднеприводных и переднеприводных автомобилей

Есть также несколько различий в устройстве и компоновке автоматических трансмиссий заднеприводных и переднеприводных автомобилей. У переднеприводных автомобилей АКПП более компактна и внутри корпуса имеет отделение главной передачи т. е. дифференциал. В остальном функции и принципы действия всех АКПП одинаковы. Для обеспечения движения и выполнения всех функций АКПП оснащена такими узлами, как: гидротрансформатор, узел управления и контроля, коробка передач и механизм выбора режима движения.

Заднеприводный автомобиль Переднеприводный автомобиль

Автоматические трансмиссии широко используются в конструкции автомобилей, поскольку упрощают управление транспортным средством. Владельцам машин необходимо знать, как пользоваться коробкой-автоматом, поскольку от правильной эксплутации зависит ресурс и надежность изделия.

[ Скрыть ]

Устройство и принцип работы АКПП

В состав автоматической трансмиссии входят:

• гидравлический трансформатор;
• планетарный механический редуктор (или вальный);
• гидравлическая система управления;
• электронная система контроля;
• дифференциал (в коробках переднеприводных машин);
• главная пара (для переднего привода).

Гидротрансформатор установлен в корпусе, имеющем форму тороида, за что имеет прозвище среди механиков «бублик».

Гидротрансформатор АКПП

Гидравлический трансформатор является механизмом с передачей крутящего момента потоками жидкости. Устройство размещается между маховиком двигателя и механической частью трансмиссии. В качестве рабочей жидкости используется масло, которое имеет пониженную вспениваемость и стабильную от температуры и срока эксплуатации вязкость. Трансформатор выполняет роль сцепления и изменяет величину крутящего момента, снимаемого с маховика силового агрегата. На фото ниже показано общее устройство коробки.

Принципиальная схема автоматической коробки

В состав конструкции гидротрансформатора входят:

• ведущее колесо, оборудованное насосными лопатками, которое жестко соединено с маховиком;
• ведомое колесо, оснащенное турбинной крыльчаткой, жестко установленное на первичном валу механической части коробки;
• дополнительный лопастной реактор (статор);
• корпус.

Конструкция колес предусматривает минимальные зазоры между рабочими элементами, дополнительно установлены уплотнители, препятствующие вытеканию жидкости. В момент начала движения насосные лопатки создают поток масла. Возникающая центробежная сила выводит масло на внешний радиус колеса. Затем поток попадает на турбинное колесо, передавая крутящий момент на связанный с ним первичный вал коробки. После этого поток направляется в реактор, пройдя через который жидкость возвращается к входным каналам колеса насоса. Если удалить реактор, то конструкция превратится в обычную гидромуфту, которая не может регулировать величину крутящего момента.

Реактор работает в двух режимах — неподвижном и вращательном. На начальном этапе коробки реактор не вращается, его лопасти используются для удержания отраженного из турбины потока жидкости. При удалении реактора этот поток станет поступать на насос, затормаживая его и снижая эффективность трансмиссии.

Удерживая поток реактор повышает давление жидкости на турбинном колесе, регулируя таким образом крутящий момент. После выравнивания частот вращения насоса и турбины реакторное колесо начинает вращаться. Момент начала действия реактора называется точкой сцепления. Реакторное колесо вращается с частотой, соответствующей оборотам турбины.

Однако реактор не позволяет регулировать момент в широком диапазоне. Кроме этого, конструкция трансформатора не обеспечивает передачи заднего хода.

Планетарный редуктор автоматической коробки

Для расширения диапазона трансформации и обеспечения заднего хода применяются механические редукторы. Наибольшее распространение получили планетарные механизмы, обеспечивающие широкий диапазон изменения передаточных чисел при небольших габаритных размерах. Редуктор состоит из центральной (солнечной) шестерни, вокруг которой вращаются сателлиты, установленные на общем водиле. На периферийной части передачи установлена еще одна шестерня (эпицикл или корона).

Планетарный редуктор в автоматической трансмиссии дополнен фрикционными и тормозными муфтами, а также ленточными тормозами. В автоматических коробках имеется несколько планетарных редукторов, которые применяются при переключении скоростей. Число редукторов на один меньше, чем число скоростей в коробке. Например, 4-скоростная коробка оснащена тремя планетарными редукторами с различным передаточным отношением.

Муфта сцепления состоит из набора дисков и пластин, установленных поочередно. Пластины жестко закреплены на ведущем валу, а диски соединены с деталями планетарного редуктора. Управление работой муфты гидравлическое. Диски изготавливаются из мягкого фрикционного материала, пластины — из стали. Ленточный тормоз включает в себя поверхность трения (барабан), установленный на валу и тормозную ленту. Лента фиксируется на картере коробки и на исполнительном гидравлическом приводе.

Гидравлика автоматической коробки

Для управления переключением скоростей применяется гидравлический привод, позволяющий автоматизировать процесс. В современных трансмиссиях гидравлика дополнена электронными блоками управления, которые контролируют работу системы.

В состав гидравлики коробки входят:

• масляный поддон, оснащенный магнитным элементом для сбора продуктов износа деталей;
• масляная помпа с центробежным регулятором давления (золотникового типа);
• фильтр для очистки жидкости от загрязнения;
• каналы для подачи рабочей жидкости к исполнительным элементам:
• клапанные распределители.

Масло в коробке применяется не только для привода исполнительных механизмов, но и для смазки и охлаждения узлов. В картере имеются два отверстия — для контроля уровня при помощи щупа и вентиляционный сапун.

При работе автоматической трансмиссии необходимо поддерживать уровень жидкости в поддоне. От этого параметра зависит ресурс коробки и надежность работы.

Регулятор давления позволяет поддерживать интенсивность потока в заданных пределах. Современные коробки оснащены соленоидными клапанами, которые управляются электронным блоком. Блок изменяет интенсивность потока в зависимости от скорости движения авто, угла открытия дроссельной заслонки, сопротивления движению и других параметров. Соленоидные клапана применяются для регулировки потока в одной или нескольких магистралях, и также в приводах переключения скоростей. Клапаны размещаются в отдельной коробке, расположенной в непосредственной близости от насоса. Корпус коробки представляет собой так называемую гидроплиту — деталь с большим числом каналов для жидкости.

Гидроплита автоматической коробки

В качестве исполнительных механизмов используются гидравлические цилиндры, преобразующие давление масла в механическую работу. Частным случаем гидроцилиндра является бустер, применяемый для управления работой дискового тормоза или механизма блокировки.

Устройство автоматической коробки на примере узла Тойота показано в видео, снятом для канала АвтоМагистр ТехЦентр.

Схема работы коробки

Принцип работы четырехскоростной коробки:

1. Крутящий момент подается на центральную шестерню от гидротрансформатора. При этом водило сателлитов заблокировано. В любой автоматической коробке имеются как минимум две планетарные передачи, поэтому вращение от первой передается на вторую. Выходной вал коробки получает момент от второй планетарной передачи.
2. Вторая передача работает при помощи двух планетарных передач. На первой передаче заблокирована ленточным тормозом корона, водило вращается вместе с сателлитами. От этого узла момент поступает на второй редуктор, в котором муфтой остановлена центральная шестерня. Выходной вал коробки получает крутящий момент от короны второго редуктора. Передаточное число второй передачи вычисляется умножением передаточных чисел первого и второго редуктора.
3. На третьей передаче выполняется остановка коронной шестерни и водила первого редуктора. За счет этого редуктор работает как единое целое, не меняя числа оборотов.
4. Четвертая передача является повышающей. Работа обеспечивается остановом тормозом коронной шестерни, передача момента идет через центральную шестерню.
5. Для включения заднего хода выполняется удержание водила сателлитов во втором редукторе. Крутящий момент поступает на центральную шестерню второго редуктора, который затем передается на центральную шестерню первого редуктора.

Чем удобна автоматическая коробка передач?

Автоматическая трансмиссия имеет несколько преимуществ:

1. Автоматическое переключение скоростей упрощает процесс управления автомобилем, поскольку сокращается число педалей. Водителю не надо контролировать обороты двигателя и включенную передачу.
2. Проходимость транспортного средства, оборудованного автоматической трансмиссией, выше. Повышение проходимости достигается исключением разрыва потока мощности и крутящего момента при переключении скоростей.
3. Снижение динамических нагрузок, передаваемых на силовой агрегат и узлы трансмиссии.
4. Защита от запуска при включенной передаче. Встроенная в коробку система контроля блокирует стартер при установке селектора в положения, отличные от парковки и нейтрали. Современные автомобили позволяют выполнить пуск только в положении парковки.

К недостаткам автоматических коробок обычно относят:

1. Потери мощности в гидротрансформаторе, которые приводят к росту топлива. На современных многоскоростных коробках этот недостаток устранен путем обеспечения оптимальной частоты вращения двигателя и введения блокировки гидротрансформатора с компьютерным управлением.
2. Несколько сниженная динамика автомобиля с автоматической трансмиссией. Проблема решена на коробках с двумя сцеплениями, которые обеспечивают быстрое переключение скоростей.
3. Невозможность буксировки автомобиля или запуска мотора буксированием.
4. Быстрый износ рабочих элементов в бесступенчатых вариаторах. Невозможность с силовыми установками, развивающими крутящий момент более 300 Н/м.
5. Застрявший автомобиль нельзя освободить раскачкой (быстрым переключением первой и задней передачи), поскольку от подобных манипуляций автоматическая коробка выходит из строя.

Виды автоматических КПП

На современных автомобилях применяется несколько типов автоматических трансмиссий. Коробки отличаются конструкцией и способом передачи крутящего момента от входящего вала на выходящий. Ниже рассмотрены наиболее распространенные варианты трансмиссий.

Гидромеханическая коробка передач

В состав конструкции коробки входят три основных узла:

• гидравлический трансформатор;
• механическая коробка;
• система переключения и управления.

Существуют два типа гидромеханических трансмиссий, отличающихся конструкцией механической части:

• с валами (применяется на грузовой технике или автобусах);
• с планетарным редуктором (на легковых машинах и микроавтобусах).

Переключение передач в коробках, оснащенных вальными редукторами, осуществляется многодисковыми фрикционными муфтами «мокрого» типа, т. е. работающими в масляной ванне. Для включения первой или пониженной передачи может применяться зубчатая муфта. Аналогичная муфта используется для включения передачи заднего хода. Применение фрикционов обеспечивает плавное переключение скоростей, без ударов и разрывов крутящего момента. Недостатком вальной коробки являются большие размеры и шумность работы. С другой стороны, массивная конструкция позволяет передавать значительный крутящий момент без риска выхода узлов из строя.

В планетарной гидромеханической трансмиссии переключение выполняется муфтами и ленточными тормозами. Особенностью конструкции является пробуксовка муфт и лент коробки при переключении любой скорости. Из-за этого происходит снижение эффективности коробки. Плюсом трансмиссии являются уменьшенные габариты и вес, но стоимость изделия выше, как и сложность ремонта и технического обслуживания.

Устанавливаемый на гидромеханических трансмиссиях трансформатор может блокироваться. Подобный режим работы обозначается Lock Up Torque Convertor Clutch. При этом режиме крутящий момент от двигателя подается непосредственно на планетарные редукторы, превращая коробку в механический агрегат. Блокировка и разблокировка выполняются в автоматическом режиме.

Гидромеханическая планетарная коробка Ford в разрезе

Вариатор (CVT)

Вариатор представляет собой коробку передач с бесступенчатым изменением передаточного отношения. Изменение числа происходит в зависимости от внешней нагрузки и условий работы двигателя, что позволяет эффективно использовать характеристики силового агрегата.

На автомобилях используется два типа вариаторов:

• клиноременный;
• фрикционный.

Конструкция клиноременного вариатора состоит из двух регулируемых шкивов и стального ремня. Звенья ремня имеют сечение в форме трапеции. Каждый шкив состоит из двух частей, боковые поверхности которых образуют рабочую поверхность. Части могут перемещаться друг относительно друга, смещая рабочую поверхность по радиусу.

При сдвижении половин ведущего шкива происходит вытеснение ремня на внешний радиус, что приводит к увеличению передаточного отношения. Вытеснение происходит по принципу клина, попавшего между двумя поверхностями. Поэтому конструкция получила название клиноременной. При разведении половин шкива ремень уходит между частями до минимальной точки, уменьшая передаточное число.

Для достижения прямой передачи требуется выставить одинаковые рабочие радиусы на шкивах. Стальной ремень может иметь разную конструкцию — в виде цепи или состоять из набора стальных пластин. На схеме хорошо видно, как устроен клиноременной вариатор.

Клиноременной вариатор Мерседес-Бенц

Обозначение узлов на схеме вариатора:

• 1 — первичный вал;
• 2 — цепной привод насоса гидравлической системы;
• 3 — стартовый гидротрансформатор;
• 4 — дифференциал;
• 5 — ;
• 6 — ведомый шкив;
• 7 — вторичный вал коробки;
• 8 — планетарный редуктор передачи заднего хода;
• 9 — ведущий шкив.

В состав клиноременного вариатора включается малогабаритное сцепление или гидротрансформатор, которые используются в момент начала движения. После начала работы вариатора происходит блокирование этих узлов. Непосредственное управление шкивами выполняется сервоприводами, которые получают сигналы от электронного управляющего блока и датчиков.

Фрикционный или тороидальный вариатор представляет собой комплект соосно расположенных дисков и роликов, которые передают крутящий момент. Название тороидальный устройство получило за форму рабочих поверхностей ведомого и ведущего элемента.

Передаточное отношение регулируется путем перестановки роликов по боковой поверхности дисков. Из-за значительно силы прижатия ролика к диску перемещение возможно при помощи специальных механизмов.

Возможны и другие конструктивные решения. Примером может стать узел Nissan Extroid, в котором ролик сдергивается с места гидравлическим приводом. После этого он перемещается самостоятельно (благодаря сдвигу относительно оси диска). Принцип работы тороидного механизма хорошо понятен по схеме, приведенной ниже.

Принцип работы тороидного вариатора Ниссан

Роботизированная механика

Этот вид трансмиссии представляет собой обычную механическую коробку с переключением скоростей роботом, т. е. без вмешательства водителя. Автомобили с роботом не оснащены педалью сцепления, селектор переключения похож на узел автоматической коробки передач.

Механическая коробка ВАЗ с роботизированным сцеплением

Минусами роботизированных коробок являются:

• низкая плавность работы;
• плохая динамика (частично исправляется переходом в «ручной» режим);
• проблемы при движении на затяжные подъемы;
• перегрев дисков сцепления при движении в пробках.

Другим вариантом роботизированной коробки является трансмиссия с двумя сцеплениями, впервые внедренная в производство концерном Volkswagen под торговым обозначением DSG. В коробке применены два сцепления, одно из которых обслуживает четные передачи, а второе — нечетные.

• со сцеплением «мокрого» типа, которое является причиной потерь мощности;
• с дисками «сухого» типа.

Краткое описание принципа работы:

1. В момент начала движения сцепление первой передачи включено, передавая крутящий момент, второе — находится в разомкнутом состоянии.
2. При достижении определенной скорости оборотов двигателя электронный блок управления отключает первое сцепление и включает второе.
3. После этого первое сцепление перестраивается на управление третьей передачей и ожидает момента переключения.

К традиционным плюсам коробки относится очень быстрая процедура переключения, коробка обеспечивает более динамичный разгон, чем обычная механическая трансмиссия. Компьютерное управление работой коробки позволяет снизить расход топлива на 10-12%. Основным минусом трансмиссии является ускоренный износ сцеплений, особенно «сухого» типа, из-за которого начинаются толчки при переключении

Кулачковая коробка передач

Трансмиссия является механической, автомобиль имеет педаль сцепления. Коробка передач кулачкового типа не имеет в конструкции синхронизаторов, переключение выполняется при помощи кулачковых муфт. Сцепление используется при трогании с места, дальнейшие переключения выполняются при уменьшенном угле открытия дроссельной заслонки. Рычаг переключения перемещается в двух направлениях — включая повышенную или пониженную скорость. Такой механизм называется секвентальным, напоминает устройство переключения скоростей на мотоциклетных коробках.

Для переключения используется муфта, оснащенная несколькими крупными кулачками (не более 5-7), которые входят в зацепление с кулачками, установленными на шестерне передачи. Зацепление имеет значительный боковой зазор, позволяющий ускорить включение скорости. Недостатком коробки являются ударные нагрузки на двигатель и остальные узлы трансмиссии. Для уменьшения осевых нагрузок в коробках применяются прямозубые шестерни.

Кулачковые коробки применяются на мелкосерийных спортивных и доработанных автомобилях. Серийная продукция подобными агрегатами не комплектуется.

Набор кулачковых шестерен для коробки Subaru

Режимы работы автоматических трансмиссий

Для выбора режима работы коробки используется селектор, который связан с . На коробке установлен механизм переключения, который отвечает за включение режимов. Вокруг селектора устанавливается рамка с нанесенными значками, обозначающими режим работы. Значки могут оснащаться подсветкой. На фото показан базовый вариант селектора без возможности ручного переключения.

Типовая схема режимов переключения и управления АКПП

Основной функционал

В процессе эксплуатации автоматической коробки используются несколько основных режимов, особенности работы которых рассмотрены ниже.

Водитель должен знать особенности работы и управления каждым режимом:

1. Парковка (P, Parking), применяется во время нахождения автомобиля на стоянке, при этом режим не является стояночным тормозом. Включение производится только после остановки машины. В процессе движения режим включить невозможно, поскольку в устройстве механизма переключения имеется специальный блокиратор. Режим парковки позволяет выполнять запуск силового агрегата стартером, Колеса соединены с валами коробки блокирующим механизмом, размещенным в картере коробки.
2. Задний ход (R, Reverse), используется для маневрирования задним ходом. Включается после полной остановки транспортного средства. В селекторе имеется блокировочный элемент, предотвращающий случайное переключение в движении.
3. Нейтральная позиция (N, Neutral), в которой в коробке не включена передача. Отличием от парковки является отключенная блокировка колес. Допускается запуск двигателя. Буксировка на режиме нейтрали запрещается, поскольку в коробке отсутствует подача жидкости под давлением.
4. Режим движения (D, Drive), который применяется для перемещения автомобиля. При включении режима происходит автоматическое переключение скоростей вверх и вниз. На некоторых трансмиссиях используется дополнительный режим L (Low), который ограничивает включение повышенных передач и используется при движении в сложных дорожных условиях.

Многие производители не рекомендуют оставлять автомобиль на уклонах с удержанием только коробкой, поскольку это приводит к деформации и заеданию блокировочного механизма. При остановке автомобиля на уклоне сначала устанавливается нейтральное положение селектора коробки, а затем поднимается рычаг ручного тормоза. При трогании авто удерживается ручным тормозом, затем коробка переводится в положение движения и только потом снимается стояночный тормоз.

Об особых режимах

Особые или дополнительные режимы применяются для эксплуатации автомобиля в условиях бездорожья или для изменения характера работы трансмиссии с учетом специфики движения. Управление дополнительными режимами выполняется кнопками или переводом рычага переключения в отдельное положение.

Режим «Типтроник»

Название режима «Типтроник» (Tiptronic) впервые появилось на автомобилях бренда Порше в 1990 году. Режим позволяет переключать скорости автоматической коробки передач вручную.

Разрабатывая принцип Tiptronic конструкторы стремились соединить в одном агрегате комфортность работы автоматической трансмиссии и достоинства механической. В режиме ручного переключения водитель может контролировать динамику автомобиля в режимах торможения силовым агрегатом. Также имеется возможность принудительного перехода на пониженную передачу перед входом или в процессе входа в поворот.

Ручной режим используется для обеспечения дополнительного ускорения при разгоне. Минусом использования режима Tiptronic является усложнение конструкции коробки и задержки при переключении скоростей, которые могут достигать одной секунды.

Для ручного переключения селектор уводится влево

Переключение выполняется или селектором коробки, переключенным в режим ручного управления трансмиссией. При управлении рычагом он переводится в положении D, а затем вбок, в отдельный ряд, обозначенный символикой «+» и «-«. Значок «+» обозначает направление движения рычага для включения повышенной передачи, значок «-» — для пониженной. Номер включенной передачи отображается на дисплее, расположенном на комбинации приборов.

Подрулевые лепестки переключения

Обозначение подрулевых лепестков аналогичное. Один используется для переключения скоростей вверх, второй — вниз.

Ручной режим переключения автоматической коробки скоростей может называться Steptronic — фирменное название от концерна BMW. Кардинальных отличий в алгоритме работы и управления от Tiptronic нет.

Спортивные режимы

Включение спортивного активирует специальный алгоритм переключения скоростей — на повышенных оборотах двигателя. Ряд производителей транспортных средств задействуют в алгоритме работы блок управления силовым агрегатом, который обеспечивает более интенсивный набор оборотов. При убирании ноги с педали газа обороты падают через некоторое время, что позволяет обеспечить динамику разгона при обратном нажатии на педаль. На некоторых автомобилях при включении спортивного режима могут меняться настройки жесткости подвески и звук выхлопа (при помощи специального клапана).

Частным случаем спортивного режима можно назвать «кикдаун», который включается при резком нажатии на педаль газа. При этом происходит переключение на пониженную передачу и более интенсивный разгон автомобиля даже при установке селектора переключения в обычном положении.

Другие режимы

В зависимости от производителя автомобиля и коробки могут встречаться дополнительные режимы. Дополнительные режимы управляются передвижением рычага или нажатиями на отдельные кнопки. Кнопки располагаются на рычаге или на центральной консоли.

Овердрайв, представляющий собой дополнительную повышающую передачу. Функция используется в некоторых гидромеханических коробках передач.

Режим овердрайв является аналогом пятой или шестой передачи в механических коробках скоростей. При активации режима происходит переключение на повышенную скорость при отпускании педали газа, а при обратном нажатии коробка уходит на одну или несколько скоростей вниз. При отключенном овердрайве переключение выполняется на повышенных оборотах, при торможении происходит удержание передачи до момента падения оборотов и скорости до определенного значения.

Овердрайв используется при установившемся движении автомобиля по загородным трассам без дополнительной нагрузки (например, прицепа). Режим обозначается на селекторе буквой D или O/D.

Кнопка включения режима Overdrive на селекторе Ford Fusion

Противоположностью режиму овердрайв является функция отключения повышенной передачи. Обозначается на селекторе буквами D3 или O/D Off. Может применяться при движении в городских условиях для обеспечения максимальной динамики. По сути является ранним вариантом спортивного режима.

Режим D3 на селекторе

Зимний режим Manu (S или цифры 1 или 2) включается кнопкой, размещенной рядом с рычагом селектора. При активации режима переключение скоростей происходит на пониженных оборотах двигателя, что снижает пробуксовку колес на заснеженной дороге и льду. Возможно дополнительное снижение пробуксовки путем принудительного переключения коробки скоростей при старте с места на вторую передачу. После начала движения коробка переводится в стандартный режим D. При активном зимне режиме возможен кикдаун, однако он ограничен по оборотам двигателя.

Инструкция как пользоваться коробкой автомат

Краткая инструкция по эксплуатации автоматических трансмиссий:

1. Запустить двигатель.
2. Нажать и удерживать педаль тормоза.
3. Перевести селектор в позицию движения или заднего хода.
4. Отключить стояночный тормоз.
5. Отпустить тормоз, по мере отпускания автомобиль начнет плавно двигаться.
6. После полного отпускания тормоза нажать на газ для начала движения. Сброс газа приводит к торможению двигателем и снижению скорости.
7. Для остановки требуется нажать на педаль тормоза.

Режимы переключения и управления АКПП

При эксплуатации трансмиссии рычаг переключается в соответствии с рекомендациями, изложенными выше. При переключении не следует прикладывать излишних усилий на рычаг. Затрудненное переключение является признаком неисправности переключателя или тросового привода.

Фотогалерея

На фото показаны особенности упраленя коробками на некоторых авто. Рекомендации по управлению имеются в инструкции по эксплуатации.

Особенности при управлении автомобилем с АКПП

Особых отличий в управлении автомобилем с автоматической трансмиссией нет. При движении рекомендуется избегать частых и резких разгонов, поскольку они приводят к повышенному нагреву и износу коробки.

Нужен ли автомобилю с коробкой автомат ручной тормоз?

Автомобиль с автоматической трансмиссией обязательно должен иметь исправный стояночный тормоз. Удержание автомобиля на парковке только трансмиссией приводит к повышенным нагрузкам на узел, которые могут стать причиной поломки.

Как пользоваться АКПП в пробках?

При длительном нахождении в пробках, особенно при высокой температуре воздуха, рекомендуется периодически охлаждать агрегат. Для этого селектор переводится в нейтральное положение, автомобиль удерживается рабочими тормозами.

При долговременной остановке в пробке можно перевести селектор коробки в положение парковки. Кроме охлаждения трансмиссии это даст возможность отдохнуть водителю, поскольку ему не требуется удерживать нажатой педаль тормоза.

Подрулевые переключатели

Подрулевые переключатели представляют собой малогабаритные пластиковые рычажки, которые устанавливаются на рулевом колесе и подсоединяются через гибкий шлейф к электронной системе автомобиля. При нажатии на лепестки происходит ручное переключение скоростей.

Рулевое колесо Ford с установленными лепестками

Основные условия эксплуатации АКПП

В процессе эксплуатации коробки владельцу необходимо соблюдать ряд правил, которые продлевают ресурс агрегата. Особенно это касается зимней эксплуатации. Помимо этого, коробка накладывает некоторые ограничения на эксплуатацию, которые также необходимо помнить и соблюдать.

Эксплуатация автоматической коробки зимой

Для прогрева коробки при отрицательной температуре воздуха необходимо:

1. Запустить двигатель и дать ему поработать 2-3 минуты.
2. Сесть за руль, удерживая ногой тормоз начать переводить селектор по всем позициям. На каждой позиции требуется давать задержку на 8-10 секунд. Рекомендуется греть коробку еще 5-6 минут, периодически переводя селектор по кругу.
3. Начать движение плавно, не утапливая педаль газа более чем на треть. Прогреть коробку на плавном режиме движения в течение нескольких километров пути.

Что не стоит делать с АКПП?

Для обеспечения ресурса коробки владельцу не следует производить следующие манипуляции:

1. Не следует включать нейтральное положение при движении накатом, поскольку в этом случае не обеспечивается смазка и теплоотвод узлов коробки. Злоупотребление движением накатом может стать причиной износа и подгорания фрикционных дисков и пластин в муфтах.
2. Запрещено переключать режимы движения вперед и назад без полной остановки автомобиля и вращающихся частей в коробке. При переключении необходимо удерживать автомобиль рабочим тормозом. Известны случаи поломки шестерен и картера коробки. Именно по этой причине не разрешается выбираться из грязи или снежного заноса путем раскачивания автомобиля.
3. Нельзя использовать автоматическую коробку в качестве стояночного тормоза.
4. Нельзя буксировать автомобиль. Машины с автоматической коробкой буксируются только с загрузкой ведущих колес на тягач.
5. Запрещено давать повышенную нагрузку на холодную трансмиссию. Для прогрева коробки требуется больше времени, чем на нагрев двигателя, поэтому первые 7-10 км пути рекомендуется двигаться на малой скорости без рывков и ускорений.
6. Избегать движения по бездорожью с пробуксовкой колес.
7. Не рекомендуется использовать автомобили с автоматическими коробками для буксировки тяжелого прицепа.

Типичные неисправности автоматической коробки передач

Некоторые распространенные неисправности:

1. Поломки кулисы переключения, которые не позволяют переключать режимы работы. Ремонт заключается в замене сломанных или изношенных деталей. На некоторых машинах доступ к механизму переключения затруднен, поэтому может потребоваться демонтаж коробки или подрамника вместе с силовым агрегатом и коробкой.
2. Течь рабочей жидкости через сальники или уплотнительные прокладки. Проблема решается заменой изношенных деталей и сменой жидкости и фильтра.
3. Блокировка работы коробки из-за выходи из строя управляющей электроники. В процессе ремонта меняются блоки и жгуты проводки.
4. Коробка не позволяет двигаться вперед, но задняя передача работает. Причиной является износ муфт, заедание или засорение клапанов.
5. Не работает задняя передача и часть передач переднего хода. Причиной поломки является износ одной из рабочих муфт или поломка гидравлических магистралей, обеспечивающих работу узла.
6. При попытке переключить селектор и начать движение происходит толчок, режим переключается, но движение не начинается. Это является симптомом поломки гидротрансформатора или недостаточного уровня масла. Возможно засорение фильтра продуктами износа, из-за чего не обеспечивается необходимая производительность и давление в гидравлической системе коробки.
7. Возможно движение вперед только на одной скорости. Причина — износ муфт, обрыв манжеты привода муфты, заедания клапанов блока.
8. Металлические шумы при движении указывают на износ подшипников или шестерен. Ритмичный металлический стук на холостом ходу сигнализирует об износе дисков в одной из муфт.
9. Проблема с движением автомобиля после прогрева коробки, при этом на холодную коробка работает нормально. Дефект возникает в результате износа или поломки лопаток на крыльчатках насоса или турбины.

При возникновении проблем с автоматической коробкой владельцу необходимо обратиться в специализированный сервис. Попытки самостоятельного ремонта могут привести к необратимым последствиям и необходимости замены коробки в сборе.

АКПП , также именуемая как автомат или тяпка, представляет разновидность трансмиссии авто, позволяющую уменьшить нагрузку на шофера при езде так как выбор передач происходит автоматически, без участия водителя. Данный факт оказывает влияние на все характеристики, которыми обладают автомобили с коробкой автомат.

Фотогалерея:

Преимущества АКПП

• увеличение комфорта при движении авто и освобождение шофера от контроля сторонних функций;
• плавное переключение передач и согласование нагрузки на мотор со скоростью и силой нажатия педали;
• предохранение мотора от любой перегрузки;
• допуск к частичному или полному ручному управлению трансмиссией.

Типы АКПП

Автоматические коробки современных автомобилей можно поделить на несколько типов, различающихся по системе управления и контроля над эксплуатацией автоматической коробки переключения передач. Первый тип трансмиссии управляется с помощью гидравлического устройства, а второй – электронным распределителем.

Типы автоматической коробки передач

«Внутренности» у обеих трансмиссий идентичны, однако существует несколько различий компоновки, которыми обладает каждая автоматическая коробка.

Все 3 типа автоматических коробок кратко рассмотрим более подробно, чтобы понять их отличие между собой и принцип работы.

Виды АКПП - кратко о главном.

Гидроавтомат - классическая АКПП

Гидравлический тип автоматической коробки передач является самой простой АКПП. Такая коробка исключает прямую связь двигателем и колесами. Крутящий момент в ней передается двумя турбинами и рабочей жидкостью. Вследствие усовершенствования механизма в такой коробке появилось специализированные электронное устройство, которое также смогло добавить такие режимы работы как: «зима», «спорт», экономичная езда.

Одним из главных недостатков, в сравнении с – это немного больше расход топлива и время на разгон.

Роботизированная АКПП

МТА в народе звучит как робот DSG, конструктивно наиболее схож с механической КПП, но с точки зрения управления - типичная АКПП, которая в следствии эволюции не только снизить потребления топлива, но и ряд других преимуществ естественно со своими нюансами.

Вариаторная трансмиссия

Хотя и считается автоматической коробкой, принципиально разные и по устройству и по принципу работы. В такой коробке передач отсутствуют ступени так как нет фиксированного передаточного числа. Водители привыкшие слушать мотор своего автомобиля не могут отслеживать её работу, ведь крутящий момент в коробке вариатор изменяется плавно и тональность двигателя не меняется.

Компоненты АКПП

• гидротрансформатор , который заменяет сцепление, и не потребует участия и управления со стороны шофера.
• вместо блока шестерен в АКПП установлен планетарный ряд . Эта часть помогает изменить отношение в АКПП при переключении трансмиссии.
• передний и задний фрикцион , а также тормозная лента, благодаря которым осуществляется непосредственно переключение передач.
• последняя и самая важная деталь – устройство управления , которое представляет собой узел из поддона коробки передач, насоса и клапанной коробки, выполняющей функции контроля. Данный компонент передает данные о движении посредством знаков, которые передают сигнал к действию самой АКПП.

Устройство и работа автоматической коробки передач.

Из всех основных компонентов уделим наибольшие внимания гидротрансформатуру коробки.

В состав гидротрансформатора входят:

1. центробежный насос;
2. статор;
3. центростремительная турбина;
4. насосное колесо;
5. турбинное колесо;

Статор является направляющим аппаратом, который расположен между данных деталей. С коленчатым валом двигателя связано насосное колесо, а с валом коробки передач - турбинное. У реактора 2 функции. Он может вращаться или блокироваться обгонной муфтой.

Основной задачей гидротрансформатора является гашение сильных толчков, которые передаются трансмиссией к двигателю и в обратном направлении. Данный аппарат увеличивает период эксплуатации данных деталей. При помощи жидкого масла осуществляется передача крутящего момента от двигателя к АКПП.

Для того, чтобы АКПП работала долго и исправно, необходимо регулярно проходить диагностику на станции техобслуживания.

Обращайте внимание на следующие детали:

• передачи должны переключаться за 1 секунду, максимальное время - 1,5 секунды;
• оповещение переключений осуществляется легкими толчками;
• переключение передач должно быть бесшумным.

Как работает автоматическая коробка передач

В гидромеханической АКПП в классическом исполнении переключение передач, происходит за счет взаимодействия планетарных механизмов и гидромеханического привода при помощи электронных устройств.

Как правильно пользоваться классической АКПП?

Особенности эксплуатации АКПП

• Автоматическую коробку передач нужно хорошо прогревать , прежде чем начать движение (зимой это особенно актуально).
• При управлении АКПП переводить рычаг селектора переключения в положениях P и R во время движения , настоятельно не рекомендуется .
• Ненужно включать нейтральную передачу вовремя спуска с горы, якобы экономии топлива , - его все равно не будет, а вот проблемы с торможением, могут возникнуть.
• Тормозить двигателем можно не на всех режимах КПП. Этот пункт эксплуатации нужно изучить подробно в руководстве по эксплуатации конкретного автомобиля, пренебрежение такой особенности может стоить дорогого ремонта.

Проблемы АКПП и способы устранения

Самыми распространенными проблемами АКПП принято считать:

• явно выраженный рывок при переключении передачи, а также шум при переводе рычага селектора в другое положение;
• довольно часто в коробках-автомат происходит разрыв тормозной ленты переднего и заднего фрикциона;
• выход электро- или гидроблока из строя.

Двигатели внутреннего сгорания не способны обеспечить движение автомобиля в разных режимах без специальных устройств, изменяющих частоту вращения коленчатого вала. На части транспортных средств для этого используются автоматические коробки передач. Применение АКП позволяет сократить количество органов управления движением автомобиля и упростить его вождение.

Исторически сложилось так, что термин автоматическая коробка переключения (перемены) передач прочно закрепился только за одним видом устройств. Речь идет о получившем повсеместное распространение планетарном механизме с гидротрансформатором. Такое устройство можно назвать классическим.

В последнее время появилось довольно большое количество автомобилей с автоматизированным, а, точнее, роботизированным управлением механическими коробками передач. Общее устройство АКПП и принцип ее действия существенно отличается от указанных устройств.

С чисто технической точки зрения автоматической можно считать любую коробку передач, управление которой не требует вмешательства со стороны водителя.

Исключение составляют лишь вариаторы, в которых изменение числа оборотов происходит бесступенчато (фиксированные передачи отсутствуют), а потому плавно и без малейших рывков. Поэтому вариаторы нельзя относить к коробкам передач.

Для того чтобы окончательно разобраться с терминологией следует отметить, что у инженеров АКПП принято называть только планетарную часть агрегата. Именно в данном механизме и происходит изменение передаточного соотношения частоты вращения входного вала. В совокупности с гидротрансформатором данный механизм образует автоматическую передачу.

История создания

История появления коробки АКПП в ее классическом виде начинается на заре автомобилестроения. Три основных ее элемента были созданы и использовались в разных конструкциях автомобилей и лишь с появлением микропроцессоров были объединены в одном устройстве.

Первые двухступенчатые планетарные коробки использовались еще в двадцатые годы прошлого века на . Второй элемент – сервоприводы в системе управления работой коробки появились спустя десятилетие. Впервые полуавтоматические коробки стали применяться на автомобилях, выпущенных компаниями General Motors и Reo.

По-настоящему работоспособный автомат АКПП удалось сделать только с появлением гидромуфты, а позже и гидротрансформатора. Они использовались на легковых машинах американской компании Chrysler.

Объединение всех трех элементов и позволило инженерам решить все проблемы, связанные с автоматической передачей крутящего момента от двигателя на колеса транспортного средства.

Таким образом, технический прогресс и привел к появлению первых серийных автомобилей Buick, оснащенных двухступенчатой автоматической коробкой передач Dynaflow. Это уже был значительный шаг вперед, позволивший компенсировать значительные потери мощности на более ранних устройствах.

В последствии количество ступеней только возрастало, например, на Land Rover Evoque был установлен 9-диапазонный автомат.

АКПП — что это такое

Классическая автоматическая передача представляет собой довольно сложный комплекс из двух устройств. Ответить на вопрос: «Что это такое АКПП?» возможно только разобравшись в ее конструкции.

Автоматическая передача состоит из трех основных частей:

• Гидротрансформатора, который принимает крутящий момент от силового агрегата и передает его на следующий непосредственно за ним механизм.
• Собственно коробки перемены передач планетарного типа — данное устройство преобразует усилие и осуществляет привод колес через главный редуктор.
• Устройства управления, состоящего из некоторого количества золотников, регулирующего потоки масла к исполнительным механизмам.

По аналогии с механической трансмиссией гидротрансформатор АКПП играет роль сцепления — он установлен между двигателем и планетарным механизмом. Его устройство значительно более сложное и допускает проскальзывание передачи во время начала движения и торможения. На большинстве современных АКПП гидротрансформатор блокируется при высоких оборотах двигателя.

Видео компании Тойота поясняет принцип работы гидротрансформатора и других элементов АКПП:

Планетарная коробка соответствует по назначению своему механическому аналогу. Разница состоит в том, что в автомате переключения производятся сервоприводами, а на механике – вручную.

Фактически управление работой АКПП осуществляется при помощи двух педалей: акселератора и тормоза. При этом нажатие на «газ» не приводит к увеличению частоты оборотов двигателя, а влияет непосредственно на скорость движения.

Устройство узлов и механизмов

Конструкции отдельных элементов могут различаться. Рассмотрим только один из наиболее часто встречающихся вариантов — гидротрансформатор. Он имеет в своем составе:

• турбонасос;
• турбину;
• статор.

Корпус данного устройства жестко устанавливается на маховике, чем по аналогии оно сходно с корзиной механического сцепления.

Статоры бывают двух видов: неподвижные по отношению к блоку двигателя или стопорящиеся при помощи ленточного тормоза. Такая конструкция позволяет обеспечивать оптимальное использование крутящего момента, особенно на малых оборотах. Корпус гидротрансформатора заполнен вязким маслом.

Планетарная коробка или редуктор представляет собой целый набор механизмов в ее состав входят:

• эпицикл — большая шестерня с обращенными внутрь зубьями;
• малая солнечная шестерня;
• водило с шестернями сателлитами.

Видео — принцип работы планетарного ряда автоматической коробки передач:

Один из вышеперечисленных узлов зафиксирован неподвижно по отношению к картеру коробки. Сателлиты находятся одновременно в зацеплении, как эпицикла, так и малой солнечной шестерни. Помимо названных узлов в состав коробки входят фрикционные муфты, которые, в свою очередь, состоят из двух элементов: хаба – ступицы и барабана.

Между ними находится комплект из чередующихся стальных и пластиковых фрикционных дисков и кольцеобразного поршня, управляющего их работой. В планетарной КП имеется также обгонная муфта, ее конструкция может быть разной. Она устроена таким образом, что способна вращаться достаточно свободно в одну сторону и заклинивает при изменении направления.

Устройство АКПП, помимо названных выше узлов, имеет еще и механизм управления, принцип работы которого зависит от типа исполнительных механизмов.

В современных АКП золотники гидроприводов перемещаются под воздействием соленоидов, напряжение на которые поддается от электронного блока управления. В классическом варианте управление осуществляется с учетом положения педали акселератора и регулятора давления масла центробежного типа установленного на выходном валу коробки.

Водитель выбирает режим работы АКП при помощи селектора, в большинстве современных автомобилей он устанавливается на центральной консоли. Управление может быть продублировано кнопками на рулевом колесе.

В настоящее время принят единый стандарт обозначения режимов работы АКП, позволяющий водителю не переучиваться при смене автомобилей разных производителей.

Принцип работы автоматической коробки передач (АКПП)

Существует несколько типов автоматических коробок перемены передач, работа каждой из них имеет ряд особенностей.

В общем виде принцип действия современной АКПП заключается в передаче крутящего момента от коленчатого вала двигателя на механизмы трансмиссии. При этом происходит изменение передаточного соотношения в зависимости от положения селектора и акселератора и условий движения автомобиля.

Рассмотрим принцип работы АКПП подробнее:

• Двигатель раскручивает маховик, на котором жестко закреплена ведущая турбина. Она вызывает вихреобразное движение эксплуатационной жидкости в картере, что за счет вязкости и трения приводит в действие ведомую турбину. Отсутствие жесткой механической связи обеспечивает возможность вращения их с разной частотой. При больших оборотах гидротрансформатор блокируется для снижения потерь энергии.
• Усилие передается на первичный вал АКП, где через систему шестеренок происходит изменение передаточного числа. Фрикционные муфты позволяют задействовать нужные секции для обеспечения оптимального режима работы двигателя. Для снижения ударных нагрузок и рывков в машине применяются обгонные муфты, которые имеют свойство проскальзывать на обратном ходе.
• Управление работой фрикционов осуществляется при помощи гидравлической системы, состоящей из кольцевого исполнительного цилиндра. Гидропривод сжимает определенный пакет из фрикционов, которые приводят в действие соединенную с ними секцию из шестеренок.
• Давление масла в системе обеспечивает специальным гидронасосом. Управление гидроприводами осуществляется при помощи золотников, перемещение которых в современных коробках обеспечивается соленоидами. В классической АКП они имеют гидравлический привод. В таком варианте управлении осуществляется непосредственно акселератором и центробежным регулятором давления.

Переключение передач в современных АКПП осуществляется при помощи селектора или кнопок, смонтированных на спице рулевого колеса. Водитель выбирает режим работы коробки, в электронном блоке управления активируется соответствующая программа. Соленоиды открывают нужные клапаны, и происходит передача крутящего момента от двигателя к трансмиссии автомобиля. По мере необходимости подключаются ступени с оптимальным передаточным числом.

Видео — устройство и работа автоматической коробки передач:

Одной из важнейших технических характеристик АКПП является время переключения передачи. Для автомобилей разных классов этот параметр имеет свои значения, при этом разница между ними может быть значительной.

Так для большинства массовых автомобилей время срабатывания находится в диапазоне от 130 до 150 мс. Суперкары могут похвастаться втрое меньшим показателем порядка 50 – 60 мс, у болидов он еще меньше – 25 мс.

Режимы

В настоящее время предусмотрен следующие стандартные :

• P (parking) — режим парковки, силовой агрегат и трансмиссия разобщены, селектор заблокирован. Стояночный тормоз используется также как и на машинах с механической коробкой.
• R (reverse) — режим заднего хода, селектор невозможно перевести в данное положение при движении автомобиля вперед.
• N (Neutral) — на советских автомобилях обозначалась русской буквой «Н», режим предназначен для остановок на срок не более пяти минут или для буксировки на сравнительно небольшие расстояния.
• D (Drive) — на отечественных машинах «Д» движение вперед, при этом в действие поочередно приводятся все ступени, за исключением повышающей секции.
• L (Low) – принудительная понижающая передача предназначена для обеспечения движения автомобиля в тяжелых дорожных условиях и в пробках малым ходом.

Помимо вышеперечисленных существуют и дополнительные режимы АКПП:

• O/D (overdrive) режим, в котором возможно включение ступени с передаточным числом менее единицы, предназначен для движения по шоссе с постоянной скоростью.
• D3 либо O/D OFF предполагает задействование только пониженных передач без овердрайва позволяет избегать частых блокировок гидротрансформатора АКПП.
• S (иная версия цифра 2) зимний режим для движения в тяжелых дорожных условиях на 1 и 2 передаче или на второй.
• L (другой вариант цифра 1) другой диапазон, когда используется исключительно первая ступень для перемещения на стоянках, въезде в гараж и выезде из него.

Автоматическая коробка не во всех режимах поддерживает торможение двигателем, что нужно учитывать при эксплуатации автомобиля. Использование обгонной муфты позволяет движение автомобиля накатом.

В большинстве машин торможение двигателем возможно только при включении пониженного диапазона из положения P, переход во время движении невозможен.

Кнопочные системы управления расположенные на спице руля обычно вводят еще ряд дополнительных режимов АКП:

• Power либо Sport обеспечивает лучшую динамику разгона автомобиля, с появление электронных контролеров может включаться резким нажатием на акселератор.
• Snow либо Winter для избегания проскальзывания колес начало движения осуществляется со второй или даже третьей передач.
• Shift lock или Shift lock release позволяет разблокировать селектор при выключенном силовом агрегате.

Спортивный режим, включаемый автоматически, еще называют Kickdown , в большинстве моделей его использование возможно только на овердрайве. Для исключения ошибок водителя при переключениях селектора его рычаг блокируется разными способами. Это может быть и специальная кнопка на рычаге и необходимость его утопления вниз для перевода из одного положения в другое.

В случае поломки механизмов трансмиссии или возникновения опасности для них АКПП переходит в аварийный режим, возникает вопрос — что это такое? На деле водитель при возникновении такой неисправности имеет возможность добраться до гаража или автосервиса своим ходом.

Плюсы и минусы

Как и всякое сложное устройство, АКП имеет ряд достоинств и недостатков. Каковы же плюсы и минусы у автоматической коробки передач?