СТАТЬЯ ВИДЕО Как работает коробка передач автомат? В чем заключаются все плюсы и прелести управления автомобилем с автоматической коробкой, насколько надежна и долговечна автоматика, что можно и чего нельзя делать если у вас коробка автомат, и действительно ли автоматическая трансмиссия такая «тупая» как о ней говорят или же она сможет «сделать» автомобиль на механике и оставить его далеко позади? Читайте в этой статье!

Устройство АКПП

Коробка передач автомат состоит из нескольких основных узлов:

Расположение элементов в коробке автомат:

Планетарная система шестерен

Сердцем автоматической коробки является планетарный механизм.

Планетарные механизмы имеют 3 степени свободы. Это обозначает, что для передачи вращения один из 3-х элементов (сателлиты не в счет) должен быть остановлен.

Если не останавливать ни один из элементов, то каждый сможет совершать свободное движение, и в этом случае передачи вращения не будет.

Можно тормозить и другие элементы, а также менять местами точки входа и выхода, получая разные передаточные отношения и обратные направления вращения.

При этом внешние размеры конструкции изменятся незначительно. Такие свойства и определили использование планетарных механизмов в коробке автомат.

Коробка передач автомат, небольшое видео на тему устройства:

Гидротрансформатор

Для передачи крутящего момента от коробки передач автомат на двигатель служит гидротрансформатор. По сути он выполняет практически те же функции что и сцепление в механике.

Помимо этого он может увеличивать крутящий момент за счет уменьшения реактором скорости потока жидкости.

Принцип работы гидротрансформатора:

Гидротрансформатор состоит из трех основных элементов.

Это две лопасти, одна со стороны коробки, другая со стороны двигателя. Между ними находится так называемый реактор. Все эти три детали не соединены между собой механически, они находятся в специальной жидкости.

При вращении лопастей соединенных с двигателем крутящий момент при помощи жидкости передается на лопасти, соединенные с коробкой, и коробка начинает работать.

Геометрические характеристики лопаток гидротрансформатора и сечения подобраны таким образом, что на оборотах холостого хода передаваемый от двигателя крутящий момент очень мал и его можно парировать даже легким нажатием на педаль тормоза.

Однако небольшое нажатие на педаль газа, и незначительное увеличение оборотов, вызывает существенный рост передаваемого крутящего момента.

Происходит это потому, что при увеличении оборотов двигателя изменяется направление тока жидкости в сторону увеличения давления на лопатки турбины

Гидротрансформаторы современных АКПП могут увеличивать крутящий момент передаваемый от двигателя от двух до трѐх раз. Этот эффект имеет место только тогда, когда коленвал вращается значительно быстрее чем входной вал АКПП.

По мере набора автомобилем скорости эта разница уменьшается и настает момент, когда входной вал вращается, практически с той же скоростью что и коленвал, но не точно, так как передача крутящего момента от двигателя на АКПП осуществляется через жидкость, т.е. с проскальзыванием.

Это часть объяснения почему автомобили с АКПП менее экономичны и динамичны нежели точно такие же с МКПП.

Для минимизации этих потерь, гидротрансформаторы оснащаются блокировками. Когда угловые скорости лопастного колеса и турбины выравниваются, блокировка соединяет их в единое целое, исключая проскальзывание.

Для подключения элементов планетарного механизма к входному валу коробки автоматиспользуют муфты, а для останова относительно корпуса тормозы. И те и другие чаще всего представляют собой многодисковые сцепления.

Гидросистема

Рабочая жидкость в гидросистеме коробки передач автомат — масло ATF, обеспечивает смазку, охлаждение, переключение передач и соединение трансмиссии с двигателем. Как правило масло в коробке находится в картере.

Т.к. объем масла при работе АКПП изменяется, он соединен с атмосферным воздухом через щуп.

В качестве источника давления в АКПП используются шестеренчатые насосы с внутренним зацеплением. Преимущество шестеренчатых насосов с внутренним зацеплением заключается в высокой мощности насоса, особенно при малой частоте вращения.

На данный момент в автомобильном мире существует несколько типов трансмиссий. Но наиболее популярные всего две. Это автомат и механика. Последняя появилась...

От Masterweb

15.05.2018 21:00

На данный момент в автомобильном мире существует несколько типов трансмиссий. Но наиболее популярные всего две. Это автомат и механика. Последняя появилась раньше, но сейчас ее постепенно вытесняет АКПП. Автоматом гораздо удобнее пользоваться, а в плане надежности эта коробка ничуть не хуже. Сегодня мы уделим отдельное внимание этому типу трансмиссий. Устройство, принцип работы автоматической коробки передач и многое другое – далее в нашей статье.

Характеристика

Итак, что собой являет АКПП? Это устройство, служащее для изменения крутящего момента, что подается от двигателя на ведущие колеса автомобиля. АКПП также именуется гидромеханической коробкой передач.

На какие марки сегодня устанавливается данная трансмиссия? На данный момент практически каждый автопроизводитель практикует установку АКПП. Вот, на какие марки устанавливается автоматическая коробка передач:

• «Тойота».
• «Ауди».
• «БМВ».
• «Ниссан».
• «Фольксваген».
• «Шкода».
• «Рено».
• «Ситроен».
• «Пежо».
• «Мерседес».
• «Шевроле» и многие другие.

При этом данный механизм имеет примерно одинаковое устройство и принцип работы. Так, данный узел состоит из:

• Гидротрансформатора.
• Планетарного ряда (механической коробки передач).
• Системы управления.

Если говорить о переднеприводных машинах с автоматической коробкой передач, в устройство узла также входит:

• Дифференциал.
• Главная передача.

Эти элементы находятся непосредственно в коробке, а не являются отдельными узлами, как на заднеприводных машинах. Итак, давайте же детальнее рассмотрим устройство АКПП.

Гидротрансформатор

Данный элемент служит для изменения и передачи крутящего момента от маховика ДВС к механической коробке передач. Кроме того, гидротрансформатор позволяет снизить вибрации, что возникают при старте движения и при переключении скоростей. В конструкцию ГДФ входит:

• Реакторное колесо.
• Турбинное.
• Муфта свободного хода.
• Блокировочная муфта.

В гидротрансформаторе есть лопасти определенной формы. Между ними расположены каналы для циркуляции АТФ-жидкости. Что касается последнего элемента в списке, он служит для блокировки ГТФ в определенных режимах автомобиля. А муфта свободного хода позволяет вращать реакторное колесо в иную сторону. Все элементы ГТФ заключены в единый корпус. Внутри него постоянно находится АТФ-жидкость.

Принцип работы

Действует гидротрансформатор по замкнутому циклу. Так, поток АТФ-жидкости передается сперва на турбинное, а затем на реакторное колесо. Поскольку оба имеют лопасти определенной формы, скорость потока возрастает. Жидкость направляется в насосное колесо и увеличивает его обороты. Таким образом, возрастает и крутящий момент. Наиболее высокие значения момента достигаются обычно на минимальной скорости (то бишь когда включена первая передача).

С ростом оборотов двигателя скорость вращения обеих колес выравнивается. При этом включает в действие блокировочная муфта. В таком случае мощность передается напрямую к механической коробке передач. Блокировка гидротрансформатора происходит на каждой из передач, когда выравнивается скорость вращения турбинных и реакторных колес.

Отметим, что в некоторых автоматических коробках передач принцип блокировки несколько иной. Так, в АКПП есть режим с проскальзывающей муфтой. Он позволяет предотвратить полную блокировку. Где этот режим используется? Это необходимо в условиях разгона и высоких нагрузок. Также этот режим позволяет снизить расход топлива и с ним осуществляется более плавное переключение скоростей.

Планетарный ряд

Это и есть та самая механическая коробка, находящаяся в составе АКПП. Для чего служит этот узел? Он позволяет изменить передаточное число, тем самым корректируя величину крутящего момента и скорость движения автомобиля. Механическая КПП состоит их двух планетарных редукторов. Они соединены между собой последовательно. Это необходимо для их совместной работы и обеспечения нужно числа ступеней. Ранее на автомобилях практиковались только четырехскоростные АКПП. Сейчас же число ступеней увеличилось до шести (а некоторые производители практикуют и девятискоростные коробки).

Каждая планетарная передача состоит из:

• Коронной шестерни.
• Водила.
• Солнечной шестерни.
• Сателлитов.

Передача момента вращения возможна только при условии блокировки одного или двух вышеперечисленных элементов планетарного ряда. Так, благодаря неподвижной солнечной шестерни уменьшается передаточное отношение. А при блокировке коронной оно, наоборот, увеличивается. Саму блокировку осуществляют фрикционы и тормоза. Последние позволяют удержать определенные части редуктора АКПП благодаря соединению с корпусом трансмиссии. Тормоза могут быть ленточного типа либо многодисковыми. Они вместе с муфтой замыкаются посредством гидравлических цилиндров. Также в устройстве АКПП имеется муфта, что удерживает водило и не позволяет ему вращаться в иную сторону.

Таким образом, принцип работы автоматической коробки передач основывается на определенном алгоритме выключения и включения разных муфт и тормозов.

Система управления автоматической трансмиссии

Большинство современных коробок имеют электронную систему управления. Она включает в себя:

• Электронный блок управления.
• Входные датчики.
• Рычаг селектора.
• Распределительный модуль.

Также в системе АКПП задействуется ряд дополнительных датчиков:

• Температуры АТФ-жидкости.
• Частоты вращения на входе и выходе коробки.
• Положения педали газа и селектора АКПП.

ЭБУ АКПП обрабатывает входящие сигналы от датчиков и далее задействует исполнительные устройства. Стоит сказать, что электронный блок коробки тесно взаимодействует с ЭБУ ДВС.

Гидроблок

Распределительный модуль также называется гидравлическим блоком. Данный узел управляет потоками масла и обеспечивает срабатывание тормозов с муфтами. Гидроблок состоит из:

• Электромагнитных клапанов (соленоидов).
• золотников-распределителей. Они имеют механический привод и помещены в алюминиевый корпус.

Соленоиды служат для переключения скоростей в АКПП посредством изменения давления жидкости. Для этого в их устройстве есть двухпозиционные клапаны. Действуют данные элементы на основании сигналов от электронного блока управления. Что касается золотников, они служат для выбора режимов работы коробки. Управляет ими сам селектор автоматической коробки передач.

Насос, охлаждение

Чтобы рабочая жидкость циркулировала в системе под давлением, в устройстве АКПП есть насос шестеренного типа с внутренним зацеплением. На некоторых коробках используется лопастной элемент. Но вне зависимости от типа, насос приводится в действие от ступицы ГТФ.

Во время работы АКПП жидкость существенно нагревается. Ввиду этого в конструкции коробки предусмотрена охлаждающая система. Она предполагает наличие специального теплообменника, который включен в систему охлаждения ДВС. В некоторых случаях используется отдельный радиатор для АТФ-жидкости, вынесенный в переднюю часть автомобиля.

Преимущества АКПП

Рассмотрим основные плюсы данной трансмиссии. Почему она стала так популярна? В первую очередь АКПП актуальна своей простотой использования. Так, этой коробкой гораздо проще научиться управлять (как именно водить автомобиль с автоматической коробкой передач, рассмотрим немного позже). Водитель может полностью сконцентрировать свое внимание на дорожной обстановке, не думая о сцеплении и о том, какую скорость нужно включить. Все происходит в автоматическом режиме. Особенно удобно использовать автомобиль с автоматической коробкой передач в крупных городах, где возможны частые пробки. Водитель намного меньше устает, так как нет необходимости «играть» сцеплением.

Следующий плюс АКПП заключается в плавности хода. Такая коробка работает мягче, чем механика. Начало движения осуществляется без рывков. Также на многих трансмиссиях есть различные вспомогательные режимы и дополнительные функции. Стоит отметить зимний, а также спортивный режим. На некоторых авто есть режим движения по грязи и другим покрытиям. Коробка сама адаптируется к заданным условиям.

Недостатки АКПП

Но есть и обратная сторона медали. В первую очередь стоит отметить дорогостоящее обслуживание. Взять хотя бы цену АТФ-жидкости. Один литр ее стоит от тысячи рублей, в то время как для механики масло обойдется в 3-5 раз дешевле. Также нужно отметить дорогой ремонт. АКПП устроена сложнее, нежели механика. А потому стоимость ремонта всегда будет в 2 раза выше.

Следующий минус касается ограничений при эксплуатации. Так, автомобиль с автоматической коробкой передач нельзя буксировать на тросе или еще каким-либо образом. Это ведет к поломкам в АКПП. В случае если машина сломалась в пути, нужно вызывать только эвакуатор.

Есть еще один минус. Это расход топлива. Особенно это касается старых четырехдиапазонных АКПП. Они сейчас практически не используются, но на «Логанах» и других бюджетных авто их еще встретить можно. Так, один и тот же двигатель на автомате будет расходовать на 10-15 процентов больше топлива, нежели с механикой. Современные шестискоростные коробки имеют меньшую разницу в расходе. Однако владельцы четырехскоростных АКПП долго привыкают к расходу. Нередки случаи, когда 1,6-литровый «Логан» на таком автомате тратил в городе до 14 литров бензина. С механикой в тех же условиях машина потребляет не больше десяти.

И пожалуй, один из основных недостатков – это динамика разгона. Именно по этой причине многие отказываются от АКПП в пользу механики. Так, машина с автоматом всегда будет на полсекунды медленнее, нежели с тем же двигателем, но на механике (имеется в виду разгон до ста километров в час). Да, на некоторых коробках есть возможность ручного переключения, а также спортивный режим. Но если говорить о машинах В-класса, все равно это не сильно приближает скорость разгона к МКПП.

Обслуживание и ремонт автоматической коробки передач

Стоит отметить, что каждая АКПП вне зависимости от года выпуска и числа ступеней, нуждается в периодическом обслуживании. Данная операция предполагает замену масла. В автоматической коробке передач оно подвергается более высоким нагрузкам, поскольку циркулирует в системе под давлением и позволяет передавать крутящий момент. регламенты у каждого производителя разные. Однако в среднем замена масла должна осуществляться каждые 60-70 тысяч километров.

Каким способом можно осуществить замену? Всего есть два метода:

• Частичная. В данном случае масло меняется не полностью. Так, сперва из сливного отверстия выливается старая жидкость. Обычно ее объем составляет не более 50 процентов от заправочного. После этого через щуп в коробку заливается новое масло. Его объем должен быть идентичным тому, который был слит ранее. Плюс данного метода в том, что его можно осуществить своими руками. Для этого нужна лишь яма и трубка-удлинитель. Но недостаток тоже есть. Ввиду того, что масло сливается не полностью, замену нужно производить вдвое чаще. Таким образом, в случае частичной замены коробка требует внимания не каждые 60, а 30 тысяч километров пробега.
• Полная. В данном случае задействуется специальное вакуумное оборудование. Насос выкачивает из системы весь объем масла, параллельно загоняя новое. Это более правильный метод замены, но в нем есть пара минусов. Так, данный способ невозможно применить своими руками. К тому же стоимость такой замены будет в несколько раз выше. Ведь помимо расходов на работу мастера, потребуется закупить больше АТФ-жидкости. Обычно при заправочном объеме в 8 литров для замены требуется около 12 л.

Теперь о ремонте. Наиболее безобидной операцией считается замена сальников и прокладок. Как правило, об износе уплотнительных элементов свидетельствует течь масла на корпусе коробки. Одна из наиболее частых операций – это замена прокладки поддона автоматической коробки передач.

Есть и более серьезные методы ремонта. Так, со временем может загрязняться гидроблок. Обычно это грязь от пакетов фрикционов. В результате золотники перестают нормально функционировать, и коробка начинает пинаться. Технология ремонта заключается в разборке гидроблока и замене вышедших из строя золотников. В некоторых случаях помогает лишь чистка гидроплиты.

Ремонт может потребоваться и в случае неисправности соленоидов. Причина их выхода из строя банальна. Это мелкие отложения в масле, которые каким-либо образом попали из фильтра на клапаны. В итоге последние начинают заедать и неправильно работать. Ремонт заключается в замене бронзовых втулок и колец соленоидов.

Если вовремя не устранить данную проблему, возрастет зазор между кольцом и корпусом вала. Из-за этого в щель будет сочиться масло. А так как давление в блоке упадет, насос вынужден более интенсивно качать масло (чтобы сжать фрикционы). Это происходит до тех пор, пока насос АКПП полностью не выдохнется. Характерным признаком изношенного насоса является повышенный гул и вой при работе АКПП.

Также выйти из строя может электронный блок управления коробки. Из-за этого электроника не может подавать правильно сигналы на исполнительные устройства. Коробка не в состоянии переключить передачу при высоких оборотах либо переключения осуществляются с рывками. Также коробка может вставать в аварийный режим. Ремонт АКПП в данном случае заключается в замене блока либо восстановлении шлейфов в случае их повреждения.

Что касается стоимости ремонта трансмиссии, цена зависит во многом от характера поломки. Но зачастую цена составляет от 30 до 90 тысяч рублей.

О замене АКПП

Когда целесообразна замена автоматической коробки передач? Данная операция может потребоваться в случае выхода из строя крупных элементов. Это может быть планетарный ряд. Также замена автоматической коробки передач актуальна в случае, если из строя вышли сразу несколько систем. Ремонт в таком случае будет дорогостоящим, а покупка целой коробки на разборке – дешевле. Но как правило, к подобным действиям прибегают в случае высокого пробега коробки (300 и более тысяч километров).

Как пользоваться автоматической коробкой передач?

АКПП имеет отличия не только в принципе работы, но и в использовании. Итак, рассмотрим вождение автомобиля с автоматической коробкой передач. Для начала нам нужно завести машину. Селектор КПП при этом должен быть в положении «Паркинг». Далее выжимаем педаль тормоза (правой ногой) и включаем нужный нам режим. Напомним, что их всего несколько:

• «Паркинг».
• «Реверс» (задняя передача).
• «Нейтраль»
• «Драйв» (движение вперед).

Для начала движения следует перевести селектор КПП в положение «Драйв». После этого переводим ногу на педаль акселератора. Не забываем снять машину предварительно с ручника, если она была до этого на него установлена.

Вождение с автоматической коробкой передач имеет свои нюансы. Так, новички задаются вопросом о том, нужно ли переводить селектор в режим «нейтраль», когда машина стоит (например, в пробке или на светофоре). Специалисты дают следующий ответ. Переводить селектор АКПП в нейтральный режим стоит только тогда, когда автомобиль стоит очень долго (более минуты), и держать ногу постоянно на тормозе уже проблематично. Если же остановка короткая, не стоит переключаться на нейтральный режим. Ведь в данном случае коробка существенно нагружается: размыкаются фрикционные пакеты, расцепляются валы и закрываются соленоиды. И при переводе в режим «драйв» весь этот процесс повторяется.

Таким образом, переключение автоматической коробки передач в нейтральный режим стоит делать только в случае длительного простоя. Иначе трансмиссия терпит существенные нагрузки. Стоит знать, что принцип работы автоматической коробки передач, в отличие от механики, иной, и здесь не получится просто так сбросить рычаг в «нейтралку». Особенно это не стоит делать на ходу, пытаясь двигаться накатом. Это может повлечь необратимые последствия. Как результат – пинки коробки и пробуксовка фрикционов. Да, происходит это не сразу. Но если постоянно так эксплуатировать трансмиссию, вскоре можно попасть на дорогостоящий ее ремонт. Есть масса случаев, когда одна и та же коробка проезжала у одних владельцев 100 тысяч километров, а у других - 300 без ремонта. Причина столь высокого ресурса банальна. Это правильная эксплуатация трансмиссии и своевременное ее обслуживание.

Заключение

Итак, мы выяснили, что собой представляет АКПП и как ею пользоваться. Как бы ни ругали эту трансмиссию, машины с автоматической коробкой передач постепенно вытесняют механику. АКПП более актуальна в крупных городах. Ее выбирают даже при том условии, что расход с ней на 5-10 процентов больше, нежели на механике.

Улица Киевян, 16 0016 Армения, Ереван +374 11 233 255

Человек всегда стремился к комфорту и удовольствию от вождения, следствием чего была изобретена автоматическая коробка передач, это позволило снизить нагрузку на водителя, управлять автомобилем стало намного проще. Изобрели её в 40-х годах XX века в концерне General Motors.

АКПП устроено достаточно сложно и включает в себя следующие механизмы:

• гидротрансформатор – обеспечивает передачу и изменение крутящего момента от силового агрегата;
• коробка переключения передач – преобразует усилие и осуществляет привод колёс;
• система управления - управляет рабочей жидкостью;
• система смазки и охлаждения – создаёт давление и циркуляцию в системе.

Гидротрансформатор

Гидротрансформатор

Заменяет стандартное для механической КПП сцепление, а располагается также между КПП и двигателем, крепится к его маховику. Его главной задачей является плавное изменение, передача на ведущий вал АКП крутящего момента. В его конструкцию входят такие элементы как: насосное, турбинное, реакторное колёса, муфта свободного хода и блокировочная. Насосное колесо прикреплено к корпусу гидротрансформатора, оно вращается вместе с ним. Турбинное колесо сидит на ведущем вале планетарного редуктора. На каждом из колёс есть лопасти определённой формы, при работе двигателя между ними начинает проходить рабочая жидкость, которой он заполнен.

Как только двигатель запускается, насосное колесо начинает вращаться и его лопасти подхватывают рабочую жидкость направляя на лопасти турбинного колеса, от которого она отлетает на реакторное колесо (реактор), расположенное между ними. Реактор направляет поток возвращающейся жидкости в сторону направления насосного колеса, его начинают вращать две силы за счёт чего увеличивается момент. Когда обороты насосного и турбинного колёс сравниваются, происходит срабатывание муфты свободного хода и реактор начинает крутиться за счёт её, этот момент называется точкой сцепления. После этого гидротрансформатор начинает работать как гидромуфта, вращение от двигателя начинает передаваться к ведущему валу планетарного редуктора через рабочую жидкость. Исключением является АКПП Honda, где взамен планетарного редуктора установлены валы с шестернями как на МКПП.

Но всё еще не передаётся 100% энергии от двигателя из-за вязкого трения масла. Чтобы ликвидировать эти затраты и максимально эффективно его использовать, что в итоге приводит к уменьшению потребления топлива двигателем, присутствует блокировочная муфта, которая включается около 60 км/ч и больше. Находится эта муфта на ступице турбины. Как только автомобиль набирает необходимую скорость, рабочая жидкость поступает к стенке блокировочной муфты с одной стороны, а с другой она подходит после открытия канала переключающим клапаном, тем самым создаётся зона низкого давления. Из-за разности давления срабатывает блокировочный поршень, в этот момент он прижимается к корпусу гидротрансформатора, вследствие чего муфта начинает вращаться с корпусом гидротрансформатора.

Коробка передач

У разных производителей могут немного отличаться, но во всех присутствует: планетарный редуктор ещё его называют дифференциальным, обгонные и фрикционные муфты, соединяющие всё механизмы валы, барабаны выполняющие роль сцепления, а в некоторых моделях используется тормозная лента для затормаживания барабанов.

Состоит из обычно нескольких планетарных рядов, муфт и тормозов. Каждый из планетарных рядов конструктивно выполнен из солнечной шестерни и сателлитов, их связывает планетарное водило. Вращение передаётся, когда заблокирован один, два элемента редуктора. При блокировке водила, меняется направление что соответствует заднему ходу автомобиля. При блокировке коронной шестерни передаточное число увеличивается, а с блокировкой солнечной шестерни уменьшается, это и есть переключение передач.

Фрикционные муфта

Чтобы удержать элементы редуктора используются тормоза, а для фиксации частей планетарного ряда используются фрикционные муфты (фрикционы). Каждая такая муфта включает барабан с внутренней стороны которого есть шлицы и хаб с зубьями снаружи. Между ними помещены два типа фрикционных дисков, первые с выступами снаружи, которые входят в шлицы барабана, вторые с выступами внутри, куда входят зубья хаба. Срабатывание муфты происходит при сдавливании дисков поршнем внутри барабана в момент поступления рабочей жидкости к нему.

Обгонная муфта

Она сдерживает водило от вращения в другую сторону чтобы уменьшить удары во время включения передачи и предотвращает торможение двигателем в определённых режимах работы коробки.

Особенность Honda

Двухвальная АКПП Хонда

Уже упоминалось, что коробки Honda отличаются от всех остальных автоматов, по сути это обычная механика с гидравлическим управлением. Плюсы этих коробок - это надежность, т. к. ломаться там практически нечему, они проще в ремонте и изготовлении. Состоят такие коробки из двух и более валов с шестернями и путем включения определенной комбинации шестерней меняется передаточное число.

Одна шестерёнка в каждой паре постоянно сцеплена со своим валом, вторая связана со своим через так называемое мокрое сцепление (фрикционная муфта включения передачи), т. е. все шестерни вращаются, но одна из пары не сцеплена с валом и соответственно крутящий момент и вращение не передаются на колеса автомобиля (нейтраль). Устройство и принцип работы муфты, как и на обычных автоматах. Когда диски сжимаются, вторая шестерня сцепляется со своим валом, соответствующая передача включена.

Задняя реализуется на сцеплении одной из передач. На валу рядом с шестерней одной передачи находится реверсивная шестерня, эти две шестерни не закрепляются жёстко на валу, между ними имеется втулка с зубьями зафиксированная на этом валу, а на этой втулке кольцевая муфта с зубьями. И в зависимости в какую из сторон будет перемещена эта муфта, та шестерня и сцепляется с валом, кольцевая муфта смещается при помощи вилки с гидравлическим приводом. Реверсивная шестерня меняет направление вращения, включается задний ход.

Система управления

Распределяет потоки рабочей жидкости (ATF), она состоит из набора золотников, масляного насоса, гидроблока. Бывает два вида систем гидравлическая или электронная.

Гидравлическая система

Использует давление масла от дроссельного клапана в зависимости от нагрузки в данный момент, центробежного регулятора, соединенного с выходным валом АКП. Рабочая жидкость от этих регуляторов подходит к золотнику и действует на него с разных сторон, и в зависимости от разности давления он перемещается в одну или другую сторону открывая нужные каналы, это определяет на какую передачу переключится коробка.

Электронная система

С помощью этой системы можно добиться более гибких режимов работы, которые не может обеспечить полностью гидравлическая система. Она использует соленоиды (электромагнитные клапаны), они перемещают золотники. Работой всех соленоидов руководит электронный блок управления (ЭБУ) коробки иногда объединённый с ЭБУ двигателя. На основании показаний, поступающих от датчика скорости, температуры масла, педали газа и рычага коробки даёт сигналы соленоидам. Электромагнитные клапаны делятся на регулирующие давление, управляющие переключением, распределяющие потоки.

Регулирующие формируют и поддерживают в пределах заданной величины давление рабочей жидкости, которое зависит от состояния автомобиля. Клапаны переключения управляют передачами, подавая жидкость к муфтам включения передач. Распределяющие потоки направляют жидкость из одного канала гидроблока в другой.

При выборе режима АКПП рычагом селектора, поступает сигнал на клапан управления режимом по механической или электронной связи. Он направляет ATF только к тем клапанам, которые могут быть задействованы для включения передач, разрешённых в этом режиме.

Гидроблок

Устройство гидроблока

Самый сложный узел АКП, он состоит из металлической плиты с большим количеством каналов и всей механической части системы управления (золотники, соленоиды). В нём перераспределяются потоки жидкости, и через него обеспечивается доступ ATF с нужным давлением во все элементы механической части коробки.

Масляный насос

Располагается внутри коробки передач и бывает разных типов (шестерёнчатого, трохоидного, лопастного), может полностью управляться электроникой или же иметь механическую связь с гидротрансформатором и двигателем. Он осуществляет беспрерывную циркуляцию ATF и создаёт давление в системе. Непосредственно сам насос не создаёт давление, а заполняет рабочей жидкостью гидросистему, и при помощи тупиковых каналов в гидроблоке начинает формироваться давление. В современных АКПП всё чаще используется автоматический (электронный) насос, позволяющий оптимальным образом поддерживать давление.

Система смазки и охлаждения

Очень важна для нормального функционирования коробки передач, поэтому в ней используется специальная гидравлическая жидкость ATF, именно она смазывает и охлаждает подвижные элементы. Охлаждение рабочей жидкости происходит в радиаторе охлаждения, который бывает внутренний и внешний. Внутренний радиатор (представляет собой теплообменник) располагается внутри радиатора охлаждающей жидкости двигателя. Также бывают более сложные теплообменники, которые имеют собственное жидкостное охлаждение, они устанавливаются на корпус коробки. Внешний располагается отдельно и представляет собой полноценный радиатор. На некоторых автомобилях в магистраль охлаждения от АКПП к радиатору встраивается термостат, регулирующий проходимый через него объём масла. Чтобы не допустить загрязнение каналов системы частицами, которые образуются при износе подвижных деталей устанавливается фильтр, он очищает рабочую жидкость.

АКПП с внешним радиатором охлаждения масла

АКПП со встроенным радиатором охлаждения в радиатор двигателя

Радиатор охлаждения масла АКПП с системой жидкого охлаждения

Управление коробкой передач осуществляется путём выбора необходимого режима работы рычагом селектора. На разных моделях может присутствовать разное сочетание режимов работы:

• Р (Neutral) – режим для длительной стоянки;
• N (Parking) – для кратковременной стоянки или буксировки;
• R (Reverse) – движение назад;
• L1, 2, 3 (Low) – понижающая предназначена для движения в тяжёлых дорожных условиях (пересеченная местность, крутой спуск или подъём);
• D (Drive) – движение вперёд, является главным режимом;
• D2/D3 – режимы ограничивающие переключение передач;
• S, P (Sport, Power, Shift) – спортивный режим движения;
• Е (Есоn) – обеспечивается более экономный стиль движения;
• W (Winter, Snow) – зимний режим, предусматривает мягкий старт с повышенной передачи для исключения пробуксовки, смена передачи осуществляется на пониженных оборотах;
• +/- - функция ручного переключения передач.

В некоторых моделях присутствует O/D (Overdrive) – специальная кнопка разрешающая переключаться на повышенную передачу, также бывает режим kick-down , который принудительно включает пониженную передачу при резком нажатии на педаль газа, за счёт чего обеспечивается более интенсивное ускорение.

Мы постарались наиболее подробно и доступно разобрать устройство АКП, принцип работы отдельных элементов и их взаимодействие. Но технологии не стоят на месте, возможно уже сейчас внедряют новые принципы работы, которые придутся по душе любому обывателю.

Autoleek

Автоматическая коробка передач - это часть трансмиссии, способная регулировать крутящий момент и скорость движения транспортного средства. Это значит, что больше не нужно рассчитывать момент, когда зажимать сцепление и отпускать его, а также переключать скорости вручную.

В данной статье рассмотрим принципы работы механизма.

История создания автоматической коробки передач

Автоматизация трансмиссии исторически происходила в три этапа. Первым попытку сделать авто более самостоятельным предпринял Генри Форд в начале ХХ века. Ford T имел планетарную КП, которая требовала меньше навыков от автолюбителей по переключению скорости, чем обыкновенная механическая.

На следующем этапе в производство поступили автомобили с полуавтоматической трансмиссией. В них автоматизация направлена либо на самостоятельное переключение передач, либо на отказ от использования сцепления, что существенно облегчало вождение транспортного средства.

Знаете ли вы? Такую полуавтоматическую трансмиссию используют до сих пор на скутерах.

Последним этапом к переходу на автоматическую трансмиссию была система, предложенная разработчиками американской компании General Motors. В её основе лежала планетарная модель, ранее использовавшаяся на заводе «Форд», а также гидравлика, которая сама включалась в момент, когда необходимо изменить передачу. Оба принципа лежат в основе современной АКПП.

Устройство узлов и механизмов

Автоматическая коробка передач условно состоит из трёх основных частей:

1. Механической. В её обязанности входит изменение скорости транспортного средства, а также непосредственное переключение скоростей.
2. Гидравлической. Данная часть АКПП передаёт крутящий момент между составными частями КП без каких-либо действий водителя.
3. Электронной. Данная составляющая является мозгом коробки передач, который следит за работой механической и гидравлической систем, а также передаёт сигналы к другим узлам автомобиля.

Составные части автоматической КП:

Знаете ли вы? В СССР первые гидротрансформаторы начали использовать на таких автомобилях, как «Чайка», «Волга», ЗИЛ, а также некоторых других транспортных средствах.

Принцип работы

Любая автоматическая коробка передач работает на основе планетарного редуктора, который состоит из солнечной шестерни и , объединённых водилом и коронной шестернёй. Этих узлов столько, сколько скоростей имеет автомобиль.

Принцип работы:

1. Все импульсы на редуктор поступают с помощью двух входов, соединённых с коронной и солнечной шестернями, а передаются через один выход, который обеспечивается вращением водила.
2. При поступлении импульса на вход к солнечным шестерням они начинают вращаться, что приводит к вращению водила.
3. Водило, в свою очередь, заставляет двигаться коронную шестерню, что влечёт за собой постоянное увеличение скорости вращения водила на выходе.
4. Если водителю необходимо перейти к заднему ходу, то солнечные шестерни начнут двигаться в противоположную сторону.

Автоматическая коробка передач не имеет прямой связи между входным и выходным валом. Их объединяет промежуточный вал, на котором в рабочем состоянии замкнуты два пакета фрикционных дисков, соединяющихся с шестернёй.

Знаете ли вы? За последний год в Европе 80% всех купленных автомобилей работают на коробке автомат. На территории стран СНГ покупки автомобилей с автоматической трансмиссией составляют всего 10% от общего числа проданных транспортных средств.

Именно эти диски передают мощность. Фрикционные диски на входе меньшего диаметра, чем на выходе. Это объясняется увеличением мощности вращения во время передачи импульса от входа к выходу.

Плюсы и минусы

Давайте же рассмотрим, с какими плюсами и минусами можно столкнуться при использовании автомобиля с автоматической коробкой передач.

Плюсы:

• удобство. Больше не нужно отвлекаться на переключение скоростей и использование сцепления. Водитель может быть полностью сконцентрирован на дороге;
• легче тронуться с места. Ответственной за данный процесс в автоматической трансмиссии является электроника, а не правильное нажатие сцепления или педали газа;
• узлы автомобиля имеют больший срок службы за счёт контроля электроникой. Очень часто водители, особенно новички, не вовремя переключают скорость, что приводит к нарушению работы двигателя, или задерживают сцепление, или работают и вовсе без него, что приводит к его перегоранию.

Минусы:

• автомобили с автоматической коробкой передач имеют высокую стоимость. Более того, они также дороже в обслуживании, нежели транспортные средства на механической коробке передач;
• имеются трудности в непогоду. Основным способом выехать из заноса или грязи является «раскачка», которая невозможна при использовании коробки автомат.

Важно! Во время переключения скоростей с помощью селектора нельзя давить на педаль газа.

Автомобиль с коробкой автомат предназначен для людей, которые ценят комфорт. Чтобы определиться, какой тип трансмиссии необходим именно вам, следует попрактиковаться в вождении и с механической, и с автоматической коробкой передач.

Принцип работы автоматической коробки передач: видео

Появились в 1940-х годах. Как известно, наличие автоматической коробки передач существенно облегчает процесс эксплуатации транспортного средства, также снижаются нагрузки на водителя, повышается безопасность и т.д.

Отметим, что под «классической» автоматической коробкой следует понимать гидромеханическую коробку передач (гидромеханический автомат). Далее мы рассмотрим устройство коробки — автомат, конструктивные особенности, а также преимущества и недостатки КПП данного типа.

Читайте в этой статье

Автомобиль с автоматической трансмиссией: преимущества и недостатки

Начнем с плюсов. Установка автоматической трансмиссии позволяет водителю во время езды не использовать рычаг переключения передач, также не задействована нога для постоянного выжима сцепления при переходе на повышенную или пониженную ступень.

Другими словами, изменение скорости происходит автоматически, то есть сама коробка учитывает нагрузку на , скорость движения ТС, положение педали газа, желание самого водителя резко ускориться или двигаться плавно и т.д.

В результате комфорт вождения автомобиля с АКПП значительно возрастает, передачи переключаются автоматически, мягко и плавно, двигатель, элементы трансмиссии и ходовой части защищены от сильных нагрузок. Более того, многие коробки автомат предусматривают возможность не только автоматического, но и ручного переключения передач.

Что касается минусов, они также имеются. Прежде всего, конструктивно АКПП является сложным и дорогостоящим агрегатом, отличается сниженной ремонтопригодностью и ресурсом по сравнению с . Автомобиль с данным типом КПП расходует больше топлива, автоматическая коробка отдает меньше на колеса, так как КПД коробки автомат несколько снижен.

Также наличие в автомобиле автоматической трансмиссии накладывает на водителя определенные ограничения. Например, коробку автомат нужно прогревать перед поездкой, желательно избегать постоянных резких стартов и слишком интенсивного торможения.

На машине с автоматической коробкой нельзя буксовать, не допускается буксировка автомобиля с коробкой автомат на высокой скорости на большие расстояния без вывешивания ведущих колес и т.д. Еще добавим, что такую коробку сложнее и дороже обслуживать.

Коробка автомат: устройство

Итак, даже с учетом определенных недостатков, автоматическая гидромеханическая коробка по ряду причин долгое время оставалась наиболее распространенным решением для изменения крутящего момента среди других типов автоматических трансмиссий.

Прежде всего, даже с учетом того, что ресурс и производительность таких коробок ниже, чем у «механики», гидромеханическая коробка передач достаточно надежна и долговечна. Теперь давайте рассмотрим устройство АКПП.

Автоматическая коробка передач состоит из следующих базовых элементов:

• Гидротрансформатор. Устройство выполняет функцию сцепления по аналогии с МКПП, однако для перехода на ту или иную передачу не требуется участия водителя;
• Планетарный ряд, который аналогичен блоку шестерен в ручной «механике» и позволяет изменять передаточное отношение при переключении передач;
  Тормозная лента и фрикционы (передний, задний фрикцион) позволяют плавно и своевременно переключать передачи;
• Управление АКПП. Данный узел включает в себя маслосборник (поддон коробки), шестеренчатый насос, а также клапанную коробку;

Управление коробкой автомат производится при помощи селектора. Как правило, АКПП имеют следующие основные режимы:

• Режим Р – парковка;
• Режим R – движение задним ходом;
• Режим N –нейтральная передача;
• Режим D –езда вперед с автоматическим переключением передач;

Также могут иметься и другие режимы. Например, режим L2 означает, что включаться будет только первая и вторая передачи при движении вперед, режим L1 указывает на включение только первой передачи, режим S следует понимать как спортивный, могут иметься различные «зимние» режимы и т.д.

Дополнительно может быть реализована имитация ручного управления АКПП, то есть водитель может повышать или понижать передачи самостоятельно (вручную). Еще добавим, что коробка автомат также зачастую имеет режим kick-down (кик-даун), который позволяет автомобилю резко разгоняться при такой необходимости.

Срабатывает режим «кик-даун» в том случае, когда водитель резко нажимает на газ, после чего коробка быстро переходит на пониженные передачи, тем самым позволяя раскрутить двигатель до высоких оборотов.

Как видно, коробка — автомат фактически состоит из гидротрансформатора, механической коробки передач, а также системы управления, что в совокупности и образует гидромеханическую коробку. Давайте рассмотрим ее устройство.

Принцип работы и конструкция гидротрансформатора

Гидротрансформатор необходим для того, чтобы передавать и изменять крутящий момент от двигателя на коробку. Также гидротрансформатор уменьшает вибрации. Устройство гидротрансформатора предполагает наличие насосного, турбинного и реакторного колеса.

Также в гидротрансформаторе имеется блокировочная муфта и муфта свободного хода. Гидротрансформатор (ГДТ, часто в обиходе называется «бублик») является частью АКПП, однако имеет отдельный корпус из прочного материала, заполненный рабочей жидкостью.

Насосное колесо ГДТ присоединено к коленвалу двигателя. Турбинное колесо связано с самой коробкой передач. Между турбинным и насосным колесом также присутствует реакторное колесо, которое является неподвижным. Каждое из колес гидротрансформатора имеет лопасти, которые отличаются по своей форме. Между лопастями реализованы каналы, через которые проходит трансмиссионная жидкость (трансмиссионное масло, ATF, от англ. Automatic Transmissions Fluid).

Блокировочная муфта необходима для блокировки гидротрансформатора в некоторых режимах работы. Обгонная муфта или муфта свободного хода отвечает за то, чтобы жестко закрепленное реакторное колесо получило возможность вращаться в противоположную сторону.

Теперь давайте рассмотрим, как работает гидротрансформатор. Его работа основана на замкнутом цикле и заключается в том, что от насосного колеса трансмиссионная жидкость подается на турбинное колесо. Затем поток жидкости поступает к реакторному колесу.

Лопасти реактора сконструированы так, чтобы усиливать скорость потока жидкости АТФ. Затем ускоренный поток перенаправляется на насосное колесо, заставляя его вращаться с большей скоростью Результат — увеличение величины крутящего момента. Стоит добавить, что максимальный момент достигается при вращении гидротрансформатора на самой малой скорости.

Когда раскручивается коленвал двигателя, происходит выравнивание угловых скоростей насосного и турбинного колеса, при этом поток трансмиссионной жидкости изменяет направление. Затем происходит срабатывание муфты свободного хода, после чего начинает вращаться реакторное колесо. В этом случае гидротрансформатор переходит в режим гидромуфты, то есть происходит передача только крутящего момента.

Дальнейший набор скорости приводит к блокировке гидротрансформатора (блокировочная муфта замкнута), в результате чего происходит прямая передача крутящего момента от мотора к коробке. При этом блокировка ГДТ происходит на разных передачах.

Следует отметить, что в современных автоматических коробках передач реализован режим работы с проскальзыванием муфты блокировки гидротрансформатора. Такой режим исключает полную блокировку гидротрансформатора.

Данный режим работы возможно реализовать в том случае, если условия соответствующие, то есть когда нагрузка и скорость подходят для его активации. Главной же задачей проскальзывания муфты становится более интенсивный разгон автомобиля, снижение расхода горючего, более мягкое и плавное включение передач.

Из чего состоит АКПП: как устроена и работает механическая часть коробки

Сама автоматическая коробка передач (АКПП), как и механическая, ступенчато изменяет крутящий момент при движении машины вперед, а также позволяет двигаться назад при включении задней передачи.

При этом в автоматических коробках обычно используется планетарный редуктор. Данное решение компактное, позволяет реализовать эффективную работу. Например, МКПП зачастую имеет два планетарных редуктора, которые соединены последовательно и работают совместно.

Объединение редукторов делает возможным получить необходимое число ступеней (скоростей) в коробке. Простые АКПП имеют четыре ступени (четырехступенчатый автомат), тогда как современные решения могут иметь шесть, семь, восемь, или даже девять ступеней.

Планетарный редуктор включает в себя несколько последовательных планетарных передач. Такие передачи образуют планетарный ряд. Каждая из планетарных передач включает:

• солнечную шестерню;
• сателлиты;
• коронную шестерню;
• водило;

Возможность изменить крутящий момент и передать вращение становится доступной в том случае, когда происходит блокировка элементов планетарного ряда. Заблокирован может быть один или два элемента (солнечная или коронная шестерня, водило).

Если заблокирована коронная шестерня, тогда происходит увеличение передаточного числа. Если же солнечная шестерня неподвижна, тогда передаточное отношение будет уменьшено. Заблокированное водило означает, что происходит смена направления вращения.

За саму блокировку отвечают фрикционные муфты (фрикционы), а также тормоз. Муфты блокирует детали планетарного ряда между собой, тогда как тормоз удерживает нужные элементы редуктора благодаря соединению с корпусом КПП. В зависимости от конструкции той или иной АКПП, могут быть использованы ленточный или многодисковый тормоз.

Замыкание муфт и тормозов происходит благодаря гидроцилиндрам. Управление такими гидроцилиндрами реализовано из специального модуля (распределительный модуль).

Еще в общей конструкции автоматической коробки может присутствовать обгонная муфта, задачей которой становится удерживание водило, что позволяет предотвратить его вращение в противоположную сторону. Получаются, передачи в АКПП переключаются благодаря фрикционам и тормозам.

Управление АКПП и принцип работы автоматической коробки

Что касается принципов работы АКПП, коробка работает по заданному алгоритму включения и выключения фрикционов и тормозов. Система управления такими включениями и выключениями на современных коробках электронная, то есть имеет селектор (рычаг), датчики и коробкой передач.

Блок управления автоматической коробкой передач интегрирован в и тесно связан с блоком управления двигателем. По аналогии с ЭБУ двигателем, блок управления АКПП также взаимодействует с различными датчиками, которые передают на него сигналы о частоте вращения КПП, температуре трансмиссионной жидкости, положении педали газа, режимах установки селектора и т.д.

ЭБУ коробкой передач производит обработку полученных сигналов, затем отправляет команды на исполнительные устройства в распределительном модуле. В результате коробка определяет, какую передачу включить в тех или иных условиях (повышенную или пониженную).

При этом нет четкого заданного алгоритма, то есть точка перехода на разные передачи «плавающая» и определяется самим ЭБУ коробкой. Такая особенность позволяет системе работать более гибко.

Гидроблок (он же гидравлический блок, гидроплита, распределительный модуль) фактически осуществляет управление трансмиссионной жидкостью ATF, отвечая за срабатывание фрикционов и тормозов в АКПП. Данный модуль имеет электромагнитные клапаны (соленоиды) и специальные распределители, которые соединены между собой узкими каналами.

Соленоиды нужны для переключения передач, так как они регулируют давление рабочей жидкости в коробке. Работа данных клапанов контролируется и регулируется блоком управления АКПП. Распределители отвечают за выбор рабочих режимов и задействуются посредством рычага (селектора).

За циркуляцию гидравлической жидкости в автоматической коробке отвечает насос коробки. Насосы бывают шестеренчатыми и лопастными, их приводит в действие ступица гидротрансформатора. Важно понимать, что насос вместе с гидроплитой (гидроблоком) являются важнейшими деталями в конструкции гидравлической части коробки автомат.

С учетом того, что в процессе работы коробка имеет свойство нагреваться, АКПП зачастую имеет собственную систему охлаждения. При этом, в зависимости от конструкции, может присутствовать отдельный масляный радиатор коробки автомат, или же охладитель или теплообменник, который включается в .

Что в итоге

С учетом приведенной выше информации становится понятно, что автоматическая коробка является целым комплексом механических, гидравлических и электронных устройств. При этом управление осуществляется как гидравликой, так и электронным блоком.

Также следует отметить, что по компоновке автоматические трансмиссии могут отличаться для автомобилей с передним и задним приводом, хотя большинство составных элементов одинаковы.

Если говорить о механической части АКПП, в ее устройстве использован планетарный ряд, что отличает данный тип коробок от обычной «механики» (в механической коробке передач ставят параллельные валы и закрепленные на них шестерни, которые находятся в зацеплении между собой).

Что касается гидротрансформатора, данное устройство можно считать отдельным элементом АКПП, так как ГДТ ставится между мотором и коробкой, выполняя функции сцепления по аналогии с МКПП.

Также от гидротрансформатора приводится в действие масляный насос внутри коробки автомат. Указанный насос создает рабочее давление трансмиссионной жидкости, что, в свою очередь, позволяет реализовать управление коробкой.

Напоследок отметим, что не следует пытаться заводить машину с коробкой «автомат» без стартера (с разгона), как это часто практикуется на автомобилях с механической коробкой. Дело в том, что насос АКПП приводится в действие от двигателя.

Получается, пока ДВС не работает, давления рабочей трансмиссионной жидкости в коробке не будет. Это значит, что без давления не удастся реализовать управление АКПП, причем независимо от того, в каком положении будет стоять селектор выбора режима работы. Более того, попытка заводить машину с автоматом «с толкача» может привести к серьезным поломкам коробки передач.

Читайте также

Что такое торможение двигателем. Как правильно выполнять данный прием. Плюсы и минусы, соновные рекомендации. Торможение двигателем на автомобилях с АКПП.