Автоматическая коробка переключения скоростей представляет собой разновидность КПП, которая обеспечивает автоматизированный выбор скорости, согласно условиям езды. Предлагаем вам узнать подробно, что такое коробка «автомат», из каких компонентов она состоит и какой принцип работы АКПП.

Развитие автомобильной промышленности не стоит на месте, и многие новинки делают вождение для автомобилиста не только удобней, но и приятней. Если говорить об автомобильном комфорте, то на ум сразу же приходит АКПП — автоматическая коробка передач, которая больше других новшеств облегчила жизнь автолюбителей. Особенно это касается тех водителей, которые не хотят ездить на «механике».

«Автоматы» очень долгое время пытались адаптироваться на отечественном рынке. И, тем не менее, до того времени, когда эти агрегаты будут использоваться в большинстве на наших дорогах, еще очень далеко. Но в последние несколько десятков лет с традиционными АКПП производителями транспортных средств предлагаются и прочие варианты автоматических («роботизированных») коробок передач.

На фоне массовых технологий такой вид КПП имеет что-то общее с привычным «автоматам» только отчасти. Самым популярным и надежным образцом роботизированных КПП являются коробки ДСГ от производителя Фольксваген.

[ Скрыть ]

Структура АКПП

Автоматическая трансмиссия отличается от механической автоматизированным переключением скоростей и другим принципом действия всей механической части . Здесь речь идет об использовании планетарных устройств и гидромеханического механизма вместо обычного механического в стандартной КПП.

Что касается привычных «автоматов», то по своей структуре они состоят из:

• гидротрансформатора;
• устройств — планетарных редукторов;
• движущихся и обгонных муфт;
• различных шкивов и барабанов, соединяющихся между собой;
• тормозного ремня, предназначенного для торможения одного из барабанов, относительно кузова автоматической КПП, во время переключения скорости.

Такая структура практически у всех автоматических трансмиссий. Исключением является только коробка автомобилей Хонда — в таких КПП планетарное устройство было решено заменить на шкивы с шестернями.

Гидротрансформатор в «автоматах» устанавливается таким же образом, как сцепление в «механике». Сам корпус этого агрегата с ведущей турбиной устанавливается на маховике мотора так же, как корзина сцепления. Главное предназначение данного устройства заключается в передаче момента с проскальзыванием при трогании с места. Если транспортное средство движется на повышенных оборотах мотора — на 3-й или 4-й скорости — устройство выполняет блокировку, благодаря движущейся муфте, что делает проскальзывание фактически невозможным. Таким образом, в автоматических КПП пропадают лишние затраты энергии и расхода бензина на трение трансмиссионной жидкости в турбинах.

Принцип функционирования коробки «автомат»

Теперь рассмотрим, как работает автоматическая коробка передач. Если вы попробуете разобрать «автомат» и посмотреть внутрь, вы увидите большое разнообразие различных механизмов и устройств в относительно малом пространстве.

Принцип работы планетарного ряда с редукторами заключается в создании передаточных чисел. По сути, все остальные компоненты трансмиссионной системы предназначены для помощи планетарному ряду выполнять эту функцию.

Сам гидротрансформатор включает в себя несколько компонентов:

• входная турбина;
• выходная турбин;
• статор.

Зачастую статор заторможен на корпус агрегата, но иногда затормаживание этой турбины активируется движущейся муфтой для максимально эффективной эксплуатации гидротрансформатора в любом диапазоне оборотов двигателя.

Сами движущиеся муфты во время движения транспортного средства осуществляют переключение скоростей при помощи соединения или разъединения компонентов «автомата». В частности, здесь речь идет о входном и выходном валах и компонентов планетарного ряда. Визуально муфта представляет собой что-то среднее между сцеплением и синхронизатором в традиционной «механике».

Этот элемент состоит из барабана и хаба, между которыми находится пакет кольцеобразных движущихся дисков. Та часть дисков, которая соединяется с барабаном, выполнена из металла, а та, которая соединяется с зубьями хаба, выполнена из пластмассы.

Принцип действия муфты заключается в сжатии пакета этих кольцеобразных дисков гидравлическим поршнем, который находится непосредственно в барабане. Трансмиссионная жидкость подходит к цилиндру по патрубкам, расположенным в барабане, валах и корпусе «автомата».

В свою очередь, принцип работы обгонной муфты заключается в проскальзывании в одном направлении и в заклинивании с передачей крутящего момента в другом. Как правило, такая муфта состоит из нескольких колец — внешних и внутренних, а также находящегося между ними устройства с роликами. Обгонные механизмы используются для снижения уровня ударов в движущихся муфтах в момент переключения скоростей.

Сама же передача крутящего момента осуществляется при увеличении оборотов мотора после переключения, в результате чего одна из деталей планетарного ряда вращается в обратную сторону. Соответственно, она заклинивает в обгонной муфте.

Блок управления коробки скоростей состоит из устройств, направляющих потоки трансмиссионной жидкости на поршни тормозных лент и движущихся муфт. Положения этих устройств могут задаваться как вручную, при помощи рычага КПП, так и в автоматическом режиме. Сама же автоматика в таких КПП может быть как электронной, так и гидравлической:

• гидравлическая автоматика. Принцип ее действия заключается в использовании давления ATF (трансмиссионного масла) от центрального регулятора, который соединен с выходным шкивом коробки. Также этот вид управления использует давление ATF от нажатой педали газа, что дает ей информацию о скорости транспортного средства и положении педали газа;
• электронная автоматика. Такой вид управления использует соленоиды, принцип действия которых заключается в переключении золотников. Провода от соленоидов соединяются с управляющим устройством. Благодаря «мозгам» происходит перемещение на основе данных о положении педали газа и общей скорости машины.

Режимы «автомата»

Автоматическая КПП не имеет фактических скоростей для переключения, но ее устройство предусматривает режимы работы, которые мы рассмотрим далее:

• «N» — нейтральная скорость. Обычно эксплуатируется владельцами транспортных средств во время буксировки или при остановке не на долгое время;
• «D» — положение движения вперед. В этот момент в АКПП используются все ступени;
• «R» — реверсивное движения. Эта передача нужна для движения авто задним ходом. Данное положение ни в коем случае нельзя включать, если автомобиль полностью не остановился;
• «L» — положение пониженной скорости, зачастую используется для движения накатом;
• «Р» — положение, включаемое на АКПП во время стоянки для блокировки ведущих колес. Здесь же следует отметить, что это положение «автомата» никак не связано с ручным тормозом.

Это были основные режимы АКПП. Есть еще и дополнительные, которые встречаются на многих авто:

• «O/D» — положение движения, которое предусматривает возможность переключения на более повышенную передачу автоматически. Такой режим обычно включается во время движения за городом на большой скорости;

• «D3» — положение коробки, при котором АКПП может использовать только одну из первых трех передач либо отключать повышенные скорости. В таком положении удобно ездить в городских условиях и в условиях пробок;
• «S» — положение АКПП при езде на пониженных скоростях;
• «L» — режим АКПП, при котором работает только первая передача.

Видео «Ремонта автоматической КПП»

В этом видео описан процесс ремонта АКПП на станции техобслуживания.

Вам пригодилось это видео? Может быть вам есть что добавить о коробке «автомат»? Оставьте свой комментарий!

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.

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.

Наглядное изображение принципа работы трансформатора в АКПП

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.

Планетарный редуктор

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.

Семискоростная коробка DSG в разрезе

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).

Селектор Audi S5, включение спортивного режима выполняется движением рычага вниз до упора

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.

Хорошо видна кнопка Manu, расположенная правее рычага

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.

23 октября 2016

Автоматическая коробка передач автомобиля предназначена для передачи мощности двигателя на колеса. Она устанавливает именно ту передачу, которая лучше всего подходит для текущей скорости движения. Автоматическая трансмиссия избавляет водителя от необходимости переключения скорости вручную. Компьютер автомобиля при помощи датчиков определяет, в какой момент необходимо переключить скорость и посылает сигнал в электронном виде на включение или выключение передачи.

Основные элементы автоматической трансмиссии

Механизм автоматической коробки передач автомобиля представляет собой систему рычагов и шестеренок, передающих мощность на ведущие колеса, позволяя двигателю работать наиболее эффективно.

Собирается коробка в алюминиевом кожухе, называемом картером. В нем располагаются главные компоненты автоматической трансмиссии:

1. Гидротрансформатор, выполняющий роль сцепления, но не требующий со стороны водителя производить непосредственное им управление.
2. Планетарный ряд, изменяющий передаточное отношение при переключении.
3. Задний, передний фрикционы, тормозная лента, непосредственно осуществляющие переключение передач.
4. Устройство управления.

Как работает гидротрансформатор?

Гидротрансформатор состоит из следующих основных элементов:

• насоса или насосного колеса;
• турбинного колеса;
• плиты блокировки;
• статора;
• обгонной муфты.

Чтобы понять, как работает автоматическая коробка передач, нужно в целом представлять ее устройство. Так, насос механическим соединением связан с двигателем. Турбинное колесо соединяется с валом КПП при помощи шлицов. При вращении насосного колеса при работающем двигателе создается поток масла, который вращает турбинное колесо гидротрансформатора.

В этом случае гидротрансформатор выполняет роль обычный гидромуфты, посредством жидкости лишь передавая от двигателя на вал автоматической коробки крутящий момент. При увеличении оборотов двигателя сколь-нибудь существенного увеличения крутящего момента не происходит.

Для преобразования крутящего момента схема автоматической коробки включает статор. Принцип работы заключается в том, что он перенаправляет поток масла обратно на крыльчатку насоса, заставляя ее быстрей вращаться, увеличивая крутящий момент. Чем скорость вращения турбинного колеса по отношению к насосу меньше, тем большая остаточная энергия передается статором посредством возвращаемого масла на насос. Соответственно крутящий момент увеличивается.

Основы работы турбины и насоса АКПП

Турбина всегда вращается медленнее, чем насос. Максимальное соотношение скоростей вращения насоса и турбины достигается при неподвижном автомобиле, уменьшаясь при увеличении скорости транспортного средства (ТС). Связь статора с гидротрансформатором осуществляется через обгонную муфту, способную вращаться лишь в одном направлении.

Лопатки турбины и статора имеют особую форму, за счет чего поток масла перенаправляется на обратную сторону лопаток статора . При этом статор заклинивает и, оставаясь неподвижным, он передает на вход насоса наибольшую энергию масла.

За счет такого режима работы гидротрансформатора обеспечивается максимальная передача крутящего момента. Он увеличивается почти в три раза при трогании автомобиля с места.

При разгоне ТС турбина относительно насоса проскальзывает все меньше до наступления момента, когда колесо статора подхватывается потоком масла, начиная вращаться в направлении свободного хода обгонной муфты. Устройство при этом начинает работать как обычная гидромуфта, не увеличивает крутящий момент. В этом режиме КПД гидротрансформатора не превышает 85%. Такой режим работы сопровождается выделением избытка тепла и повышением расхода топлива.

Назначение блокировочной плиты

Этот недостаток устраняется при помощи специального устройства - блокировочной плиты. Несмотря на механическую связь с турбиной, конструктивно она выполнена так, что может перемещаться вправо и влево. Это устройство включается в работу при достижении автомобилем высокой скорости. По команде устройство управления поток масла меняется таким образом, чтобы он прижимал блокировочного плиту к корпусу гидротрансформатора справа.

При этом турбина и насос связываются друг с другом механически. Для повышения сцепления на внутреннюю сторону корпуса гидротрансформатора наносится специальный фрикционный слой . Таким образом двигатель связывается с выходным валом автоматической коробки. Естественно такая блокировка сразу выключается даже при незначительном торможении автомобиля.

Выше был описан лишь один из способов блокировки гидротрансформатора. Однако любой другой способ преследует ту же самую цель - предотвратить проскальзывание турбины по отношению к колесу насоса. Обычно описанный режим действия в различных источниках называется Lock-Up.

Работу гидротрансформатора для чайников будет проще понять, если вместо турбины и насоса представить два простых вентилятора, один из которых работает от сети, а другой вращается за счет создаваемого первым вентилятором потока воздуха. Только вместо воздуха здесь выступает масло, а лопасти первого вентилятора (насоса в случае АКПП) приводятся в движение не за счет электричества, а за счет механического соединения с валом двигателя автомобиля.

Планетарные ряды

Гидротрансформатор может увеличивать крутящий момент, но лишь до определенного предела. Устройство автоматической коробки передач для более значимого увеличения момента, например, при преодолении подъемов, а также для движения задним ходом предусматривает планетарные ряды. Планетарная передача также обеспечивает ровное переключения скоростей при движении без потери мощности мотора. Благодаря ей переключение происходит без толчков, случающихся при работе обычной трансмиссии.

Планетарный ряд включает следующие элементы:

• солнечную шестерню;
• сателлиты;
• эпицикл;
• водило.

Планетарным ряд называются из-за того, что фрикционные колеса, вращающиеся одновременно вокруг своих осей и перемещающиеся вместе с этими осями, очень напоминают планеты солнечной системы. От их взаимного положения зависит, какая в данный момент включена передача.

Как переключаются передачи в АКПП?

Переключение передач или изменение в планетарном редукторе передаточного числа осуществляется блокировкой и разблокировкой элементов планетарного ряда посредством тормозных лент и фрикционов. В гидравлической системе автоматической коробки передач автомобиля непосредственно переключение передач осуществляется клапаном. Трехскоростная коробка имеет два таких клапана, один из которых осуществляет переключение с первой передачи на вторую, другой - со второй на третью. Четырехскоростная коробка имеет уже три клапана.

Другие виды АКПП

Помимо рассмотренной гидравлической трансмиссии сегодня широко распространены другие типы автоматических коробок:

1. Вариаторная АКПП. В этом типе трансмиссии фиксированного передаточного числа для передач не существует. Поэтому такая АКПП называется бесступенчатой. Принцип работы в том, что в отличие от других «автоматов» она более эффективно использует мощность двигателя. Вследствие этого автомобили, оснащенные данным типом трансмиссии являются более экономичными и комфортными.
2. Роботизированная КПП. Автоматической такую коробку можно назвать условно, так как по сути она является обычной «механикой», где функция педали сцепления возложена на электронный блок. Автомобили с какими коробками также являются довольно экономичными, но менее комфортными, так как зачастую переключение передач в автоматическом режиме сопровождается рывками.

Таким образом, помимо наиболее распространенной гидравлической АКПП существует еще несколько видов автоматических коробок, различающихся своей конструкцией. Отличаются они ценой, экономичностью, комфортом управления авто. Общее же то, что водитель избавлен от необходимости самостоятельного выбора и переключения передач.

Автоматическая коробка передач — это устройство, обеспечивающее выбор передаточного числа в соответствии с условиями дорожного покрытия, рельефа местности и скорости без непосредственного участия водителя. В автомобиле, оборудованном АКПП, акселератор (педаль газа) задает скорость, с которой движется автомобиль, а не определяет обороты двигателя – в этом заключается принцип работы АКПП.

История свидетельствует о том, что изобретена АКПП была где-то в тридцатых годах ХХ столетия. С самого появления такой трансмиссии принцип работы автоматической коробки передач практически не поменялся, но в зависимости от времени и тех или иных технических требований постоянно дополнялся. Благодаря таким дополнениям и появились АКПП, отличающиеся своими вариантами, моделями. У разных производителей они имеют и различные технические характеристики.

При отличительных характеристиках у всех АКПП остается один принцип работы. Это обуславливается тем, что они имеют практически одинаковое устройство, если не учитывать некоторые небольшие нюансы.

Устройство автоматической коробки передач

Устройсто АКПП

• Основным является гидротрансформатор, который еще называют гидромуфтой – это механизм, расположенный между двигателем машины и корпусом коробки передач. Функциональной задачей гидромуфты является передача и перераспределение крутящего момента во время старта автомобиля;
• Крутящий момент передается опосредованно с помощью планетарных редукторов;
• За выбор той или иной передачи отвечают фрикционные муфты, часто их называют «пакетом»;
• Одним из механизмов является обгонная муфта, которая в основном выполняет функцию снижения в «пакетах» ударов во время переключения передач. В некоторых случаях при работе АКПП обгонная муфта отключает торможение с помощью двигателя;
• В устройство коробки также входят барабаны и соединительные валы;

Принцип, по которому работает АКПП

Для управления АКПП есть специальный набор так называемых золотников, направляющих масло под определенным давлением к находящимся во фрикционных муфтах и тормозных лентах поршням. Есть возможность задавать положение золотников в автоматическом или ручном режиме, с помощью рукоятки переключения передач.

Нужно также знать что автоматика, управляющая АКПП, может быть гидравлической и электронной. Гидравлической называется автоматика, использующая давление масла, получаемое от центробежного регулятора. В свою очередь, центробежный регулятор соединяется с валом АКПП, который расположен на выходе. Гидравлическая система рассчитана на использование давления масла в соответствии с положением акселератора. Автомату подается информация о положении, в котором находится педаль газа — это является командой для того, чтобы золотники переключались.

Схема АКПП

В электронной системе управления присутствуют соленоиды, отвечающие за перемещение золотников. С блоком управления АКПП соленоиды соединены кабелями, возможны также варианты их соединения с управлением системы зажигания и впрыска топлива. В этом случае перемещением соленоидов управляет электронный блок управления. Блок управляет соленоидами также в зависимости от положения рукоятки переключения передач, скорости, на которой движется автомобиль и положения акселератора.

Особенности использования АКПП

Для того чтобы избежать различных поломок и неприятностей нужно знать как работает коробка автомат и как ею пользоваться. Автомобили, оборудованные автоматом, являются очень практичными и удобными транспортными средствами. Даже, несмотря на то, что многие автолюбители скептически относятся к таким трансмиссиям, они являются очень популярными. Обычно все зависит от того, к чему человек привык. Если водитель любит динамику, скорость, то АКПП — вариант не для него. Рассмотрев устройство, технические характеристики и то, как работает АКПП, становится понятно, что она предназначена для людей, отдающих предпочтение более спокойной манере езды.

Гидротрансформатор выполняет функцию плавного подключения коробки к двигателю

В любом случае перед тем как начать осваивать автомобиль с автоматом нужно изучить все нюансы и правила пользования такой трансмиссией. Важно понять, что пренебрегая некоторыми особенностями, вы можете за достаточно короткий срок вывести АКПП из строя. Нужно также знать, что ремонт или замена всей автоматической коробки обойдется в круглую сумму.

Правила эксплуатации автоматом

Даже если вся трансмиссия управляется электроникой, от водителя требуется соблюдать определенные правила управления ею с помощью рукоятки селектора переключения передач: