АКПП, Також має назву як автомат або сапа, представляє різновид трансмісії авто, що дозволяє зменшити навантаження на шофера при їзді так як вибір передач відбувається автоматично, без участі водія. Даний факт впливає на всі характеристики, якими володіють автомобілі з коробкою автомат.

Фотогалерея:

переваги АКПП

• збільшення комфорту при русі авто і звільнення шофера від контролю сторонніх функцій;
• плавне перемикання передач і узгодження навантаження на мотор зі швидкістю і силою натискання педалі;
• запобігання мотора від будь-якої перевантаження;
• допуск до часткового або повного ручного управління трансмісією.

типи АКПП

Автоматичні коробки сучасних автомобілів можна поділити на кілька типів, що розрізняються по системі управління і контролю над експлуатацією автоматичної коробки перемикання передач. Перший тип трансмісії управляється за допомогою гідравлічного пристрою, а другий - електронним розподільником.

Типи автоматичної коробки передач

«Нутрощі» у обох трансмісій ідентичні, проте існує кілька відмінностей компонування, якими володіє кожна автоматична коробка.

Всі 3 типи автоматичних коробок коротко розглянемо більш детально, щоб зрозуміти їх відмінність між собою і принцип роботи.

Види АКПП - коротко про головне.

Гідроавтомат - класична АКПП

Гідравлічний тип автоматичної коробки передач є найпростішою АКПП. Така коробка виключає прямий зв'язок двигуном і колесами. Крутний момент в ній передається двома турбінами і робочою рідиною. Внаслідок удосконалення механізму в такій коробці з'явилося спеціалізовані електронний пристрій, який також змогло додати такі режими роботи як: «зима», «спорт», економічна їзда.

Одним з головних недоліків, в порівнянні з - це трохи більше витрата палива і час на розгін.

роботизована АКПП

МТА в народі звучить як робот DSG, конструктивно найбільш схожий з механічною КПП, але з точки зору управління - типова АКПП, яка в слідстві еволюції не тільки знизити споживання палива, але і ряд інших переваг природно зі своїми нюансами.

варіаторная трансмісія

Хоча і вважається автоматичною коробкою, принципово різні і по влаштуванню і за принципом роботи. У такій коробці передач відсутні ступені так як немає фіксованого передавального числа. Водії звикли слухати мотор свого автомобіля не можуть відслідковувати її роботу, адже крутний момент в коробці варіатор змінюється плавно і тональність двигуна не змінюється.

компоненти АКПП

• гідротрансформатор, Який замінює зчеплення, і не зажадає участі і управління з боку шофера.
• замість блоку шестерень в АКПП встановлений планетарний ряд. Ця частина допомагає змінити ставлення в АКПП при перемиканні трансмісії.
• передній і задній фрикціон, А також гальмівна стрічка, завдяки яким здійснюється безпосередньо перемикання передач.
• остання і найважливіша деталь - пристрій керування, Яке представляє собою вузол з піддона коробки передач, насоса і клапанної коробки, яка виконує функції контролю. Даний компонент передає дані про рух за допомогою знаків, які передають сигнал до дії самої АКПП.

Пристрій і робота автоматичної коробки передач.

З усіх основних компонентів приділимо найбільші уваги гідротрансформатуру коробки.

До складу гідротрансформатора входять:

1. відцентровий насос;
2. статор;
3. центростремительная турбіна;
4. насосне колесо;
5. турбінне колесо;

Статор є напрямним апаратом, який розташований між даних деталей. З колінчастим валом двигуна пов'язано насосне колесо, а з валом коробки передач - турбінне. У реактора 2 функції. Він може обертатися або блокуватися обгінної муфтою.

Основним завданням гідротрансформатора є гасіння сильних поштовхів, які передаються трансмісією до двигуна і в зворотному напрямку. Даний апарат збільшує період експлуатації даних деталей. За допомогою рідкого масла здійснюється передача крутного моменту від двигуна до АКПП.

Для того, щоб АКПП працювала довго і справно, необхідно регулярно проходити діагностику на станції техобслуговування.

Звертайте увагу на наступні деталі:

• передачі повинні перемикатися за 1 секунду, максимальний час - 1,5 секунди;
• оповіщення перемикань здійснюється легкими поштовхами;
• перемикання передач має бути безшумним.

Як працює автоматична коробка передач

У гидромеханической АКПП в класичному виконанні перемикання передач, відбувається за рахунок взаємодії планетарних механізмів і гідромеханічного приводу за допомогою електронних пристроїв.

Як правильно користуватися класичної АКПП?

Особливості експлуатації АКПП

• Автоматичну коробку передач потрібно добре прогрівати, Перш ніж почати рух (взимку це особливо актуально).
• При управлінні АКПП переводити важіль селектора перемикання в положеннях P і R під час руху, наполегливо не рекомендується.
• Непотрібно включати нейтральну передачу вчасно спуску з гори, нібито економії палива, - його все одно не буде, а ось проблеми з гальмуванням, можуть виникнути.
• Гальмувати двигуном можна не на всіх режимах КПП. Цей пункт експлуатації потрібно вивчити детально в керівництві по експлуатації конкретного автомобіля, зневага таку особливість може коштувати дорогого ремонту.

Проблеми АКПП і способи усунення

Найпоширенішими проблемами АКПП прийнято вважати:

• явно виражений ривок при перемиканні передачі, а також шум при перекладі важеля селектора в інше положення;
• досить часто в коробках-автомат відбувається розрив гальмівної стрічки переднього і заднього фрикциона;
• вихід електро- або гидроблока з ладу.

З розвитком автомобілебудування і випуском нових видів трансмісій питання, яка коробка передач краще, стає все більш актуальним. АКПП - що це таке? У цій статті розберемося з пристроєм і принципом роботи автоматичної коробки передач, дізнаємося, які види АКПП існують і хто придумав АКПП. Проаналізуємо переваги і недоліки різних видів автоматичних трансмісій. Познайомимося з режимами роботи і управління АКПП.

Що таке АКПП і історія її створення

Селектор автоматичної коробки передач

Автоматична коробка передач, або АКПП, являє собою трансмісію, що забезпечує вибір оптимального передавального числа відповідно до умов руху без участі водія. Це забезпечує хорошу плавність ходу автомобіля, а також комфорт при русі для водія.

В даний час існує декілька видів автоматичної КПП:

• гидромеханическая (класична);
• механічна;

У даній статті вся увага буде приділена класичному автомату.

Історія винаходу

Основу автоматичної трансмісії становить планетарна коробка передач і гідротрансформатор, вперше винайдений виключно для потреб суднобудування в 1902 році німецьким інженером Германом Фіттенгером. Далі в 1904 році брати Стартевентом з Бостона представили свій варіант автоматичної КПП, що має дві коробки передач і нагадує трохи доопрацьовану механіку.

Перша серійна автоматична коробка передач GM Hydramatic

Автомобіль, оснащений планетарної коробкою передач, вперше побачив світ під маркою Ford Т. Суть коробки полягала в плавному перемиканні швидкостей за рахунок двох педалей. Перша включала підвищує і знижує передачі, а друга - задню.

Естафету прийняла компанія General Motors, яка в середині 1930-х років випустила напівавтоматичну трансмісію. Зчеплення в автомобілі ще продовжувало бути присутнім, а планетарним механізмом керувала гідравліка.

Приблизно в цей же час компанія Крайслер допрацювала конструкцію коробки гідромуфтою, а замість двоступеневої коробки став використовуватися овердрайв - підвищує передача з передавальним числом менш одиниці.

Першу в світі повністю автоматичну КПП в 1940 році створила все та ж компанія General Motors. АКПП представляла собою поєднання гідромуфти з чотириступінчастою планетарної коробкою з автоматичним управлінням за допомогою гідравліки.

Сьогодні відомі вже шести-, семи-, восьми- і дев'ятиступеневою АКПП, виробниками яких є як автоконцерни (KIA, Hyundai, BMW, VAG), так і спеціалізовані компанії (ZF, Aisin, Jatco).

Плюси і мінуси АКПП

Як і будь-яка коробка передач, автоматична трансмісія має як плюси, так і мінуси. Уявімо їх у вигляді таблиці.

Пристрій автоматичної трансмісії

схема АКПП

Пристрій АКПП досить складне і складається з наступних основних елементів:

• планетарний механізм;
• блок управління АКПП (TCU);
• гідроблок;
• стрічковий гальмо;
• масляний насос;
• корпус.

Гідротрансформатор являє собою корпус, заповнений спеціальною робочою рідиною ATF, і призначений для передачі крутного моменту від двигуна до коробки передач. Фактично він замінює зчеплення. До його складу входять насосне, турбінне і реакторне колеса, блокировочная муфта і муфта вільного ходу.

Колеса оснащені лопатями з каналами для проходу робочої рідини. Блокувальна муфта необхідна для блокування гідротрансформатора в конкретних режимах роботи автомобіля. Муфта вільного ходу (обгону муфта) необхідна для обертання реакторного колеса в протилежну сторону. Більш докладно про гідротрансформатор можна почитати.

Планетарний механізм АКП включає в себе планетарні ряди, вали, барабани з фрикційними муфтами, а також обгону муфту і стрічковий гальмо.

Механізм перемикання швидкостей в АКПП досить складний, і, по суті справи, робота трансмісії полягає у виконанні деякого алгоритму включення і виключення муфт і гальм за допомогою тиску рідини.

Планетарний ряд, точніше блокування одного з його елементів (сонячна шестерня, сателіти, коронна шестерня, водило), забезпечує передачу обертання і зміна крутного моменту. Елементи, що входять в планетарний ряд, блокуються за допомогою обгонів муфти, стрічкового гальма і фрикційних муфт.

Приклад гідравлічної схеми АКПП

Блок управління АКПП може бути гідравлічним (вже не застосовується) і електронним (ЕБУ АКПП). Сучасна гідромеханічна трансмісія оснащується тільки електронним блоком управління. Він обробляє сигнали датчиків і формує керуючі сигнали на виконавчі пристрої (клапани) гидроблока, що забезпечують роботу фрикційних муфт, а також керуючі потоками робочої рідини. Залежно від цього рідина під тиском направляється в ту чи іншу муфту, включаючи певну передачу. TCU також управляє блокуванням гідротрансформатора. При несправності блок TCU забезпечує функціонування КПП в «аварійному режимі». Селектор АКПП відповідає за перемикання режимів роботи КПП.

В автоматичній коробці застосовуються такі датчики:

• датчик частоти обертання на вході;
• датчик частоти обертання на виході;
• датчик температури масла АКПП;
• датчик положення важеля селектора;
• датчик тиску масла.

Принцип роботи і термін служби АКПП

Час, необхідний на перемикання швидкості в АКПП, залежить від швидкості автомобіля і навантаження на двигун. Система управління обчислює потрібні дії і передає їх у вигляді гідравлічних впливів. Гідравліка переміщує муфти і гальма планетарного механізму, тим самим відбувається автоматичне зміна передавального числа відповідно до оптимальним режимом двигуна в даних умовах.

Одним з головних показників, що впливають на ефективність роботи автоматичної трансмісії, є рівень масла, який потрібно регулярно перевіряти. Робоча температура масла (ATF) становить близько 80 градусів. Тому для того, щоб уникнути пошкоджень пластикових механізмів коробки в зимовий період, перед рухом машину необхідно прогрівати. А в жарку пору року, навпаки, охолоджувати.
Охолодження АКПП може здійснюватися охолоджувальною рідиною або повітрям (за допомогою масляного радіатора).

Найбільшого поширення набув рідинний радіатор. Температура atf, необхідна для нормальної роботи двигуна, не повинна перевищувати 20% від температури в системі охолодження. Температура охолоджуючої рідини не повинна перевищувати 80 градусів, за рахунок цього і відбувається охолодження atf. Теплообмінник об'єднаний з зовнішньою частиною корпусу масляного насоса, до якої кріпиться і фільтр. При циркуляції масла у фільтрі відбувається його контакт з рідиною охолодження через тонкі стінки каналів.

До речі, автоматична трансмісія вважається дуже важкою. Вага АКПП складає близько 70 кг (якщо вона суха і без гідротрансформатора) і близько 110 кг (якщо вона заправлена).

Для нормального функціонування АКПП необхідно і правильний тиск масла. Від цього багато в чому залежить термін служби АКПП. Тиск масла повинно бути на рівні 2,5-4,5 бар.

Ресурс коробки-автомат може бути різний. Якщо в одному автомобілі трансмісія може прослужити лише 100 тисяч км., То в іншому - близько 500 тисяч. Це залежить від експлуатації автомобіля, від регулярного контролю за рівнем масла і його заміни разом з фільтром. Продовжити ресурс АКПП можливо також використовуючи оригінальні витратні матеріали та своєчасно обслуговуючи КПП.

управління АКПП

Управління автоматичною трансмісією здійснює селектор АКПП. Режими роботи автоматичної трансмісії залежать від переміщення важеля в певне положення. В автоматі доступні наступні режими:

1. Р - Parking. Використовується при парковці. В даному режимі механічно блокується вихідний вал трансмісії.
2. R - Reverse. Використовується для включення передачі заднього ходу.
3. N - Neutral. Нейтральний режим.
4. D - Drive. Рух вперед в режимі автоматичного перемикання швидкостей.
5. M - Manual. Режим ручного перемикання швидкостей.

В сучасних автоматичних трансмісіях з великим числом робочих діапазонів можуть використовуватися додаткові режими роботи:

• (D), або O / D- овердрайв - «економічний» режим руху, при якому можливе автоматичне перемикання на підвищену передачу;
• D3, або O / D OFF- розшифровується як «відключення овердрайва», це активний режим руху;
• S(Або цифра 2 ) - діапазон знижених передач (перша і друга, або тільки друга передача), «зимовий режим»;
• L(Або цифра 1 ) - другий діапазон знижених передач (тільки перша передача).

Схема режимів АКПП

Також є і додаткові кнопки, що характеризують режими роботи АКП.

СТАТТЯ ВІДЕО Як працює коробка передач автомат? У чому полягають всі плюси і принади управління автомобілем з автоматичною коробкою, наскільки надійна і довговічна автоматика, що можна і чого не можна робити якщо у вас коробка автомат, і чи дійсно автоматична трансмісія така «тупа» як про неї говорять або ж вона зможе «зробити »автомобіль на механіці і залишити його далеко позаду? Читайте в цій статті!

пристрій АКПП

Коробка передач автомат складається з декількох основних вузлів:

Розташування елементів в коробці автомат:

Планетарна система шестерень

Серцем автоматичної коробки є планетарний механізм.

планетарні механізми мають 3 ступені свободи. Це означає, що для передачі обертання один з 3-х елементів (сателіти не береться до уваги) повинен бути зупинений.

Якщо не зупиняти жоден з елементів, то кожен зможе здійснювати вільний рух, і в цьому випадку передачі обертання не буде.

Можна гальмувати і інші елементи, а також міняти місцями точки входу і виходу, отримуючи різні передавальні відносини і зворотні напрямку обертання.

При цьому зовнішні розміри конструкції зміняться незначно. Такі властивості і визначили використання планетарних механізмів в коробці автомат.

Коробка передач автомат, невелике відео на тему пристрої:

гідротрансформатор

Для передачі крутного моменту від коробки передач автомат на двигун служить гидротрансформатор. По суті він виконує практично ті ж функції що і зчеплення в механіці.

Крім цього він може збільшувати крутний момент за рахунок зменшення реактором швидкості потоку рідини.

Принцип роботи гідротрансформатора:

Гідротрансформатор складається з трьох основних елементів.

Це дві лопаті, одна з боку коробки, інша з боку двигуна. Між ними знаходиться так званий реактор. Всі ці три деталі не з'єднані між собою механічно, вони знаходяться в спеціальної рідини.

При обертанні лопатей з'єднаних з двигуном крутний момент за допомогою рідини передається на лопаті, з'єднані з коробкою, і коробка починає працювати.

Геометричні характеристики лопаток гідротрансформатора і перетину підібрані таким чином, що на оборотах холостого ходу передається від двигуна крутний момент дуже малий і його можна парирувати навіть легким натисканням на педаль гальма.

Однак невелике натискання на педаль газу, і незначне збільшення оборотів, викликає істотне зростання переданого крутного моменту.

Відбувається це тому, що при збільшенні оборотів двигуна змінюється напрямок струму рідини в бік збільшення тиску на лопатки турбіни

Гідротрансформатори сучасних АКПП можуть збільшувати крутний момент передається від двигуна від двох до трѐх раз. Цей ефект має місце тільки тоді, коли колінвал обертається значно швидше ніж вхідний вал АКПП.

У міру набору автомобілем швидкості ця різниця зменшується і настає момент, коли вхідний вал обертається, практично з тією ж швидкістю що і колінвал, але не точно, так як передача крутного моменту від двигуна на АКПП здійснюється через рідину, тобто з проскальзиваніем.

Це частина пояснення чому автомобілі з АКПП менш економічні та динамічні ніж точно такі ж з МКПП.

Для мінімізації цих втрат, гідротрансформатори оснащуються блокуваннями. Коли кутові швидкості лопатевого колеса і турбіни вирівнюються, блокування з'єднує їх в єдине ціле, виключаючи прослизання.

Для підключення елементів планетарного механізму до вхідного валу коробки автоматіспользуют муфти, а для зупинки щодо корпусу гальма. І ті й інші найчастіше представляють собою багатодискові зчеплення.

гідросистема

Робоча рідина в гідросистемі коробки передач автомат - масло ATF, забезпечує мастило, охолодження, перемикання передач і з'єднання трансмісії з двигуном. Як правило масло в коробці знаходиться в картері.

Оскільки обсяг масла при роботі АКПП змінюється, він з'єднаний з атмосферним повітрям через щуп.

В якості джерела тиску в АКППвикористовуються шестерні насоси з внутрішнім зачепленням. Перевага шестерних насосів з внутрішнім зачепленням полягає у високій потужності насоса, особливо при малій частоті обертання.

23 жовтня 2016

Автоматична коробка передач автомобіля призначена для передачі потужності двигуна на колеса. Вона встановлює саме ту передачу, яка найкраще підходить для поточної швидкості руху. Автоматична трансмісія позбавляє водія від необхідності перемикання швидкості вручну. Комп'ютер автомобіля за допомогою датчиків визначає, в який момент необхідно переключити швидкість і посилає сигнал в електронному вигляді на включення або виключення передачі.

Основні елементи автоматичної трансмісії

Механізм автоматичної коробки передач автомобіля являє собою систему важелів і шестерень, що передають потужність на провідні колеса, дозволяючи двигуну працювати найбільш ефективно.

Збирається коробка в алюмінієвому кожусі, званому картером. У ньому розташовуються головні компоненти автоматичної трансмісії:

1. Гідротрансформатор, що виконує роль зчеплення, але не вимагає з боку водія провести безпосереднє їм управління.
2. Планетарний ряд, змінює передавальне відношення при перемиканні.
3. Задній, передній фрікціони, гальмівна стрічка, які безпосередньо здійснюють перемикання передач.
4. Пристрій керування.

Як працює гидротрансформатор?

Гідротрансформатор складається з наступних основних елементів:

• насоса або насосного колеса;
• турбінного колеса;
• плити блокування;
• статора;
• обгонів муфти.

Щоб зрозуміти, як працює автоматична коробка передач, потрібно в цілому представляти її пристрій. Так, насос механічним з'єднанням пов'язаний з двигуном. Турбінне колесо з'єднується з валом КПП за допомогою шліців. При обертанні насосного колеса при працюючому двигуні створюється потік масла, який обертає турбінне колесо гідротрансформатора.

В цьому випадку гідротрансформатор виконує роль звичайний гідромуфти, за допомогою рідини лише передаючи від двигуна на вал автоматичної коробки крутний момент. При збільшенні оборотів двигуна скільки-небудь істотного збільшення крутного моменту не відбувається.

Для перетворення крутного моменту схема автоматичної коробки включає статор. Принцип роботи полягає в тому, що він перенаправляє потік масла назад на крильчатку насоса, змушуючи її швидше обертатися, збільшуючи крутний момент. Чим швидкість обертання турбінного колеса по відношенню до насоса менше, тим більша залишкова енергія передається статором допомогою повертається масла на насос. Відповідно крутний момент збільшується.

Основи роботи турбіни і насоса АКПП

Турбіна завжди обертається повільніше, ніж насос. Максимальне співвідношення швидкостей обертання насоса і турбіни досягається при нерухомому автомобілі, зменшуючись при збільшенні швидкості транспортного засобу (ТЗ). Зв'язок статора з гидротрансформатором здійснюється через обгону муфту, здатну обертатися лише в одному напрямку.

Лопатки турбіни і статора мають особливу форму, за рахунок чого потік масла перенаправляється на зворотну сторону лопаток статора. При цьому статор заклинює і, залишаючись нерухомим, він передає на вхід насоса найбільшу енергію масла.

За рахунок такого режиму роботи гідротрансформатора забезпечується максимальна передача крутного моменту. Він збільшується майже в три рази при рушанні автомобіля з місця.

При розгоні ТС турбіна щодо насоса прослизає все менше до настання моменту, коли колесо статора підхоплюється потоком масла, починаючи обертатися в напрямку вільного ходу обгонів муфти. Пристрій при цьому починає працювати як звичайна гідромуфта, не збільшує крутний момент. В цьому режимі ККД гідротрансформатора не перевищує 85%. Такий режим роботи супроводжується виділенням надлишку тепла і підвищенням витрати палива.

Призначення блокувальною плити

Цей недолік усувається за допомогою спеціального пристрою - блокувальною плити. Незважаючи на механічну зв'язок з турбіною, конструктивно вона виконана так, що може переміщатися вправо і вліво. Це пристрій включається в роботу при досягненні автомобілем високій швидкості. За командою пристрій управління потік масла змінюється таким чином, щоб він притискав блокувального плиту до корпусу гідротрансформатора справа.

При цьому турбіна і насос зв'язуються один з одним механічно. Для підвищення зчеплення на внутрішню сторону корпусу гідротрансформатора наноситься спеціальний фрикційний шар. Таким чином двигун зв'язується з вихідним валом автоматичної коробки. Природно таке блокування відразу вимикається навіть при незначному гальмуванні автомобіля.

Вище був описаний лише один із способів блокування гідротрансформатора. Однак будь-який інший спосіб переслідує ту ж саму мету - запобігти прослизання турбіни по відношенню до колеса насоса. Зазвичай описаний режим дії в різних джерелах називається Lock-Up.

Роботу гідротрансформатора для чайників буде простіше зрозуміти, якщо замість турбіни і насоса уявити два простих вентилятора, один з яких працює від мережі, а інший обертається за рахунок створюваного першим вентилятором потоку повітря. Тільки замість повітря тут виступає масло, а лопаті першого вентилятора (насоса в разі АКПП) наводяться в рух не за рахунок електрики, а за рахунок механічного з'єднання з валом двигуна автомобіля.

планетарні ряди

Гідротрансформатор може збільшувати крутний момент, але лише до певної межі. Пристрій автоматичної коробки передач для більш значного підвищення моменту, наприклад, при подоланні підйомів, а також для руху заднім ходом передбачає планетарні ряди. Планетарна передача також забезпечує рівне перемикання швидкостей при русі без втрати потужності мотора. Завдяки їй перемикання відбувається без поштовхів, що трапляються при роботі звичайної трансмісії.

Планетарний ряд включає наступні елементи:

• сонячну шестерню;
• сателіти;
• епіцикл;
• водило.

Планетарним ряд називаються через те, що фрикційні колеса, що обертаються одночасно навколо своїх осей і переміщаються разом з цими осями, дуже нагадують планети сонячної системи. Від їх взаємного положення залежить, яка в даний момент включена передача.

Як перемикаються передачі в АКПП?

Перемикання передач або зміна в планетарному редукторі передавального числа здійснюється блокуванням і розблокуванням елементів планетарного ряду за допомогою гальмівних стрічок і фрикційних. У гідравлічній системі автоматичної коробки передач автомобіля безпосередньо перемикання передач здійснюється клапаном. Трьохшвидкісна коробка має два таких клапана, один з яких здійснює перемикання з першої передачі на другу, інший - з другої на третю. Чотиришвидкісна коробка має вже три клапана.

Інші види АКПП

Крім розглянутої гідравлічної трансмісії сьогодні широко поширені інші типи автоматичних коробок:

1. Варіаторная АКПП. У цьому типі трансмісії фіксованого передавального числа для передач не існує. Тому така АКПП називається безступінчатим. Принцип роботи в тому, що на відміну від інших «автоматів» вона більш ефективно використовує потужність двигуна. Внаслідок цього автомобілі, оснащені даним типом трансмісії є більш економічними і комфортними.
2. Роботизована КПП. Автоматичної таку коробку можна назвати умовно, так як по суті вона є звичайною «механікою», де функція педалі зчеплення покладено на електронний блок. Автомобілі з якими коробками також є досить економічними, але менш комфортними, так як часто перемикання передач в автоматичному режимі супроводжується ривками.

Таким чином, крім найбільш поширеною гідравлічної АКПП існує ще кілька видів автоматичних коробок, що розрізняються своєю конструкцією. Відрізняються вони ціною, економічністю, комфортом управління авто. Загальна ж то, що водій позбавлений необхідності самостійного вибору і перемикання передач.

Автоматична коробка передач має ряд незаперечних переваг. Вона істотно спрощує керування автомобілем. Перемикання виробляються плавно, без ривків, що покращує їздовий комфорт і збільшує термін служби трансмісії. Сучасні АКПП мають можливість ручного перемикання передач і режимів роботи, можуть підлаштовуватися під стиль водіння конкретного водія.

Але навіть найдосконаліші гідромеханічні коробки не позбавлені недоліків. До них відносяться: складність конструкції, висока ціна і вартість обслуговування, більш низький ККД, найгірша динаміка і підвищена витрата палива в порівнянні з механічною КПП, повільність перемикань.

Автоматична коробка передач складається з наступних основних вузлів: гідротрансформатора, планетарного ряду, системи управління і контролю. Коробка передньопривідних автомобілів додатково містить всередині корпусу головну передачу і диференціал.

Щоб зрозуміти, як працює АКПП, необхідно уявляти собі, що таке гидромуфта і планетарна передача. Гидромуфта - пристрій, що складається з двох лопатевих коліс, встановлених в одному корпусі, який заповнений спеціальним маслом. Одне з коліс, зване насосним, з'єднується з коленвалом двигуна, а друге, турбінне, - з трансмісією. При обертанні насосного колеса відкидаються їм потоки масла розкручують турбінне колесо. Така конструкція дозволяє передавати крутний момент приблизно в співвідношенні 1: 1. Для автомобіля такий варіант не підходить, так як нам потрібно, щоб крутний момент змінювався в широких межах. Тому між насосним і турбінним колесами стали встановлювати ще одне колесо - реакторне, яке в залежності від режиму руху автомобіля може бути або нерухомо, або обертатися. Коли реактор нерухомий, він збільшує швидкість потоку робочої рідини, що циркулює між колесами. Чим вище швидкість руху масла, тим більший вплив він справляє на турбінне колесо. Таким чином момент на турбінному колесі збільшується, тобто ми його трансформуємо. Тому пристрій з трьома колесами це вже не гидромуфта, а гідротрансформатор.

Але і гідротрансформатор не може перетворювати швидкість обертання і передається крутний момент в потрібних нам межах. Та й забезпечити рух заднім ходом йому не під силу. Тому до нього приєднують набір з окремих планетарних передач з різним передавальним коефіцієнтом - як би кілька одноступінчатих КПП в одному корпусі. Планетарна передача являє собою механічну систему, що складається з декількох шестерень - сателітів, що обертаються навколо центральної шестерні. Сателіти фіксуються разом з допомогою водила. Зовнішня кільцева шестерня має внутрішнє зачеплення з планетарними шестернями. Сателіти, закріплені на водію, обертаються навколо центральної шестерні, як планети навколо Сонця (звідси і назва-планетарна передача), зовнішня шестерня - навколо сателітів. Різні передавальні відносини досягаються шляхом фіксації різних деталей відносно один одного.

Перемикання передач здійснюється системою управління, яка на ранніх моделях була повністю гідравлічної, а на сучасних на допомогу гідравліки прийшла електроніка.

Режими роботи гідротрансформатора

Перед початком руху насосне колесо обертається, реакторне та турбінне - нерухомі. Реакторне колесо закріплено на валу за допомогою обгонів муфти, і тому може обертатися тільки в одну сторону. Включаємо передачу, натискаємо педаль газу - обороти двигуна ростуть, насосне колесо набирає обертів і потоками масла розкручує турбінне. Масло, відкидає назад турбінним колесом, потрапляє на нерухомі лопатки реактора, які додатково «підкручують» потік масла, збільшуючи його кінетичну енергію, і направляють на лопаті насосного колеса. Таким чином за допомогою реактора збільшується крутний момент, що і потрібно при розгоні автомобіля. Коли автомобіль розігнався, і рухається з постійною швидкістю, насосне та турбінне колеса обертаються приблизно з однаковими оборотами. При цьому потік масла від турбінного колеса потрапляє на лопаті реактора вже з іншого боку, завдяки чому реактор починає обертатися. Збільшення крутного моменту не відбувається, гідротрансформатор переходить в режим гідромуфти. Якщо ж опір руху автомобіля зросла (наприклад, автомобіль їде в гору), швидкість обертання ведучих коліс, а, відповідно, і турбінного колеса падає. В цьому випадку потоки масла знову зупиняють реактор - крутний момент зростає. Таким чином здійснюється автоматичне регулювання крутного моменту в залежності від режиму руху.

Відсутність жорсткого зв'язку в гідротрансформаторі має свої переваги і недоліки. Плюси: крутний момент змінюється плавно і безступінчатий, демпфуються крутильні коливання і ривки, що передаються від двигуна до трансмісії. Мінуси - низький ККД, так як частина енергії втрачається при «перелопачуванні масла» і витрачається на привід насоса АКПП, що, в кінцевому підсумку, призводить до збільшення витрати палива.

Для усунення цього недоліку в гідротрансформаторі застосовується режим блокування. При сталому режимі руху на вищих передачах автоматично включається механічне блокування коліс гідротрансформатора, тобто він починає виконувати функцію звичайного «сухого» зчеплення. При цьому забезпечується жорстка безпосередній зв'язок двигуна з ведучими колесами, як в механічній трансмісії. На деяких АКПП включення режиму блокування передбачено і на нижчих передачах. Рух з блокуванням є найбільш економічним режимом роботи АКПП. При підвищенні навантаження на провідних колесах блокування автоматично вимикається.

При роботі гідротрансформатора відбувається значне нагрівання робочої рідини, тому в конструкції АКПП передбачається система охолодження з радіатором, який або вбудовується в радіатор двигуна, або встановлюється окремо.

Як працює планетарна передача

Чому в АКПП в переважній більшості випадків застосовується планетарна передача, а не вали з шестернями, як в механічній коробці? Планетарна передача більш компактна, вона забезпечує більш швидке і плавне перемикання швидкостей без розриву в передачі потужності двигуна. Планетарні передачі відрізняються довговічністю, так як навантаження передається декількома сателітами, що знижує напруги зубів.

У одинарної планетарній передачі крутний момент передається за допомогою будь-яких (в залежності від обраної передачі) двох її елементів, з яких один є провідним, другий - веденим. Третій елемент при цьому нерухомий.

Для отримання прямої передачі необхідно зафіксувати між собою два будь-яких елемента, які гратимуть роль веденого ланки, третій елемент при такому включенні є провідним. Загальне передавальне відношення такого зачеплення 1: 1.

Таким чином, один планетарний механізм може забезпечити три передачі для руху вперед (знижувальну, пряму і підвищує) і передачу заднього ходу.

Передавальні відносини одиночного планетарного ряду не дають можливості оптимально використовувати крутний момент двигуна. Тому необхідно поєднання двох або трьох таких механізмів. Існує кілька варіантів з'єднання, кожне з яких носить назву по імені свого винахідника.

Планетарний механізм Сімпсона, Що складається з двох планетарних редукторів, часто називають подвійним рядом. Обидві групи сателітів, кожна з яких обертається усередині своєї коронної шестерні, об'єднані в єдиний механізм загальної сонячною шестірнею. Планетарний ряд такої конструкції забезпечує три ступені зміни передавального відношення. Для отримання четвертої, підвищувальної, передачі послідовно з рядом Сімпсона встановлений ще один планетарний ряд. Схема Сімпсона знайшла найбільше застосування в АКПП для задньопривідних автомобілів. Висока надійність і довговічність при відносній простоті конструкції - ось її незаперечні переваги.

Планетарний ряд Равіньyo іноді називають полуторним, підкреслюючи цим особливості його конструкції: наявність однієї коронної шестерні, двох сонячних і водила з двома групами сателітів. Головною перевагою схеми Равіньyo є те, що вона дозволяє отримати чотири ступені зміни передавального відношення редуктора. Відсутність окремого планетарного ряду підвищувальної передачі дозволяє зробити редуктор коробки дуже компактним, що особливо важливо для трансмісій передньопривідних автомобілів. До недоліків слід віднести зменшення ресурсу механізму приблизно в півтора рази в порівнянні з планетарним поруч Сімпсона. Це пов'язано стем, що шестерні передачі Равіньyo навантажені постійно, на всіх режимах роботи коробки, в той час як елементи ряду Сімпсона не навантажені під час руху на підвищеній передачі. Другий недолік - низький ККД на знижених передачах, що призводить до зниження розгінної динаміки автомобіля та гучності роботи коробки.

Коробка передач Вілсона складається з 3 планетарних редукторів. Коронна шестерня першого планетарного редуктора, водило другого редуктора, і коронна шестерня третього завжди пов'язані між собою, утворюючи єдине ціле. Крім того, другий і третій планетарні редуктори мають загальну сонячну шестерню, яка приводить в дію передачі переднього ходу. Схема Уїлсона забезпечує 5 передач вперед і одну заднього ходу.

Планетарна передача Лепелетье об'єднує в собі звичайний планетарний ряд і пристикований за ним планетарний ряд рабина. Незважаючи на простоту, така коробка забезпечує перемикання 6 передач переднього ходу і одну заднього. Перевагою схеми Лепелетье є її проста, компактна і має невелику масу конструкція.

Конструктори постійно вдосконалюють АКПП, збільшуючи кількість передач, що покращує плавність роботи і економічність автомобіля. Сучасні «автомати» можуть мати до восьми передач.

Як працює система управління АКПП

Системи управління АКПП бувають двох типів: гідравлічні і електронні. Гідравлічні системи використовуються на застарілих або бюджетних моделях, сучасні АКПП управляються електронікою.

Пристроєм «життєзабезпечення» для будь-якої системи управління є масляний насос. Його привід здійснюється безпосередньо від коленвала двигуна. Масляний насос створює і підтримує в гідравлічній системі постійний тиск, незалежно від частоти обертання коленвала і навантаження на двигун. У разі відхилення тиску від номінального функціонування АКПП порушується з огляду на те, що виконавчі механізми включення передач управляються тиском.

Момент перемикання передач визначається за швидкістю автомобіля і навантаженні на двигун. Для цього в гідравлічній системі управління існують два датчика: швидкісний регулятор і клапан - дросель або модулятор. Швидкісний регулятор тиску або гідравлічний датчик швидкості встановлюється на вихідному валу АКПП. Чим швидше їде машина, тим більше відкривається клапан, тим більше тиск проходить через цей клапан трансмісійної рідини. Призначений для визначення навантаження на двигун клапан - дросель з'єднується тросом або з дросельною заслінкою (в бензинових двигунах), або з важелем ТНВД (в дизелях).

У деяких автомобілях для подачі тиску на клапан - дросель використовується не трос, а вакуумний модулятор, який приводиться в дію розрядженням у впускному колекторі (при збільшенні навантаження на двигун розрядження падає). Таким чином, ці клапани формують тиску, пропорційні швидкості руху автомобіля і завантаженості двигуна. Співвідношення цих тисків і дозволяє визначати моменти перемикання передач і блокування гідротрансформатора. У «ухваленні рішення» про переключення передачі бере участь і клапан вибору діапазону, який з'єднаний з важелем селектора АКПП і, в залежності від його положення, забороняє включення певних передач. Результуючий тиск, що створюється клапаном - дроселем і швидкісним регулятором, викликає спрацьовування відповідного клапана перемикання. Причому, якщо машина прискорюється швидко, то система управління включить підвищену передачу пізніше, ніж при спокійному розгоні.

Як це відбувається? Клапан перемикання знаходиться під тиском масла від швидкісного регулятора тиску з одного боку і від клапана - дроселя з іншого. Якщо машина прискорюється повільно, тиск від гідравлічного клапана швидкості наростає, що призводить до відкриття клапана перемикання. Оскільки педаль акселератора натиснута в повному обсязі, клапан - дросель не створює великий тиск на клапан перемикання. Якщо ж машина прискорюється швидко, клапан - дросель створює більший тиск на клапан перемикання, перешкоджаючи його відкриття. Щоб подолати це протидія, тиск від швидкісного регулятора тиску повинно перевищити тиск від клапана - дроселя, але це станеться при досягненні автомобілем більш високій швидкості, ніж при повільному розгоні.

Кожен клапан перемикання відповідає певному рівню тиску: чим швидше рухається автомобіль, тим більше вища передача включиться. Блок клапанів являє собою систему каналів з розташованими в них клапанами і плунжерами. Клапани перемикання подають гідравлічний тиск на виконавчі механізми: муфти фрикционов і гальмівні стрічки, за допомогою яких здійснюється блокування різних елементів планетарного ряду і, отже, включення (виключення) різних передач. Гальмо - це механізм, який здійснює блокування елементів планетарного ряду на нерухомий корпус АКПП. Фрикціон ж блокує рухливі елементи планетарного ряду між собою.

Електронна система управління так само, як і гідравлічна, використовує для роботи два основних параметри: швидкість руху автомобіля і навантаження на двигун. Але для визначення цих параметрів використовуються не механічні, а електронні датчики. Основними з них є датчики: частоти обертання на вході коробки передач, частоти обертання на виході коробки передач, температури робочої рідини, положення важеля селектора, положення педалі акселератора. Крім того, блок управління АКПП отримує додаткову інформацію від блоку управління двигуном і інших електронних систем автомобіля (наприклад, від АБС). Це дозволяє більш точно, ніж у звичайній АКПП, визначати моменти перемикань і блокування гідротрансформатора. Програма перемикання передач за характером зміни швидкості при даному навантаженні на двигун може легко обчислити силу опору руху автомобіля і ввести відповідні поправки в алгоритм перемикання, наприклад, пізніше включати підвищені передачі на повністю завантаженому автомобілі.

АКПП з електронним управлінням так само, як і прості гідромеханічні коробки, використовують гідравліку для включення муфт і гальмівних стрічок, але кожен гідравлічний контур управляється електромагнітним, а не гідравлічним клапаном.

Застосування електроніки істотно розширило можливості АКПП. Вони отримали різні режими роботи: економічний, спортивний, зимовий. Різке зростання популярності «автоматів» був викликаний появою режиму Autostick, який дозволяє водієві самостійно вибирати потрібну передачу. Кожен виробник дав такого типу коробки передач свою назву: Audi - Tiptronic, BMW - Steptronic. Завдяки електроніці в сучасних АКПП стала доступна і можливість їх «самонавчання», тобто зміна алгоритму перемикань в залежності від стилю водіння. Електроніка надала широкі можливості для самодіагностики АКПП. І мова йде не тільки про запам'ятовуванні кодів несправностей. Програма управління, контролюючи знос фрикційних дисків, температуру масла, вносить необхідні корективи в роботу АКПП.

несправності АКПП

Несправності в роботі АКП найчастіше проявляються в млявому розгоні, поштовхах при перемиканні, невключення однієї або декількох передач, безладному їх перемиканні, сторонні шуми при роботі. Причиною багатьох проблем в роботі є недостатній рівень масла в коробці. На більшості автомобілів порядок його перевірки однаковий. Встановивши машину на рівну площадку, при заведеному двигуні і натиснутій педалі гальма по черзі, на кілька секунд, включаємо все режими. Це дозволяє маслу розтектися по всіх каналах. Після цього селектор АКП встановлюємо, в залежності від конкретної марки, або в нейтральне положення, або в положення парковки. Виймаємо щуп і перевіряємо рівень. На щупі може бути або дві мітки - мінімального і максимального рівня, або чотири - дві для холодного масла, дві для прогрітого.

На деяких марках процедура перевірки відрізняється від вищеописаної. Наприклад, на «автоматах» Хонди рівень масла перевіряють при непрацюючому двигуні. Чи не на всіх коробках є щупи, а може бути тільки контрольне отвір, закритий пробкою. У цьому випадку рівень перевіряється «сервісним» щупом, який є тільки в майстерні. Для перевірки рівня може використовуватися і контрольна пробка в піддоні.

У деяких автомобілях в головній передачі застосовуються не циліндричні, а конічні гіпоїдні шестерні, які змащуються трансмісійним маслом. Тому якщо шестерні розташовуються в одному корпусі з фрікціонами АКП, для масла використовується окремий картер. При доливці важливо не переплутати пробки, так як масла для коробки і головної передачі, природно, несумісні.

При недостатньому рівні масла з коробки чутні сторонні звуки, починає шуміти масляний насос. Перелив теж шкідливий - зайве масло спінюється, піддається перегріву і окислення. Надлишки легко відкачати за допомогою шприца з одягненою на нього гнучкою трубкою.

Після перевірки рівня в обов'язковому порядку слід оцінити стан масла - його колір і запах. Нормальний, робочий масло повинно бути темно-коричневого або темно-червоного кольору і не мати запаху гару. Воно повинно бути текучим і не липким. Про наявність несправностей свідчать механічні домішки і помутніння. Домішки потрапляють в масло в результаті зносу деталей коробки. Помутніння викликається попаданням антифризу, якщо масляний радіатор АКП вбудований в радіатор охолодження двигуна. Крім того, фрікціони, вбираючи антифриз, розбухають, втрачаючи при цьому свої властивості. Якщо масло має запах гару, це вірна ознака підгоряння фрикційних. Важкі умови експлуатації призводять до перегріву масла, при цьому воно знебарвлюється. Якщо колір і запах масла в нормі, то його рівень відновлюють долівкою, якщо ж масло непридатне, його замінюють з обов'язковою заміною і масляного фільтра. Масло також рекомендується замінити після 120-150 тисяч кілометрів пробігу, навіть якщо виробник обіцяє його використання протягом усього терміну служби коробки.

Одна з найважливіших деталей АКПП - насос. Вони бувають шестеренчатого або лопатевого типу. Насос створює тиск, необхідний для роботи коробки. Якщо рівень масла недостатній, в систему потрапляє повітря. Так як повітря стискається, тиск в гідросистемі падає. В результаті передачі перемикаються з запізненням, фрікціони пробуксовують і швидше зношуються. До порушень в роботі насоса можуть призвести і пошкодження піддону. Якщо автомобіль вдарився днищем, після чого з'явився гучний шум - в першу чергу перевірте піддон. Деформована деталь заважає нормальній закачування масла.

У разі, якщо спостерігаються порушення в роботі коробки, а рівень масла і його якість в нормі, виникне потреба в додатковому діагностика. Електроніка - сама примхлива і непередбачувана частина АКПП. Всі сучасні коробки мають власний блок управління, в якому фіксуються помилки в її роботі. Але сканери, здатні зчитувати повну інформацію, є тільки у офіційних дилерів. Однак деякі ЕБУ мають «просунуту» систему самодіагностики, що спрощує роботу діагноста спеціалізованого сервісу. Але ось знайти хорошого діагноста непросто. Адже він повинен не тільки знати, як працює АКПП, але і як вона взаємодіє з системою управління двигуном. Наприклад, через несправність датчика масової витрати повітря на деяких автомобілях може знижуватися тиск масла в АКПП. В результаті фрікціони «буксують», а малодосвідчений фахівець буде шукати несправність в самій коробці дуже довго. Хороший діагност повинен володіти аналітичними здібностями, адже інженери постійно вдосконалюють конструкції АКП, вводячи нові датчики і виконавчі механізми. Документація по ремонту далеко не завжди відображає ці зміни, фахівця сервісу доводиться розбиратися в них самостійно.

Крім того, в роботі цілком справної коробки можуть виникати тимчасові збої. Наприклад, при щільному міському русі електроніка, перегріваючись, починає хаотично перемикатися з першої на другу передачу і навпаки. Як тільки умови руху стають більш рівномірними, робота АКП нормалізується. Таку ж нелогічну роботу може спровокувати і «спортивний» стиль їзди. Власник звертається в сервіс зі скаргою, а діагност не знаходить в пам'яті ЕБУ ніяких помилок!

Ще один важливий вузол будь-АКПП - гідротрансформатор. Він грає роль зчеплення, передаючи крутний момент від двигуна. Найбільш часто зустрічаються його несправності - поломка муфти вільного ходу реактора і знос наполегливих підшипників. При виході з ладу муфти падає передається гидротрансформатором крутний момент, розгін автомобіля стає повільним. Знос наполегливої \u200b\u200bпідшипника проявляється підвищеним шумом при положенні селектора у всіх «їздових» режимах і його пропажі в положеннях «нейтрали» і «парковки». Сильний знос може привести до того, що турбінне і насосне колесо чіпляються один за одного, і загин їх лопаток неминучий.

Взагалі, при будь-якому ремонті АКПП гідротрансформатор в обов'язковому порядку розкривають для проведення профілактики. Таку роботу проводять висококваліфіковані фахівці. Гідротрансформатор закріплюють і розкривають по зварювальному шву. Особливої \u200b\u200bмайстерності вимагає регулювання зазорів підшипників і остаточна зварювання при збірці.