Як не дивно, але в даний час АКПП ( автоматична коробка перемикання передач) Набирає популярність у автоаматорів і майбутніх автовласників. (Ваш покірний слуга відноситься до противників даного виду коробок). Але про це нижче.
Отже, АКПП ...
Основне призначення АКПП - таке ж, як і у механіки - прийом, перетворення, передача і зміни напрямку крутного моменту. Розрізняються автомати за кількістю передач, за способом перемикання, по і по типу застосовуваних актуаторов.
Роботу АКПП краще розглянути на конкретному прикладі, а саме на класичній триступеневої коробці передач з гідравлічними актуаторами (приводами) і гидротрансформатором. Треба відзначити, що існують і преселективна АКПП.
У пристрій АКПП входить:
- гідротрансформатор - механізм, що забезпечує перетворення, передачу крутного моменту, використовуючи робочу рідину. Робоча рідина для АКПП зазвичай, готове трансмісійне масло для автоматичних коробок передач. Але багато автолюбителів використовують рідину для гідравлічних приводів великовантажної техніки (веретенку), хоча це і неправильно. Веретенка не призначена для роботи в умовах високої швидкості руху шестерень.
- планетарний редуктор - вузол, що складається з «сонячної шестерні», сателітів, і планетарного водила і коронної шестерні. Планетарка є головним вузлом автоматичної коробки.
- Система гідравлічного управління - комплекс механізмів, призначених для управління планетарним редуктором.
Для того щоб більш повно пояснити принцип роботи АКПП почнемо з гідротрансформатора.
гідротрансформатор
Гідротрансформатор служить одночасно зчепленням і гідромуфтою для передачі крутного моменту до планетарного механізму.
Уявіть собі дві крильчатки з лопатями, розташованими один навпроти одного на мінімальній відстані і укладених в одному корпусі. У нашому випадку одна крильчатка називається насосне колесо, яке з'єднане жорстко з маховиком, друга крильчатка називається турбінним колесом і з'єднане за допомогою вала з планетарним механізмом. Між лопатевими крильчатками знаходиться робоча рідина.
Принцип роботи гідротрансформатора
Під час, при обертанні маховика обертається і насосне колесо, його лопаті підхоплюють робочу рідину і направляють її на лопаті турбінного колеса, під дією відцентрової сили. Відповідно лопаті турбінного колеса починають рухатися, але робоча рідина після виконання роботи відлітає від поверхні лопатей і прямує назад на насосне колесо, тим самим гальмуючи його. Але не тут то було! Для зміни напрямку відлітає робочої рідини між колесами розташовується реактор, у якого так само є лопаті і розташовані вони під певним кутом. Виходить наступне - рідина від турбінного колеса повертаючись через лопаті реактора вдаряє навздогін лопаті насосного колеса, тим самим збільшуючи крутний момент, тому що зараз діють дві сили - двигуна і рідини. Треба відзначити, що при початку руху насосного колеса, реактор стоїть нерухомо. Так триває до тих пір, поки обороти насосного незрівняються з оборотами турбінного колеса і стоїть нерухомо реактор тільки заважатиме своїми лопатей - пригальмовувати зворотний рух робочої рідини. Для виключення цього процесу в реакторі знаходиться муфта вільного ходу , Яка дозволяє реактору крутитися зі швидкістю крильчаток, цей момент називається точкою зчеплення.
Виходить, що при досягненні номінальних обертів двигуна, сила від двигуна передається на планетарний механізм через ... рідина. Іншими словами гідротрансформатор АКПП перетворюється в гідромуфту. Значить, крутний момент вже передався далі - на планетарний механізм?
Ні! Для того щоб передати силу від двигуна, необхідно щоб спрацювала муфта приводу від ведучого вала. Але все по порядку ...
планетарний редуктор
Планетарний редуктор складається з:
- планетарних елементів
- муфт зчеплення і гальм
- стрічкових гальм
планетарний елемент являє собою вузол з сонячної шестерні, навколо якої розташовані сателіти, які в свою чергу кріпляться на планетарне водило. Навколо сателітів знаходиться коронна шестерня. Обертаючись, планетарний елемент передає крутний момент на провідну шестерню.
Муфта зчеплення являє собою набір дисків і пластин, що чергуються один з одним. Чимось муфта АКПП є зчеплення мотоцикла. Пластини муфти обертаються одночасно з ведучим валом, а ось диски з'єднані з елементом планетарного ряду. Для триступеневої коробки планетарних рядів два - першої-другої передачі і другий-третій. Привід в дію муфти забезпечується стисненням між собою дисків і пластин, цей роботу виконує поршень. Але поршень не може сам рухатися, в дію він приводиться гідравлічним тиском.
стрічковий гальмо виконаний у вигляді охоплює пластини одного з елементів планетарного ряду і приводиться в дію гідравлічним актуатором.
Для поняття роботи всієї коробки розберемо роботу одного планетарного ряду. Уявімо собі, що загальмувалася сонячна шестерня (в центрі), значить, в роботі залишаються коронна і сателіти на планетарному водило. У цьому випадку швидкість обертання водило буде менше, ніж швидкість коронної шестерні. Якщо дозволити сонячної шестірні обертатися з сателітами, а загальмувати водило, то коронна шестерня змінить напрямок обертання (задній хід). Якщо швидкості обертання коронної шестерні, водило і сонячної шестірні, будуть однакові, планетарний ряд буде обертатися як єдине ціле, тобто, не перетворюючи крутний момент (пряма передача). Після всіх перетворень крутний момент передається на провідну шестерню і далі на хвостовик коробки. Треба відзначити що ми розглядаємо принцип роботи автоматичної коробки передач у якій ступені розташовані на одній осі, така коробка призначена для авто з заднім приводом і переднім розташуванням двигуна. Для передньопривідних авто, розміри коробки повинні бути зменшені, тому як і вводяться кілька ведених валів.
Таким чином, гальмуючи і відпускаючи один або кілька елементів обертання можна домогтися зміни швидкості обертання і зміни напрямку. Всім цим процесом керує гідравлічна система управління.
Гідравлічна система управління
Гідравлічна система управління складається з масляного насоса, відцентрового регулятора, системи клапанів, виконуючих пристроїв і масляних каналів. Весь процес управління залежить від швидкості обертання двигуна і навантаження на колеса. При русі з місця масляний насос створює такий тиск, при якому забезпечується алгоритм фіксації елементів планетарного ряду так, що б крутний момент на виході був мінімальним, це і є перша передача (як говорилося вище - загальмовується сонячна шестерня в двох ступенях). Далі при зростанні оборотів, тиск збільшується і в роботу входить другий ступінь на зменшених обертах, перший ступінь працює в режимі прямої передачі. Збільшуємо ще обертів двигуна - починає працювати вся в режимі прямої передачі.
Як тільки навантаження на колеса збільшиться, то відцентровий регулятор почне знижувати тиск від масляного насоса і весь процес перемикання повториться з точністю до навпаки.
При включенні знижених передач на важелі перемикання, вибирається така комбінація клапанів масляного насоса, при якій включення підвищених передач неможливо.
Переваги і недоліки АКПП
головним достоїнством автоматичної коробки передач, Звичайно, служить комфорт при водінні - дами просто в захваті! І, безперечно, з автоматом двигун не працює в режимі підвищених навантажень.
Недоліки (і вони очевидні) - низький ККД, повна відсутність «драйву» при рушанні з місця, велика ціна, а головне - авто з автоматом не можна завести з "штовхача"!
Підводячи підсумки, скажімо, що вибір коробки це справа смаку і ... стилю водіння!
Транспортних засобів з автоматичною коробкою перемикання передач з кожним роком стає все більше. І, якщо у нас - в Росії та СНД - «механіка» все ще продовжує переважати перед «автоматом», то на Заході автомобілів з АКПП зараз вже переважна більшість. Це не дивно, якщо взяти до уваги незаперечні переваги автоматичних коробок: спрощення управління автомобілем, стабільно плавні переходи з однієї передачі на іншу, захист двигуна від перевантажень і т.п. несприятливих режимів роботи, підвищення комфорту водія під час їзди. Що стосується недоліків цього варіанту трансмісії, то сучасні АКПП паралельно з удосконаленням поступово від них позбавляються, роблять їх несуттєвими. У даній публікації - про влаштування коробки- «автомата» і всіх її плюсах / мінуси в роботі.
Автоматичною коробкою передач називається такий різновид трансмісії, яка забезпечує автоматичний, без прямого впливу водія, вибір передавального числа, найбільше відповідного актуальним умовам руху транспортного засобу. Варіатор до АКПП не відноситься і виділяється в окремий (безступінчатий) клас трансмісій. Тому як варіатор виробляє зміни передавальних чисел плавно, взагалі без будь-яких фіксованих ступенів-передач.
Ідея автоматизувати перемикання передач, позбавивши водія від необхідності часто вичавлювати педаль зчеплення і «працювати» важелем перемикання швидкостей, не нова. Вона почала впроваджуватися і відточувати ще на зорі автомобільної епохи: на початку ХХ століття. Причому не можна назвати будь-якого певного людини або фірму єдиним творцем автоматичної коробки передач: до появи класичної, що отримала зараз загальне поширення гидромеханической АКПП привели три спочатку незалежні лінії розробок, які в підсумку об'єдналися в єдиній конструкції.
Один з основних механізмів коробки-автомата - це планетарний ряд. Перша серійна машина, оснащена планетарної коробкою передач, була випущена ще в 1908 році, і це був «Форд Т». Хоча в цілому та коробка перемикання передач ще не була повністю автоматичної (від водія «Форда Т» було потрібно натискати дві ножних педалі, перша з яких перекладала з нижчої на вищу передачу, а друга включала задній хід), вона вже дозволяла значно спростити управління, по порівняно зі звичайними КПП тих років, без синхронізаторів.
другий важливий момент в становленні технології майбутніх АКПП - це переклад управління зчепленням з водія на сервопривід, втілений в 30-х роках ХХ століття фірмою «Дженерал Моторс». Ці коробки перемикання передач називалися напівавтоматичними. Першою повністю автоматичною КПП стала впроваджена у виробництво в 30-х роках ХХ століття планетарна електромеханічна коробка «Коталь». Вона встановлювалася на французькі автомобілі забутих нині марок «Деляже» і «Делаїних» (існували до 1953 і 1954 року відповідно).
Автомобіль «Деляже D8» - преміум-клас довоєнної епохи.
Інші автопромисловці в Європі також розробляли схожі системи фрикционов і гальмівних стрічок. Незабаром подібні АКПП були реалізовані в автомобілях ще кількох німецьких і британських марок, відомої і нині здорової з яких є «Майбах».
фахівці інший відомої фірми - американської «Крайслер» просунулися далі інших автовиробників, запровадивши гідравлічні елементи в конструкцію КПП, які замінили сервоприводи і електромеханічні елементи управління. Інженери «Крайслера» розробили перші в історії гідротрансформатор і гідромуфту, які є тепер в конструкції кожної автоматичної коробки передач. А перша в історії гидромеханическая коробка-автомат, схожа за конструкцією на сучасну, на серійних автомобілях була впроваджена корпорацією «Дженерал Моторс».
Автоматичні коробки передач тих років були дуже дорогими і технічно складними механізмами. До того ж, не завжди відрізнялися надійною і довговічною роботою. Вони могли виграшно виглядати тільки в епоху несинхронізованих механічних коробок передач, керування автомобілем з якими було досить важкою працею, що вимагає від водія добре відпрацьованого навику. Коли широко поширилися механічні КПП з синхронізаторами, то по зручності і комфорту АКПП того рівня були не набагато краще них. У той час як МКПП з синхронізаторами мали набагато меншою складністю і дорожнечею.
В кінці 1980/1990-х роках у всіх великих автовиробників відбувалася комп'ютеризація систем управління двигуном. Аналогічні їм системи стали застосовувати і для управління перемиканням швидкостей. Якщо попередні рішення використовували тільки гідравліку і механічні клапани, то тепер потоками рідини стали управляти соленоїди, контрольовані комп'ютером. Це зробило перемикання плавніше і комфортніше, поліпшило економічність і підвищило ефективність роботи трансмісії.
Крім того, на деяких автомобілях були впроваджені «спортивні» і інші додаткові режими роботи, можливість вручну управляти коробкою передач ( «Tiptronic» і т.п. системи). З'явилися перші п'яти- і більш ступінчасті АКПП. Удосконалення витратних матеріалів дозволило на багатьох коробках-автоматах скасувати процедуру заміни масла в процесі експлуатації автомобіля, оскільки ресурс залитого в її картер на заводі масла став порівнянним з ресурсом самої коробки передач.
Конструкція автоматичної коробки передач
Сучасна коробка-автомат, або «гідромеханічна трансмісія», складається з:
- гідротрансформатора крутного моменту (він же - «гідродинамічний трансформатор, ВМД»);
- планетарного механізму автоматичного перемикання передач; гальмівної стрічки, заднього і переднього фрикционов - пристроїв, що безпосередньо перемикають передачі;
- пристрою управління (вузла, що складається з насоса, клапанної коробки і маслосборника).
Гідротрансформатор потрібен для передачі крутного моменту від силового агрегату до елементів автоматичної трансмісії. Розташовується між коробкою і мотором, і, таким чином, виконує функцію зчеплення. Гідротрансформатор наповнений робочої рідиною, яка вловлює і передає енергію двигуна в масляний насос, що знаходиться безпосередньо в коробці.
Складається гідротрансформатор складається з великих коліс з лопатями, зануреними в спеціальне масло. Передача крутного моменту здійснюється не механічним пристроєм, А за допомогою масляних потоків і їх тиску. Усередині гідротрансформатора розташовані пара лопатевих машин - доцентрова турбіна і відцентровий насос, а між ними - реактор, який відповідальний за плавні і стабільні зміни крутного моменту на приводах до коліс транспортного засобу. Отже, гідротрансформатор не контактує ні з водієм, ні зі зчепленням (він «сам і є» зчеплення).
Насосне колесо з'єднується з коленвалом двигуна, а турбінне, - з трансмісією. При обертанні насосного колеса відкидаються їм потоки масла розкручують турбінне колесо. Щоб крутний момент можна було змінювати в широких діапазонах, між насосним і турбінним колесами передбачено реакторне колесо. Яке, в залежності від режиму руху автомобіля, може бути або нерухомим, 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 пристрій його «трансформує».
Але гідротрансформатор не може перетворювати швидкість обертання і передається крутний момент у всіх необхідних межах. Та й забезпечити рух заднім ходом він теж не в силу. Для розширення цих можливостей до нього і приєднується набір з окремих планетарних передач з різним передавальним коефіцієнтом. Як би кілька одноступінчатих КПП, зібраних в одному корпусі.
Планетарна передача являє собою механічну систему, Що складається з декількох шестерень-сателітів, які обертаються навколо центральної шестерні. Сателіти фіксуються разом за допомогою кола-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 механізму - «планетарна передача»), зовнішня шестерня обертається навколо сателітів. Різні передавальні відносини досягаються шляхом фіксації різних деталей відносно один одного.
Гальмівна стрічка, задній і передній фрикціон - безпосередньо виробляють перемикання передач з однієї на іншу. Гальмо - це механізм, який виробляє блокування елементів планетарного ряду на нерухомий корпус коробки-автомата. Фрикціон ж блокує рухливі елементи планетарного ряду між собою.
Системи управління автоматичних КПП бувають 2-х типів: гідравлічними і електронними. Гідравлічні системи використовуються на застарілих або бюджетних моделях, і поступово виводяться з ужитку. А все сучасні коробки- «автомати» управляються електронікою.
Пристроєм «життєзабезпечення» для будь-якої системи управління можна назвати масляний насос. Його привід здійснюється безпосередньо від колінчастого вала двигуна. Масляний насос створює і підтримує в гідравлічній системі постійний тиск, незалежно від частоти обертання колінчастого вала і навантажень на двигун. У разі відхилення тиску від номінального функціонування АКПП порушується -ввіду того, що виконавчі механізми включення передач управляються тиском.
Момент перемикання передач визначається за швидкістю автомобіля і навантаженні на двигун. Для цього в гідравлічній системі управління передбачена пара датчиків: швидкісний регулятор і клапан-дросель, або модулятор. Швидкісний регулятор тиску або гідравлічний датчик швидкості встановлюється на вихідному валі автоматичної коробки.
Чим швидше їде транспортний засіб, тим більше відкривається клапан, і тим більше стає тиск проходить через цей клапан трансмісійної рідини. Призначений для визначення навантаження на двигун клапан-дросель з'єднується тросом або з дросельною заслінкою (Якщо мова йде про бензиновому двигуні), Або з важелем паливного насоса високого тиску (в дизельному моторі).
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 створюють такі тиску, які будуть пропорційними швидкості руху автомобіля і завантаженості його двигуна. Співвідношення цих тисків і дозволяє визначати моменти перемикання передач і блокування гідротрансформатора.
У «ловлі моменту» перемикання передачі бере участь і клапан вибору діапазону, який з'єднаний з селекторним важелем АКПП і, в залежності від його положення, дозволяє або забороняє включення певних передач. Результуючий тиск, яке створюють клапан-дросель і швидкісний регулятор, викликає спрацьовування відповідного клапана перемикання. Причому, якщо машина прискорюється швидко, то система управління включить підвищену передачу пізніше, ніж при розгоні спокійно-рівномірному.
Як це робиться? Клапан перемикання знаходиться під тиском масла від швидкісного регулятора тиску з одного боку, і від клапана-дроселя - з іншого. Якщо машина прискорюється повільно, то тиск від гідравлічного клапана швидкості йде по наростаючій, що призводить до відкриття клапана перемикання. Оскільки педаль акселератора натиснута в повному обсязі, то клапан - дросель не створює великого тиску на клапан перемикання. Якщо ж машина розганяється швидко, то клапан-дросель створює більший тиск на клапан перемикання, і перешкоджає його відкриття. Щоб подолати це протидія, тиск від швидкісного регулятора тиску повинно перевершити тиск від клапана-дроселя. Але це станеться при досягненні автомобілем більш високій швидкості, ніж це відбувається 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.
Електронна система управління так само, як і гідравлічна, використовує для роботи 2 основних параметри. Це швидкість руху автомобіля і навантаження на його двигун. Але для визначення цих параметрів використовуються вже не механічні, а електронні датчики. Основними з них є робочі 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 коробки-«автомата» отримує додаткову інформацію від блоку управління двигуном, і від інших електронних систем автомобіля (зокрема, від ABS - антиблокувальної системи).
Це дозволяє точніше, ніж у звичайній АКПП, визначати моменти необхідності в переходах або в блокуванні гідротрансформатора. Електронна програма перемикання передач за характером зміни швидкості при даному навантаженні на двигун може легко і миттєво обчислити силу опору руху автомобіля і при необхідності підлаштуватися: ввести відповідні поправки в алгоритм перемикання. Наприклад, пізніше включати підвищені передачі на повністю завантаженому транспортному засобі.
В іншому, АКПП з електронним управлінням так само, як і звичайні, "не обтяжені електронікою» гідромеханічні коробки, використовують гідравліку для включення муфт і гальмівних стрічок. Однак у них кожен гідравлічний контур управляється електромагнітним, а не гідравлічним клапаном.
Перед початком руху насосне колесо обертається, реакторне та турбінне залишаються в нерухомому стані. Реакторне колесо закріплено на валу за допомогою обгонів муфти, в зв'язку з чим може обертатися тільки в одну сторону. Коли водій включає передачу, натискає на педаль газу - обороти двигуна ростуть, насосне колесо набирає обертів і потоками масла розкручує колесо турбінне.
Масло, відкидає назад турбінним колесом, потрапляє на нерухомі лопатки реактора, які додатково «підкручують» потік цієї рідини, збільшуючи його кінетичну енергію, і направляють на лопаті насосного колеса. Таким чином, за допомогою реактора зростає крутний момент, що і потрібно транспортному засобу, що набирає розгін. Коли автомобіль розігнався, і почав рухатися з постійною швидкістю, то насосне та турбінне колеса обертаються приблизно з однаковими оборотами. Причому потік масла від турбінного колеса потрапляє на лопаті реактора вже з іншого боку, завдяки чому реактор починає обертатися. Зростання крутного моменту не відбувається, і гідротрансформатор переходить в рівномірний режим гідромуфти. Якщо ж опір руху автомобіля почало зростати (наприклад, автомобіль почав їхати на підйом, в гору), то швидкість обертання провідних коліс, а, відповідно, і турбінного колеса, падає. В цьому випадку потоки масла знову загальмовують реактор - і крутний момент зростає. Таким чином, проводиться автоматичне регулювання крутного моменту, в залежності від змін в режимі руху транспортного засобу.
Відсутність жорсткого зв'язку в гідротрансформаторі має як переваги, так і недоліки. Плюси полягають в тому, що крутний момент змінюється плавно і безступінчатий, демпфуються крутильні коливання і ривки, що передаються від двигуна до трансмісії. Мінуси полягають, перш за все, в невисокому КПД, оскільки частина корисної енергії просто втрачається при «перелопачуванні» масляної рідини і витрачається на привід насоса АКПП, що, в кінцевому підсумку, призводить до збільшення витрати палива.
Але для згладжування даного недоліку в гідротрансформаторах сучасних АКПП застосовується режим блокування. При сталому режимі руху на вищих передачах автоматично включається механічне блокування коліс гідротрансформатора, тобто він починає виконувати функцію звичайного класичного механізму зчеплення. При цьому забезпечується жорстка безпосередній зв'язок двигуна з провідними колесами, як в механічної трансмісії. На деяких АКПП включення режиму блокування передбачено і на нижчих передачах теж. Рух з блокуванням є найбільш економічним режимом роботи коробки-«автомата». А при підвищенні навантаження на провідних колесах блокування автоматично вимикається.
При роботі гідротрансформатора відбувається значне нагрівання робочої рідини, ось чому в конструкції автоматичних коробок передбачається система охолодження з радіатором, який або вбудовується в радіатор двигуна, або встановлюється окремо.
Будь-яка сучасна коробка «автомат» має на ричге-селекторі кабіни такі обов'язкові положення:
- Р - паркінг, або паркувальна блокування: блокування ведучих коліс (не взаємодіє зі стоянковим гальмом). Аналогічно, як на «механіці» машину залишають «на швидкості» при постановці на стоянку;
- R - реверс, передача заднього ходу (її завжди заборонено було активувати в момент руху автомобіля, а потім в конструкції передбачили відповідну блокування);
- N - нейтралка, режим нейтральної передачі (Активується при нетривалої стоянки або при буксируванні);
- D - драйв, рух переднім ходом (при цьому режимі буде задіяний весь передавальний ряд коробки, іноді - відсікаються дві вищі передачі).
А також може мати деякі додаткові, допоміжні або розширені режими. Зокрема:
- L - «поніжайка», активація режиму зниженої передачі (малий хід) з метою пересування в складних дорожніх або у позашляхових умовах;
- O / D - овердрайв. Режим економії і розміреного переміщення (при першій-ліпшій можливості коробка «автомат» перемикається нагору);
- D3 (O / D OFF) - дезактивація вищого ступеня для активної їзди. Задіюється гальмуванням силовим агрегатом;
- S - передачі розкручуються до максимальних обертів. Може бути присутнім можливість ручного управління коробкою.
- На АКПП може бути присутнім і спеціальна кнопка, яка забороняє перехід на більш високу передачу при обгоні.
Переваги і недоліки коробки- «автомата»
Як уже зазначалося, вагомими перевагами автоматичних коробок передач, в порівнянні з механічними, є: простота і комфорт керування транспортним засобом для водія: зчеплення вичавлювати не потрібно, «працювати» важелем перемикання передач - теж. Особливо це актуально в поїздках по місту, які і складають, в кінцевому підсумку, левову частку пробігу автомобіля.
Перемикання передач на «автоматі» виходять більш плавними і рівномірними, що сприяє захисту двигуна і ведучих вузлів автомобіля від перевантажень. Витратні частини (наприклад, диск зчеплення або тросик) відсутні, тому і вивести з ладу АКПП, в цьому сенсі, складніше. В цілому, ресурс багатьох сучасних АКПП перевищує ресурс механічних коробок передач.
До недоліків автоматичних коробок передач відносять більш дорогу і складну, ніж у МКПП, конструкцію; складність ремонту і його високу вартість, більш низький ККД, гіршу динаміку і підвищений, в порівнянні з МКПП, витрата палива. Хоча, вдосконалена електроніка коробок- «автоматів» ХХI століття справляється з правильним вибором крутного моменту вже не гірше досвідченого водія. Сучасні автоматичні коробки передач найчастіше обладнані додатковими режимами, що дозволяють підлаштовуватися під певний стиль водіння -від спокійного до «швидкого».
Серйозним недоліком автоматичних коробок перемикання передач називають неможливість максимально точного і безпечного перемикання передач в екстремальних умовах - наприклад, на складному обгоні; на виїзді із замету або серйозної бруду швидким перемиканням задньої і першої передачі ( «в розкачку»), при необхідності запуску двигуна «з штовхача». Потрібно визнати, що АКПП ідеально підходять, головним чином, для звичайних поїздок без позаштатних ситуацій. В першу чергу - по міських дорогах. Не дуже пристосовані коробки- «автомати» і для «спортивного водіння» (динаміка розгону трохи відстає від «механіки» в зв'язці з «просунутим» водієм », і для ралі по боздорожью (не завжди може ідеально пристосуватися до зміни умов руху).
Що стосується витрати палива, то у автоматичної коробки він в будь-якому випадку буде більшим, ніж у механічної. Однак якщо раніше цей показник становив 10-15%, то в сучасних автомобілях він знизився до малоістотних відміток.
В цілому, застосування електроніки істотно розширило можливості автоматичних коробок перемикання передач. Вони отримали різні додаткові режими роботи: такі, як - економічний, спортивний, зимовий.
Різке зростання поширеності коробок- «автоматів» був викликаний появою режиму «Autostick», який дозволяє водієві, при бажанні, самостійно вибирати потрібну передачу. Кожен виробник дав такого типу автоматичної коробки передач свою назву: «Audi» - «Tiptronic», «BMW» - «Steptronic», і т.п.
Завдяки просунутій електроніці в сучасних АКПП стала доступною і можливість їх «самовдосконалення». Тобто, зміни алгоритму перемикань в залежності від конкретного стилю водіння «господаря». Електроніка надала розширені можливості також і для самодіагностики АКПП. І мова йде не тільки про запам'ятовуванні кодів несправностей. Програма управління, контролюючи знос фрикційних дисків, температуру масла, оперативно вносить необхідні корективи в роботу автоматичної коробки передач.
автоматична коробка перемикання швидкостей являє собою різновид КПП, яка забезпечує автоматизований вибір швидкості, відповідно до умов їзди. Пропонуємо вам дізнатися про все, що таке коробка «автомат», з яких компонентів вона складається і який принцип роботи АКПП.
Розвиток автомобільної промисловості не стоїть на місці, і багато новинок роблять водіння для автомобіліста не тільки зручніше, але і приємніше. Якщо говорити про автомобільний комфорті, то на думку відразу ж приходить АКПП - автоматична коробка передач, яка більше за інших нововведень полегшила життя автолюбителів. Особливо це стосується тих водіїв, які не хочуть їздити на "механіці".
«Автомати» дуже довгий час намагалися адаптуватися на вітчизняному ринку. І, тим не менше, до того часу, коли ці агрегати будуть використовуватися в більшості на наших дорогах, ще дуже далеко. Але в останні кілька десятків років з традиційними АКПП виробниками транспортних засобів пропонуються і інші варіанти автоматичних ( «роботизованих») коробок передач.
На тлі масових технологій такий вид КПП має щось спільне зі звичним «автоматам» тільки почасти. Найпопулярнішим і надійним взірцем роботизованих КПП є коробки ДСГ від виробника Фольксваген.
[Приховати]
структура АКПП
Автоматична трансмісія відрізняється від механічної автоматизованим перемиканням швидкостей і іншим принципом дії всієї механічної частини. Тут мова йде про використання планетарних пристроїв і гідромеханічного механізму замість звичайного механічного в стандартній КПП.
Що стосується звичних «автоматів», то за своєю структурою вони складаються з:
- гідротрансформатора;
- пристроїв - планетарних редукторів;
- рухомих і обгінних муфт;
- різних шківів і барабанів, що з'єднуються між собою;
- гальмівного ременя, призначеного для гальмування одного з барабанів, щодо кузова автоматичною КПП, під час перемикання швидкості.
Така структура практично у всіх автоматичних трансмісій. Винятком є \u200b\u200bтільки коробка автомобілів Хонда - в таких КПП планетарне пристрій було вирішено замінити на шківи з шестернями.
Гідротрансформатор в «автоматах» встановлюється таким же чином, як зчеплення в «механіці». Сам корпус цього агрегату з ведучою турбіною встановлюється на маховику двигуна так же, як корзина зчеплення. головне призначення даного пристрою полягає в передачі моменту з проскальзиваніем при рушанні з місця. Якщо транспортний засіб рухається на підвищених обертах мотора - на 3-й або 4-й швидкості - пристрій виконує блокування, завдяки рухомій муфті, що робить прослизання фактично неможливим. Таким чином, в автоматичних КПП пропадають зайві витрати енергії і витрати бензину на тертя трансмісійної рідини в турбінах.
Принцип функціонування коробки «автомат»
Тепер розглянемо, як працює автоматична коробка передач. Якщо ви спробуєте розібрати «автомат» і подивитися всередину, ви побачите велику різноманітність різних механізмів і пристроїв у відносно малому просторі.
Принцип роботи планетарного ряду з редукторами полягає в створенні передавальних чисел. По суті, всі інші компоненти трансмісійної системи призначені для допомоги планетарному ряду виконувати цю функцію.
Сам гидротрансформатор включає в себе декілька компонентів:
- вхідні турбіна;
- вихідна турбін;
- статор.
Найчастіше статор загальмований на корпус агрегату, але іноді загальмування цієї турбіни активується рухається муфтою для максимально ефективної експлуатації гідротрансформатора в будь-якому діапазоні оборотів двигуна.
Самі рухомі муфти під час руху транспортного засобу здійснюють перемикання швидкостей за допомогою з'єднання або роз'єднання компонентів «автомата». Зокрема, тут мова йде про вхідному і вихідному валах і компонентів планетарного ряду. Візуально муфта являє собою щось середнє між зчепленням і синхронізатором в традиційній «механіці».
Цей елемент складається з барабана і хаба, між якими знаходиться пакет кільцеподібних рухомих дисків. Та частина дисків, яка з'єднується з барабаном, виконана з металу, а та, яка з'єднується з зубами хаба, виконана з пластмаси.
Принцип дії муфти полягає в стисненні пакета цих кільцеподібних дисків гідравлічним поршнем, який знаходиться безпосередньо в барабані. Трансмісійна рідина підходить до циліндра по патрубкам, розташованим в барабані, валах і корпусі «автомата».
У свою чергу, принцип роботи обгонів муфти полягає в ковзанні в одному напрямку і в заклинювання з передачею крутного моменту в іншому. Як правило, така муфта складається з декількох кілець - зовнішніх і внутрішніх, а також що знаходиться між ними пристрої з роликами. Обгінні механізми використовуються для зниження рівня ударів в рухомих муфтах в момент перемикання швидкостей.
Сама ж передача крутного моменту здійснюється при збільшенні оборотів мотора після перемикання, в результаті чого одна з деталей планетарного ряду обертається в зворотний бік. Відповідно, вона заклинює в обгінної муфті.
Блок управління коробки швидкостей складається з пристроїв, що направляють потоки трансмісійної рідини на поршні гальмівних стрічок і рухомих муфт. Положення цих пристроїв можуть задаватися як вручну, за допомогою важеля КПП, так і в автоматичному режимі. Сама ж автоматика в таких КПП може бути як електронної, так і гідравлічної:
- гідравлічна автоматика. Принцип її дії полягає в використанні тиску ATF ( трансмісійного масла) Від центрального регулятора, який з'єднаний з вихідним шкивом коробки. Також цей вид управління використовує тиск ATF від натиснутій педалі газу, що дає їй інформацію про швидкість транспортного засобу і положенні педалі газу;
- електронна автоматика. Такий вид управління використовує соленоїди, принцип дії яких полягає в перемиканні золотників. Провід від соленоїдів з'єднуються з керуючим пристроєм. Завдяки «мізках» відбувається переміщення на основі даних про становище педалі газу і загальної швидкості машини.
Режими «автомата»
Автоматична КПП не має фактичних швидкостей для перемикання, але її пристрій передбачає режими роботи, які ми розглянемо далі:
- «N» - нейтральна швидкість. Зазвичай експлуатується власниками транспортних засобів під час буксирування або при зупинці нема на довгий час;
- «D» - положення руху вперед. У цей момент в АКПП використовуються всі щаблі;
- «R» - реверсивний руху. Ця передача потрібна для руху авто заднім ходом. Дане положення ні в якому разі не можна включати, якщо автомобіль повністю не зупинився;
- «L» - положення зниженій швидкості, часто використовується для руху накатом;
- «Р» - положення, що включається на АКПП під час стоянки для блокування ведучих коліс. Тут же слід зазначити, що це положення «автомата» ніяк не пов'язане з ручним гальмом.
Це були основні режими АКПП. Є ще й додаткові, які зустрічаються на багатьох авто:
- «O / D» - положення руху, яке передбачає можливість перемикання на більш підвищену передачу автоматично. Такий режим зазвичай включається під час руху за містом на великій швидкості;
- «D3» - положення коробки, при якому АКПП може використовувати тільки одну з перших трьох передач або відключати підвищені швидкості. У такому положенні зручно їздити в міських умовах і в умовах пробок;
- «S» - положення АКПП при їзді на знижених швидкостях;
- «L» - режим АКПП, при якому працює тільки перша передача.
Відео «Ремонту автоматичною КПП»
У цьому відео описаний процес ремонту АКПП на станції техобслуговування.
Вам згодилося це відео? Може бути вам є що додати про коробку «автомат»? Залиште свій коментар!
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 який 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 в високої потужності насоса, особливо при малій частоті обертання.
І в реальному житті, І в віртуальному просторі йде одвічна суперечка між власниками автомобілів з автоматами і ручними КПП. Ця суперечка також нескінченний, як і той, що первинно: яйце чи курка. Не вступаючи в нього, ми спробуємо просто напросто заповнити певні прогалини в знаннях тих початківців автовласників, у яких встановлена \u200b\u200bавтоматична коробка передач.
Яка вона, коробка «автомат»?
У нас на слуху такі типи АКПП як тіптронік і стептронік. Пару слів про цих загальноприйнятих назвах.
Tiptronic - це АКПП має можливість ручного перемикання передач. У режимі ручного керування водієм здійснюється ручний вибір передачі шляхом підштовхування важеля селектора в напрямку «+» або «-».
Steptronic -АКПП застосовується в БМВ. Має також можливість ручного перемикання передач, але швидкість перемикання збільшена, і її можна порівняти з МКПП. У стептронік важіль пересувається по положенням P, R, N, і D. Крім того тут є положення «M / S» (Manual / Sport), яке в режимі «спорт» утримує передачу до моменту досягнення максимальної кількості оборотів, потім відбувається підвищення передачі .
Як працює автоматична коробка передач?
Автоматична гідромеханічна коробка передач в класичному варіанті складається з планетарних редукторів, гідротрасформатора, обгінних та фрикційних муфт, сполучних барабанів і валів.
Не вдаючись в нетрі, тим більше своїми руками робити настійно не рекомендується, принцип роботи автоматичної КПП відрізняється тим, що перемикання передач відбувається за рахунок взаємодії планетарних механізмів і гідромеханічного приводу за допомогою електронних виконавчих пристроїв.
Особливості експлуатації АКПП вже висвітлювалися на сторінках сайту. Але ми повторимося.
- Коробка - автомат перед початком руху вимагає ретельного прогріву, особливо в зимовий час.
- Не рекомендується переводити важіль селектора на ходу в положення P і R.
- Немає необхідності включати нейтраль при спуску з гори, економії палива (як це вважається) не буде, а ось проблеми з гальмуванням, можуть виникнути.
- Гальмування двигуном здійснюється не на всіх режимах. Більш докладно про експлуатацію в різних режимах виробник дає інструкції в Керівництві. При всій нашій недолугості, бажано дотримуватися цих інструкцій. В першу чергу - це, а в другу, не останню - це вартість ремонту або повної заміни ніжного і чутливого агрегату - АКПП
Ну ось, власне, можна заводити, прогрівати і починати рух.
Удачі вам, любителі свого автомобіля.
