• Рейтинги
• Марки машин
• Устройство авто
• Выбор авто

Акпп устройство управления

Правила управления автомобилями с АКПП

В последнее время среди покупателей все большей популярностью пользуются автомобили с «автоматом», поскольку управлять такой машиной намного проще и, как утверждают многие эксперты, безопаснее, поскольку водитель может полностью сконцентрироваться на дороге. Многие автолюбители, между тем, не представляют, что управление автоматической коробкой передач также требует определенных знаний и навыков.

В самом деле, ездить на машине с АКПП гораздо проще, ведь от водителя требуется только включить режим «Драйв» и нажимать педали акселератора и тормоза, все остальное автомобиль сделает сам. Он не заглохнет при трогании, не откатится назад, если придется стартовать на подъеме, наконец, он не отвлекает водителя от дороги необходимостью работать с рычагом коробки передач. Однако чтобы преждевременно не испортить дорогостоящий узел, необходимо знать правила обращения с ним и его устройство. На эту тему существует немало обучающих видеороликов в сети интернет.

Что такое АКПП

При езде на машине с механической коробкой передач, водитель вынужден вручную изменять передаточные числа, чтобы добиться оптимального соотношения скорости автомобиля, расхода горючего и дорожных условий. Иными словами, при езде по хорошо укатанному асфальту, нужно включить высшую передачу, которая обеспечит высокую скорость передвижения и минимальный расход горючего. И, наоборот, на проселочной дороге нужно включить пониженную передачу, чтобы в распоряжении водителя были максимальный крутящий момент и мощность, которые позволят преодолеть труднопроходимые участки. От водителя при этом требуется контролировать показания спидометра и тахометра, оценивать состояние дорожного покрытия, работать сцеплением и рычагом переключения передач.

Если же машина оснащена АКПП, то все вышеперечисленные операции выполняются без человеческого вмешательства. Особенно удобна автоматическая коробка передач для начинающих водителей, поскольку избавляет их от главной сложности – трогания с места.

Принцип работы автоматической коробки передач

Автоматическая КПП состоит из двух основных компонентов: гидромеханического узла и системы управления. Как нетрудно догадаться, первый выполняет основную работу – передает от двигателя к ведущим колесам крутящий момент, а вторая определяет порядок работы.

Система управления АКПП включает в себя блок управления, входные датчики, исполняющие механизмы. В систему управления входят датчики, определяющие:

• положение рычага селектора;
• частоту вращения на входе коробки и выходе из нее;
• температуру масла;
• а также датчики режимов «кик-даун» и «типтроник», если АКПП имеет ручной режим.

Блок управления на основе информации, получаемой с датчиков, определяет порядок, в котором происходит переключение передач так, как заложено в программе. Помимо входных датчиков, блок управления получает данные от других систем автомобиля: АБС, электронной системы управления двигателем (ЭСУД), рулевого управления и климат-контроля.

От ЭСУД в блок управления АКПП передается информация о частоте вращения коленвала, положении дроссельной заслонки, положении педали газа. Вслед за этим, блок управления двигателем получает сигналы от системы управления АКПП и понижает крутящий момент в момент переключения передач.

На основании показаний датчиков других систем, блок управления коробкой передач определяет условия движения автомобиля:

1. пробуксовку;
2. движение на подъем;
3. спуск;
4. повороты.

Современные автомобили оснащаются адаптивными «автоматами», т.е. теми, которые могут приспосабливаться под конкретного водителя. Блок управления оценивает такие параметры, как интенсивность разгона и торможения. На основании этой информации запускается тот или иной алгоритм работы АКПП. Помимо этого, блок управления адаптивной автоматической коробкой передач учитывает условия движения автомобиля: наличие прицепа, спуск, подъем, повороты, гололед, едет машина по городу или по трассе.

Более подробно с логикой и порядком работы АКПП можно ознакомиться на видео.

Режимы работы автоматической коробки передач

В отличие от «механики», где водитель самостоятельно выбирает конкретную передачу в зависимости от ситуации, на машине с АКПП при помощи селектора можно выбрать определенный режим ее работы, наиболее подходящий в конкретном случае.

Основных режимов, заложенных в блок управления автоматической коробки передач четыре:

• P – паркинг;
• D – драйв (основной);
• N – нейтраль;
• R – задний ход.

В режиме P блокируются ведущие колеса автомобиля. Он выбирается, когда машина запаркована. В этом режиме ее можно завести, в том числе при помощи автозапуска, без риска, что она поедет без водителя. Эффект от «паркинга» равноценен затянутому ручному тормозу. Несмотря на то, что производители рекомендуют пользоваться ручником, как правило, вполне достаточно перевести рычаг селектора в P-режим, чтобы исключить вероятность движения машины даже в случае остановки на уклоне.

D – это основной режим работы автоматической коробки передач. Когда он включен, достаточно будет просто отпустить педаль тормоза, и автомобиль поедет. С набором скорости и ростом оборотов коленчатого вала, блок управления дает команду на последовательное переключение передач вверх, с уменьшением, соответственно, вниз.

Если необходимо сбросить скорость, достаточно отпустить педаль газа, тогда автомобиль начнет торможение двигателем. При необходимости резкого ускорения, например, при обгоне, необходимо вжать педаль газа «в пол», это послужит коробке передач сигналом для включения пониженной передачи (режим «кик-даун»).

N – нейтральное положение рычага. Так блок управления разъединяет коробку передач и двигатель. Применяется он при длительной остановке автомобиля, например, в пробке, или при буксировке.

Наконец, R – режим заднего хода.

Помимо четырех основных, автоматическая КПП может иметь и дополнительные режимы, значительно расширяющие ее функциональность. К ним относятся:

1. зимний режим, при выборе которого блок управления включает при трогании с места сразу вторую передачу для предотвращения пробуксовки ведущих колес (обозначается как W, Winter, Snow или изображением снежинки);
2. D1, D2, D3 – режимы, ограничивающие выбор наивысшей передачи. В зависимости от цифры, это будут первая, вторая и третья соответственно. Это требуется при подъеме в крутую гору на сильно нагруженном автомобиле или при езде по плохим дорогам;
3. спортивный режим – при его включении блок управления отдает команды на включение высших передач только после того, как обороты двигателя поднимутся до максимального значения;
4. режим ручного переключения передач. Передачи переключаются водителем либо селектором, либо подрулевыми лепестками.

Правила эксплуатации автомобиля с АКПП

Сам по себе «автомат» – довольно надежный агрегат, и если соблюдать некоторые правила, на машине удастся проехать не одну сотню тысяч километров без ремонта и замены коробки передач.

Правило первое

Чтобы тронуться с места или включить задний ход, достаточно просто нажать педаль тормоза. После этого включить нужный режим (D или R) и отпустить тормоз. Среди автовладельцев также существует мнение, что для перевода автоматической коробки передач из режима D в режим R или наоборот, необходимо вначале включить нейтраль (N). Специалисты утверждают, что это мнение ошибочно, поскольку в таком случае водитель вынуждает коробку передач совершить лишнее переключение, что ведет к ускоренному выходу ее из строя.

Правило второе

Трогаться, как вперед, так и назад, нужно только после того, как передача полностью включится, о чем свидетельствует характерный толчок.

Правило третье

Нельзя включать нейтраль во время движения. Автомобиль должен двигаться накатом, поскольку, во-первых, это небезопасно, а во-вторых, последующее включение передачи может спровоцировать серьезную поломку автоматической коробки передач.

Правило четвертое

При длительныой остановке лучше поставить машину на нейтраль, это позволит избежать перегрева масла в коробке передач.

Правило пятое

По возможности избегать буксировки автомобиля с АКПП, а если иным способом добраться до станции технического обслуживания нет, то двигаться с невысокой скоростью, на небольшое расстояние. В противном случае риск выхода из строя коробки передач достаточно велик.

ZnanieAvto.ru

Устройство автоматической коробки передач

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.

Планетарный редуктор

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.ru

АКПП. Устройство и принцип действия.

Устройство агрегатов

Устройство АКПП

1 - Гидротрансформатор ( “бублик”). По своим функциям напоминает сцепление при механической КПП.

2 - Планетарная передача. Изменяет передаточное отношение в АКПП при переключении передач.

3 - Фрикционы и тормозная лента. Непосредственно переключают передачи.

4 - Блок клапанов. Как правило, выполнен в виде металлической пластины с системой каналов. В каналах установлены клапаны, контролирующие давление и направление течения масла. Служит для управления фрикционами и тормозной лентой.

Гидротрансформатор

Передает крутящий момент от двигателя к элементам АКПП. Крыльчатка механически связана с двигателем. Вращаясь, она созает поток масла, который, в свою очередь, вращает турбину. Однако, создаваемого крутящего момента будет недостаточно. Для того, чтобы увеличить момент, используется статор. Он перераспределяет поток масла таким образом, чтобы он, имея еще запас энергии, повторно воздействовал на крыльчатку, создавая увеличивая крутящий момент.

Планетарная передача

Компактна в силу своей конструкции. Переключение передач осуществляется путем блокировки одних и разблокировки других элементов.

Необходимость планетарных рядов:

Хотя ГТ и способен увеличивать крутящий момент, система планетарных рядов в АКП необходима по следующим причинам:

- при преодолении автомобилем подъёмов или во время его резкого разгона в трансмиссии необходимо создать крутящий момент больший, чем может создать один ГТ;

- автомобиль должен быть способен двигаться не только вперёд, но и назад.

Планетарные ряды

В отличие от простой механической трансмиссии, в которой используются параллельные валы и сцепляющиеся между собой шестерни, в автоматических трансмиссиях в подавляющем большинстве используются планетарные передачи.

Преимущества планетарной передачи заключаются в её компактности, использовании лишь одного центрального вала и в способе переключения передач, осуществляемом путём блокировки одних и разблокировании других элементов планетарного ряда.

В автомобиле с простой механической трансмиссией водитель для переключения передач вынужден постоянно и последовательно выжимать педаль сцепления и отпускать педаль газа. Автоматическая трансмиссия автоматически переключает передачи в нужное время. Для этого водителю достаточно манипулировать лишь педалью газа, нажимая или отпуская её.

Планетарная передача обеспечивает ровное, без рывков, переключение скоростей движения автомобиля без потерь мощности двигателя, толчков и ударов, обычно ассоциируемых с моментом переключения передачи в простой трансмиссии.

Структура и теория планетарного ряда.

Планетарный ряд состоит из следующих элементов:

- солнечной шестерни (sun gear); - сателлитов (pinion gears); - эпицикла (internal gear);

- водила (carrier).

Солнечная шестерня находится в центре. Сателлиты вращаются вокруг солнечной шестерни, в то время как она вращается вокруг своей собственной оси. Эпицикл охватывает сателлиты, которые поддерживают водило. Все сателлиты вращаются одновременно и в одном направлении.

Переключение скорости вращения в планетарном ряду происходит тогда, когда два из трех элементов планетарного ряда (солнечная шестерня, эпицикл, водило) находятся в определённых условиях - блокированы или разблокированы в различной комбинации.

Подумаем, что произойдёт, если заставить двигаться сателлиты, а, следовательно, и водило, ещё медленнее.Скорость, с которой водило передвигается эпициклом, уменьшается по отношению к скорости вращающейся в обратном направлении солнечной шестерни. В результате, скорость вращения водила меньше, чем в предыдущем случае со второй передачей. Такое соотношение скоростей водила и эпицикла осуществляется при включении в АКП первой или пониженной (low gear) передачи.

Если в планетарном ряду эпицикл и солнечная шестерня вращаются в одинаковом направлении и с одинаковой скоростью, водило вращается в том же направлении и с той же скоростью. Такое соотношение скоростей данных элементов планетарного ряда осуществляется при включённой третьей (drive) передаче.

Если водило зафиксировано и солнечная шестерня вращается по часовой стрелке, сателлиты вращаются и двигают эпицикл против часовой стрелки. В этом случае, если считать, что солнечная шестерня передаёт входной момент, а эпицикл - выходной, то применительно к автоматической трансмиссии получим передачу заднего хода (reverse gear).

Если солнечная шестерня заблокирована, а водило вращается по часовой стрелке, сателлиты вращаются в том же направлении вокруг солнечной шестерни. Скорость вращения эпицикла складывается из собственной скорости вращения сателлитов и скорости их вращения вокруг неподвижной солнечной шестерни. Другими словами, эпицикл вращается быстрее, чем водило. Такое соотношение в трансмиссии характерно для четвёртой (overdrive) передачи.

Как правило, для переключения передач в 3-хскоростной автоматической трансмиссии используются два планетарных ряда, в 4-хскоростной - три планетарных ряда, но бывают и исключения, например, АКП AXOD (Ford).

Фрикционы и тормозная лента

Фрикционы блокируют элементы планетарной передачи между собой.

Тормозная лента блокирует планетарную передачу на корпус коробки.

Тормозная лента (brake band).

Тормозная лента служит для временной блокировки элементов планетарного ряда на корпус АКП. Несмотря на свои небольшие размеры, лента обладает весьма сильной удерживающей способностью. Подобно тормозным башмакам, она использует для блокировки эффект самозажатия. Когда тормозная лента отпускается, толчок, возникающий при переключении передач, смягчается, поскольку элемент планетарного ряда, который удерживала лента, начинает вращаться в сторону, противоположную направлению приложения силы торможения ленты. Другими словами, когда лента отпускается, она стремится освободить себя быстрее.

Итак, перечислим основные достоинства тормозной ленты:

- несмотря на небольшой размер, она обладает большой удерживающей способностью; - она подходит для блокировки вращающихся элементов планетарного ряда АКП на корпус АКП;

- она смягчает толчки и удары, возникающие при переключении передач.

Принцип действия тормозной ленты.

Один конец тормозной ленты крепится неподвижно на корпусе АКП, другой - к поршню сервопривода. Когда масло подаётся в полость включения сервопривода, поршень сервопривода, передвигаясь под давлением масла, зажимает тормозную ленту, осуществляя тем самым блокировку элемента планетарного ряда. При подаче масла в полость отключения сервопривода давление масла в обеих полостях выравнивается, поршень сервопривода под действием возвратной пружины возвращается в исходное положение (вправо), тормозная лента высвобождается.

Система фрикционов (clutch system).

Целесообразность использования фрикционных дисков в автоматических трансмиссиях обусловлена их следующими преимуществами:

- способность выдерживать большие нагрузки; - значительная степень свободы при их подборе (количество дисков можно увеличивать или уменьшать; - нет необходимости в регулировке пакета фрикционов из - за износа дисков; - способность прочного сцепления ведущих (drive plate) и ведомых (driven plate) дисков в пакете при больших скоростях вращения элементов планетарного ряда;

- хотя пакет фрикционов подвергается значительным нагрузкам, он не воздействует с такими же нагрузками на корпус АКП (в отличие от тормозной ленты, где большие нагрузки концентрируются в месте его крепления к корпусу АКП).

Принцип действия фрикционов.

Входной крутящий момент передаётся с барабана (drum) на ведущие диски. Ведомые диски поддерживаются втулкой (hub), которая передаёт выходной крутящий момент. Поршень (piston) приводится в действие давлением масла. Двигаясь под давлением масла вправо (по рисунку), поршень посредством конического диска (dished plate) плотно прижимает ведущие диски пакета к ведомым. Заставляя их вращаться как единое целое и осуществляя передачу крутящего момента от барабана к втулке. Как только давление масла падает, поршень под действием возвратной пружины (return spring) перемещается влево, ведущие и ведомые диски разжимаются, крутящий момент через пакет больше не передаётся.

Даже когда фрикцион выключен, в барабане, который вращается с большой скоростью, масло, оставшееся между барабаном и втулкой, отбрасывается под действием центробежной силы к внутренней стенке барабана. Вследствие этого возникает остаточное давление масла, которое прикладывается к поршню, вынуждая его к перемещению и подвключению фрикциона. Это приводит к преждевременному износу дисков и прочим неприятностям. Существуют 2 метода устранения подобного явления.

Метод 1Используется контрольный шарик (check ball). Когда давления масла под поршнем нет (фрикцион выключен), центробежная сила вынуждает шарик переместиться со своего седла, освобождая отверстие, через которое оставшееся в барабане масло вытекает из полости между поршнем и барабаном наружу. Когда в эту полость подаётся масло (фрикцион включается), его давление превышает центробежную силу и шарик под давлением масла возвращается на своё седло. Перекрывая отверстие для вытекания масла наружу.

Метод 2Масло из полости между поршнем и барабаном вытекает наружу через отверстие (orifice). Воздух в эту полость поступает через секцию с контрольным шариком, которая ближе к оси вращения барабана. При таком способе при включении фрикциона всегда будет небольшая утечка масла. Но, поскольку масляный насос поддерживает постоянное давление масла в гидравлической системе, такая утечка не является проблемой.

Обгонная муфта (one - way clutch)

Обгонная муфта может вращаться лишь в одном направлении. Она состоит из подвижного внутреннего кольца (inner race), зафиксированного наружного кольца (outer race) и кулачков.

Принцип действия обгонной муфты

Когда внутреннее кольцо вращается по часовой стрелке, оно проскальзывает через кулачок. Когда же внутреннее кольцо пытается вращаться против часовой стрелки, оно поднимает кулачок и он, заклиниваясь, не даёт кольцу возможности вращаться в этом направлении.

Блок клапанов

В отличие от шестерёнчатого насоса, производительность которого зависит от числа оборотов двигателя, производительность лопастного насоса возрастает пропорционально числу оборотов двигателя лишь до определённой величины этих оборотов. По достижении двигателем таких оборотов количество масла, перекачиваемое лопастным насосом, больше не растёт, а составляет определённую постоянную величину, то есть линейное давление в гидравлической системе трансмиссии будет постоянным. Это уменьшает потери мощности в системе, возникающие при перекачке большего, чем необходимо, количества масла.

Зависимость выхода масла от оборотов двигателя

Принцип действия лопастного масляного насоса переменной производительности заключается в следующем. Когда обороты двигателя невелики, и количество перекачиваемого насосом масла увеличивается пропорционально росту числа оборотов двигателя. При достижении определённой величины оборотов двигателя давление Р преодолевает давление Р1, пружина (spring) 2 сжимается и золотник движется. В этой позиции золотника масло перетекает из канала а в канал b и далее в канал контроля количества масла (volume control passage), откуда направляется в камеру переменного объёма (variable chamber) насоса. Кулачок (cam ring) эксцентрика под воздействием возросшего давления масла в камере поворачивается на ролике (pivot roller), сжимая пружину (spring) 1 и уменьшая величину эксцентриситета насоса.

Следовательно, производительность насоса уменьшается, соответственно, уменьшается давление масла в магистрали.

При работе масляного насоса масло закачивается из масляного поддона (oil pan) в каналы масляной магистрали. Слив избыточного масла в поддон через каналы А и В перекрыт золотником масляного клапана. Золотник удерживается в таком положении пружиной, когда количество перекачиваемого масла невелико. При увеличении числа оборотов двигателя и, следовательно, масляного насоса, количество масла, проходящего через клапан регулировки давления, увеличивается. Давление в полости С клапана увеличивается, вынуждая золотник перемещаться вниз, открывая канал для слива избыточного количества масла из полости А в полость В и далее в поддон. Таким образом, поддерживается постоянное давление масла, называемое линейным давлением. Масло под таким давлением подаётся также в гидротрансформатор АКПП.

Дроссельный клапан (throttle valve)

В целях обеспечения комфортного вождения автомобиля необходимо обеспечить правильное соотношение линейного давления масла и нагрузки на двигатель. Это соотношение регулирует дроссельный клапан. Дроссельный клапан регулирует линейное давление, которое подаётся на клапаны переключения передач и балансируется в них давлением, создаваемым центробежным регулятором (governor- ом). В общем, дроссельный клапан связан с дроссельной заслонкой двигателя и предназначен для определения нагрузки на двигатель и создания соответствующего этой нагрузке давления масла в гидравлической системе.

Существуют 2 типа дроссельных клапанов:

1. вакуумный; 2. механически соединённый с педалью акселератора (газа).

Рассмотрим вкратце каждый из этих типов.

Вакуумный дроссельный клапан (vacuum throttle valve)

Осуществляет свои функции через вакуумную диафрагму и шток. Разрежение, создаваемое при работе двигателя в его впускном коллекторе, напрямую прикладывается к диафрагме дроссельного клапана. Степень разрежения обратно пропорциональна величине угла открытия дроссельной заслонки двигателя. Принцип действия вакуумного дроссельного клапана таков.

Шток клапана прижимается вниз силой Fs, которая возникает вследствие разницы силы пружины и силы разрежения, приложенной к диафрагме. Сила Fs уравновешена силой давления масла Ft, направленной вверх. Канал поступления дополнительного количества масла от масляного насоса перекрыт. При нажатии на педаль газа дроссельная заслонка открывается, разрежение во впускном коллекторе двигателя уменьшается, соответственно, увеличивается сила Fs, которая, преодолевая силу давления масла Ft, перемещает шток дросселя вниз, открывая проход для дополнительного количества масла от масляного насоса. Давление на выходе дроссельного клапана увеличивается.

Механический дроссельный клапан (mechanical throttle valve).

При нажатии на педаль газа механически связанный с ней кулачок дроссельного клапана, поворачиваясь, передвигает вправо плунжер, который, в свою очередь, сжимает пружину А. Под действием пружины А золотник также перемещается вправо, открывая канал 7 поступления масла от магистрали (линейное давление). Линейное давление, поступающее через канал 7, поступает и на выход 20 дросселя. Так как давление масла в клапане увеличивается, золотник под этим давлением перемещается влево, сжимает пружину А и перекрывает канал 7. Давление в канале 20 дросселя падает. Как только давление в канале 20 упадёт до определённой величины, золотник снова перемещается вправо пружиной А, открывая канал 7 поступления линейного давления масла. Таким образом, дроссельный клапан регулирует давление постоянным перемещением золотника вправо - влево под воздействием давления масла и пружины А. Сила пружины   А зависит от степени нажатия педали газа, то есть в нашем случае от угла поворота кулачка. Когда кулачок поворачивается на больший угол, пружина А сжимается плунжером клапана сильнее, поэтому и сила её возрастает, соответственно потребуется большее давление в канале 20 дросселя, чтобы преодолеть силу пружины А и переместить золотник клапана. В результате, пружина А создаёт баланс между педалью газа и давлением на выходе дроссельного клапана.

Центробежный регулятор (governor), давление регулятора (governor pressure)

Давление центробежного регулятора - это давление масла, которое зависит от скорости автомобиля. Регулятор посылает сигналы в виде различных значений давления масла на клапаны переключения передач (1 - 2, 2 - 3, 3 - 4) для их автоматического включения (выключения).

Существуют 2 типа регуляторов.

Тип А.

Масло, проходя через центр вала в узле регулятора, передвигает золотник по направлению к валу, открывая канал слива масла. Золотник в регуляторе выполняет две функции - выступает как элемент, распределяющий потоки масла, и как груз, который может перемещаться под действием центробежной силы. Как только скорость вращения регулятора увеличивается, центробежная сила, возникающая в нём, заставляет золотник перемещаться от вала и закрывать канал слива масла. Давление масла в канале А возрастает.

Чувствительность регулятора достаточна при высокой скорости автомобиля, но недостаточна при низкой. Поэтому в регуляторе устанавливаются два золотника (груза) - первичный и вторичный. Более тяжёлый первичный золотник работает при малых скоростях автомобиля. При достижении автомобилем определённой скорости первичный золотник становится неэффективным и в работу вступает вторичный золотник. Это даёт возможность регулировать давление регулятора почти в прямой зависимости от скорости автомобиля, будь она низкой или высокой.

Тип В

график работы клапана давления

Клапан регулятора создаёт своё давление от линейного давления.

1-я ступень регулирования.Когда скорость автомобиля невелика, основной и вспомогательный грузы, поднимаясь под действием центробежной силы в направлении стрелки, надавливают на золотник и он перемещается вниз, перекрывая канал слива масла и открывая канал для линейного давления масла. Давление на выходе регулятора быстро увеличивается до тех пор, пока первичный груз не упрётся в ограничитель.

2-я ступень регулирования.При высокой скорости автомобиля передвигается только вторичный груз. Величина перемещения золотника при этом меньше, соответственно, давление регулятора возрастает медленнее.

Ручной клапан (manual valve)

Ручной клапан предназначен для реализации команд, поступающих непосредственно от водителя: ехать вперёд, назад или парковать машину. Для передачи своих команд в трансмиссию водитель использует рычаг переключения передач, который в нашем примере может быть установлен в следующие позиции: P, R, N, D, 2 и 1.

устройство ручного клапана

Рычаг переключения передач механически связан с ручным клапаном. В свою очередь, ручной клапан направляет масло в определённые каналы гидравлической системы трансмиссии, соответствующие каждому положению рычага переключения передач. Давление масла, которое проходит через ручной клапан, является линейным давлением и регулируется клапаном регулировки давления масла.

Что происходит с автомобилем при различных положениях рычага переключения передач?

Р (Park). Трансмиссия в нейтральном положении, выходной вал механически зафиксирован. Двигатель может быть запущен.

R (Reverse). Осуществляется движение автомобиля задним ходом.

N (Neutral). Трансмиссия в нейтральном положении. Двигатель может быть запущен.

D (Drive). Движение вперёд на 1-ой, 2-ой, 3-ей передачах (при 3-хскоростной АКПП).

О (Overdrive). Движение вперёд на 1-ой, 2-ой, 3-ей и 4-ой передачах ( при 4-хскоростной АКПП).

2 (Second). Движение вперёд, зафиксированное на 2 - ой передаче.

1 (Low). Движение вперёд, на 1-ой передаче.

В большинстве АКПП клапан регулировки линейного давления масла и ручной клапан находятся в одном узле - клапанном устройстве (valve body).

Клапан подстройки линейного давления масла (pressure modifier valve)

Крутящий момент, передаваемый фрикционами трансмиссии при разгоне автомобиля, отличается от момента, передаваемого при движении с постоянной скоростью. Давление масла, необходимое для включения фрикциона при постоянной скорости автомобиля, меньше давления, необходимого для включения фрикциона при разгоне автомобиля.

Для создания необходимого давления в гидравлической системе используется клапан подстройки линейного давления, подстраивающий линейное давление до нужной величины. Когда давление создаваемое центробежным регулятором и воздействующее на правую сторону золотника клапана подстройки давления, невелико, давление, создаваемое дроссельным клапаном плюс сила пружины, вынуждает золотник клапана подстройки перемещаться вправо. В результате, проход масла из магистрали (давление дроссельного клапана) в магистраль(линейное давление) перекрыт. С увеличением скорости автомобиля увеличивается давление центробежного регулятора. Давление преодолевает давление дроссельного клапана и силу пружины и перемещает золотник клапана подстройки давления влево. Давление поступает в магистраль и, воздействуя на верхнюю часть клапана регулировки давления масла, уменьшает линейное давление масла.

Как только скорость автомобиля и давление центробежного регулятора уменьшаются, сила пружины и давление дроссельного клапана преодолевают давление и золотник клапана подстройки давления масла снова перемещается вправо. Масло, создающее давление дроссельного клапана, идёт на слив через секцию пружины. Итак, золотник клапана подстройки линейного давления перемещается только тогда, когда давление центробежного регулятора больше давления дроссельного клапана.

Аккумулятор (accumulator)

Поршень аккумулятора уменьшает удары при переключении передач, когда включаются фрикционы или тормозная лента. Обычно линейное давление воздействует на удерживающую сторону поршня, вынуждая его прижиматься вниз. Когда линейное давление прикладывается к упомянутым фрикционам и тормозу, оно одновременно воздействует на рабочую поверхность поршня, вынуждая его подниматься вверх. Часть энергии масла при этом теряется, что и смягчает удары при переключении передач.

Принцип действия аккумулятора.

Соленоид кикдауна (kickdown solenoid).

Соленоид кикдауна приводится в действие при резком нажатии водителем педали газа. Когда водитель быстро и полностью нажимает на педаль газа, переключатель соленоида замыкается ею. Напряжение подаётся на соленоид, благодаря чему шток соленоида выдвигается наружу, открывая так называемый клапан кикдауна. Линейное давление подаётся в линию и включает клапаны переключения 1 - 2 и 2 - 3 передач. При отпускании педали соленоид обесточивается и в таком состоянии шток соленоида и клапан кикдауна удерживаются пружиной таким образом, что проход между линиями 4 и 13 открыт, а между линиями 7 и 13 закрыт. Линейное давление 4 в этом случае через канал 13 подаётся на клапаны переключения 1 - 2 и 2 - 3 передачи, где оно преодолевает давление 15 центробежного регулятора. В результате в АКП происходит переключение с высшей передачи на низшую.

Принцип действия клапана переключения передач.

В зависимости от условий вождения автомобиля АКП выполняет те же самые операции, что и водитель при вождении автомобиля с обычной коробкой передач, то есть включает повышенную передачу при разгоне автомобиля, включает пониженную передачу при торможении автомобиля, преодолении им крутых подъёмов или при перевозке автомобилем больших грузов.

В гидравлической системе АКП механизмом, который непосредственно осуществляет переключение передач, является клапан переключения передач. В 3-хскоростной АКП таких клапанов 2: переключения с 1-ой на 2-ю и переключения со 2-ой на 3-ю передачу. В 4-хскоростной АКП к упомянутым двум клапанам добавляется третий: переключения с 3-й на 4-ю передачу. Рассмотрим принцип действия клапана переключения передач.

Предположим, что дроссельная заслонка двигателя открыта на определённый угол и автомобиль движется на низкой передаче. При этой передаче суммарная составляющая силы пружины Fa , давления, создаваемого дроссельным клапаном Fb и линейного давления Fc , прикладываемых к золотнику клапана переключения передач, вынуждает его перемещаться вправо. При увеличении скорости автомобиля пропорционально увеличивается давление Fd , создаваемое центробежным регулятором, которое, преодолевая суммарное воздействие сил Fa , Fb и Fc , вынуждает золотник перемещаться влево.

При определённой величине давления Fd золотник переместится влево настолько, что откроется канал, через который линейное давление масла поступит к исполнительным механизмам (тормозам и фрикционам), включающим следующую повышенную передачу. Как только скорость автомобиля уменьшится, давление Fd , создаваемое центробежным регулятором, также уменьшится и золотник клапана под действием сил Fa , Fb и Fc снова переместится вправо, перекрывая канал для линейного давления масла. Повышенная передача выключится.

При торможении автомобиль переходит на пониженную передачу на скорости, которая примерно на 5 км/ч меньше скорости перехода от данной пониженной передачи на следующую повышенную. Это улучшает управляемость автомобилем и снижает расход топлива

Управляет блокировками элементов планетарной передачи. В зависимости от конструкции управление может быть механическим и электронным. Основными датчиками для электронным систем управления АКПП являются датчик дроссельной заслонки и датчик холостого хода.  

В блоке клапанов стоят соленоиды, электрические сигналы на которые поступают из модуля управления. При механическом управлении клапана приводятся в действие разностью давлений масла в гидравлической системе трансмиссии.

www.transcom-at.ru

АКПП

Как вы поняли, речь пойдет об автоматических коробках передач. В целом тема неисчерпаема и заслуживает собрания из нескольких томов. Тем не менее мы хотели бы остановиться на основных аспектах устройства, эксплуатации и ремонта АКПП.

Итак, трансмиссия является сложным связующим звеном между двигателем и ведущими колесами и включает в себя множество элементов и механизмов. Трансмиссия обеспечивает передачу крутящего момента от двигателя к ведущим колесам, а также его изменение по величине и по направлению.

Однако передать мощность и крутящий момент от двигателя к колесам — всего лишь полдела, важно эти показатели при передаче качественно преобразовать. А для чего, попробуем разобраться.

Как мы знаем, частота вращения коленчатого вала двигателя может при работе изменяться в определенном диапазоне. Конечно же, этот диапазон у разных двигателей различный. При этом главными характеристиками двигателя является изменение момента и мощности в зависимости от скорости вращения коленчатого вала. В нашем же случае диапазон изменения скоростей вращения колес простирается от 0 до довольно больших величин. На скорости 150 км/ч в зависимости от диаметра колеса эта величина может быть равной 1400-1500 об./мин. Итак, с одной стороны, колеса со своим диапазоном скоростей, с другой стороны, двигатель со своим, в результате встает довольно сложная задача увязать правую и левую части выражения. При составлении технического задания по разработке в том числе и трансмиссии, конечно же, учитывается гораздо большее количество факторов, так, например, из учета специфики автомобиля и сферы его использования задаются тягово-динамические параметры, которым автомобиль должен соответствовать. И все это с учетом выполнения норм по экономичности, экологичности, а также целесообразности применения тех или иных конструктивных решений.

Итак, перед нами встает необходимость в изменении тягового усилия, скорости и направления вращения ведущих колес в зависимости от внешних условий движения. Каким же образом это выполняется?!

Задача связать двигатель и колеса не из простых, и выполняется она, если так можно выразиться, в несколько этапов.

В зависимости от типа трансмиссии момент силы, передаваемый на колеса, и скорость их вращения изменяются разными способами. Для этого существуют различные варианты исполнения трансмиссий. Трансмиссии могут быть электрическими, механическими, гидромеханическими (комбинированными). Тем не менее способ, при помощи которого осуществляется изменение величины крутящего момента (электрическая трансмиссия не в счет), достаточно прост; изменение момента и скорости осуществляется путем изменения передаточного числа. Как вы уже знаете, для перемены передаточного числа и существуют коробки передач, в которых устанавливается ряд пар шестерен с различными передаточными отношениями. Количество пар шестерен (передач) и их передаточные отношения подбираются таким образом, чтобы обеспечить соответствующие тягово-скоростные характеристики автомобиля.

Не секрет, что наши автолюбители относятся к автомобилям с автоматическими коробками передач с некоторой настороженностью. Тем не менее автоматические коробки передач активно вытесняют трансмиссии с механическими коробками передач. Это особенно заметно на примере таких стран, как США, Канада и Япония, где более 90% легковых автомобилей оборудованы именно автоматическими коробками. Даже в нашей стране, отличающейся настороженным отношением к АКПП, наметилась тенденция к увеличению объема продаж автомобилей с трансмиссиями, в состав которых входит АКПП. Что же настораживает наших соотечественников в эксплуатации автоматов? Сложность конструкции? Дороговизна ремонта?

Как утверждают автомеханики, сталкивающиеся с неисправностями АКПП, большинство проблем бывают вызваны именно нарушением правил эксплуатации и несвоевременным техническим обслуживанием. Спешим вас успокоить, ничего страшного собой автомат не несет. Ведь недаром даже военные «Хаммеры» оснащают автоматическими коробками...

А какие преимущества дает автоматическая трансмиссия? И стоит ли она потраченных на нее средств?

Плюсы АКПП:

— безусловно, применение автомата увеличивает комфортность вождения. Благодаря наличию гидротрансформатора АКПП обеспечивает более мягкие условия эксплуатации, как для двигателя, так и для ходовой части в целом.

Минусы АКПП:

— КПД автомата на 2-5% ниже, чем у механической КПП. Потери происходят в гидротрансформаторе, некоторое количество энергии, выработанной двигателем, расходуется на перелопачивание трансмиссионной жидкости, то есть на преодоление внутреннего трения и нагрев трансмиссионного масла, обладающего, между прочим, не малой вязкостью. Таким образом, полезная механическая работа превращается в тепловую энергию, которая при помощи радиатора рассеивается во внешнее пространство. Кроме того, определенную часть энергии забирает насос, создающий рабочее давление в коробке.

При остальных равных условиях (мощности двигателя и массе автомобиля) автомобиль, оснащенный АКПП, по приемистости будет уступать автомобилю, имеющему в активе механическую коробку. Хотя это не всегда так, поскольку современные автоматические трансмиссии в некоторых режимах движения позволяют добиться более высокой экономичности по сравнению с механическими КПП за счет поддержания оптимальных оборотов двигателя и интеллектуального управления режимами. И, наконец, недостаток, который для многих может стать определяющим при выборе автомобиля: автомобиль с АКПП нельзя завести с толкача. 

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ АКПП

Автоматическая коробка включает в себя несколько агрегатов, основными являются гидротрансформатор и механическая планетарная коробка передач.

ГИДРОТРАНСФОРМАТОР состоит из двух лопастных машин — центробежного насоса, центростремительной турбины и расположенного между ними направляющего аппарата-реактора. Насос и турбина предельно сближены, а их лопастям придана форма, обеспечивающая непрерывный круг циркуляции рабочей жидкости. НАСОСНОЕ КОЛЕСО жестко связано с коленчатым валом двигателя, а ТУРБИННОЕ — с валом коробки передач. Передача энергии от двигателя к трансмиссии осуществляется потоками рабочей жидкости, которая отбрасывается лопатками насосного колеса на лопасти турбинного колеса. Жесткая связь при этом между двигателем и трансмиссией отсутствует. Это способствует обеспечению работы двигателя и остановке автомобиля с включенной передачей. Наличие такой связи устраняет вероятность того, что заглохнет двигатель, как по неопытности водителя, так и вследствие внезапного возрастания внешнего сопротивления, при котором может произойти полная остановка автомобиля.

Плавность передачи тягового усилия в случае использования гидропередачи повышает проходимость автомобиля при движении по грунтам с плохими сцепными свойствами.

Поскольку гидродинамические передачи не пропускают крутильные колебания от двигателя в трансмиссию, повышается надежность и долговечность элементов трансмиссии, а также силового агрегата в целом. Лопастные колеса гидропередачи (насосное, турбинное, реакторное) практически не изнашиваются.

Собственно по такой схеме работает гидромуфта, которая просто передает крутящий момент, не трансформируя его величину. Чтобы изменять момент, в конструкцию гидротрансформатора введен реактор. Это также колесо с лопатками, однако оно жестко прикреплено к корпусу и не вращается (заметим: до определенного времени). Реактор расположен на пути, по которому масло возвращается из турбины в насос. Лопатки реактора имеют особый профиль, а межлопаточные каналы постепенно сужаются. По этой причине скорость, с которой рабочая жидкость течет по каналам направляющего аппарата, постепенно увеличивается, а сама жидкость выбрасывается из реактора в сторону вращения насосного колеса, как бы подталкивая и подгоняя его. Отсюда сразу два следствия.

Первое — благодаря увеличению скорости циркуляции масла внутри гидротрансформатора при неизменном режиме работы насоса крутящий момент на выходном валу гидротрансформатора увеличивается.

Второе — при неизменном режиме работы насоса режим работы турбины изменяется автоматически и бесступенчато в зависимости от приложенного к валу турбины (читай: колесам автомобиля) сопротивления. Допустим, автомобилю, который двигался по равнинному участку дороги, предстоит подъем в гору. Забудем на время про педаль акселератора и посмотрим, как отреагирует на изменение условий движения гидротрансформатор. Нагрузка на ведущие колеса увеличивается, а автомобиль начинает терять скорость. Это приводит к уменьшению частоты вращения турбины. В свою очередь, уменьшается противодействие движению рабочей жидкости по кругу циркуляции внутри гидротрансформатора. В результате скорость циркуляции возрастает, что автоматически приводит к увеличению крутящего момента на валу турбинного колеса (аналогично переходу на низшую передачу в механических КПП) до тех пор, пока не наступит равновесие между ним и моментом сопротивления движению. По аналогичной схеме работает автоматическая трансмиссия и при старте с места.

Когда автомобиль припаркован, турбинное колесо находится в неподвижном состоянии, однако внутреннее проскальзывание в гидротрансформаторе не мешало двигателю работать на холостом ходу. В этом случае крутящий момент трансформируется в максимально возможное число раз. Зато когда достигнута необходимая скорость, надобность в преобразовании крутящего момента отпадает. Гидротрансформатор посредством автоматически действующей блокировки превращается в звено, практически жестко связывающее ведущий и ведомый валы. Такая блокировка исключает внутренние потери, увеличивает значение КПД передачи, уменьшает расход топлива в установившемся режиме движения, а при замедлении повышает эффективность торможения двигателем. Кстати, одновременно с целью снижения все тех же потерь реактор может освободиться и вращаться вместе с насосным и турбинным колесом.

Зачем же к гидротрансформатору присоединяют КПП, если он сам способен изменять величину крутящего момента в зависимости от нагрузки на ведущие колеса?

 АВТОМАТИЧЕСКАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ

Продольный разрез автоматической коробки передач AUDI A8 1-Межколесный дифференциал 2-Насосное колесо 3-Турбинное колесо 4-Гидро-трансформатор 5-Реактор 6-Левая передняя полуось 7-Маслоприемник с фильтром 8-Блок управляющих клапанов 9-Раздаточная коробка 10-Фланец ведомого вала 11-Межосевой дифференциал Torsen

Особенность гидротрансформатора такова, что он не может изменять крутящий момент, а также скорость вращения выходного вала в широких пределах. Поэтому законно возникает необходимость в механизме, который смог бы изменять момент и частоту вращения в заданных пределах. Для этого и служит коробка передач. Кстати, необходимость в реверсе возникает постоянно, и без механики здесь не обойтись.

Принцип работы и устройство АКПП аналогичны работе механических коробок с шестернями постоянного зацепления. В механической коробке передач шестерни находятся в постоянном зацеплении, при этом ведомые шестерни свободно вращаются на вторичном валу. Включая какую-либо передачу, мы механически блокируем соответствующую шестерню на ведомом валу. Работа автоматической коробки передач построена на таком же принципе. Если говорить упрощенно — около каждой шестерни стоит фрикционный пакет, состоящий из нескольких фрикционных элементов. Этот фрикционный пакет как раз и фиксирует шестерню на валу с помощью сил трения. Только в автоматической коробке вместо косозубых пар шестерен, как правило, применяются планетарные передачи. Как уже говорилось, кроме гидротрансформатора и планетарного механизма в состав КПП-автоматов входит масляный насос, снабжающий гидротрансформатор и гидравлический блок управления рабочей жидкостью. А также радиатор охлаждения рабочей жидкости.

Интересно то, что рабочая температура автоматической коробки может быть сопоставима с температурой двигателя, а иногда может даже превышать ее. Поэтому автомобили с АКПП имеют специальную систему охлаждения, радиатор которой либо встроен в радиатор системы охлаждения двигателя, либо установлен отдельно и охлаждается воздушным потоком. На старых автомобилях с малым объемом двигателя можно встретить коробки, имеющие воздушную систему охлаждения. На корпусе гидротрансформатора имеется дополнительное внешнее оребрение, с помощью которого и организуется более эффективный отвод тепла.

Имея некоторый опыт, определить количество передач можно и на практике, следя за стрелкой тахометра во время разгона автомобиля. Каждое переключение будет сопровождаться некоторым понижением оборотов двигателя. Только при этом надо иметь в виду, что стрелка тахометра таким же образом реагирует и на блокировку гидротрансформатора (правда, падение оборотов в этом случае будет не столь заметным, как во время переключения передач).

Существенное отличие АКПП от обычных механических коробок заключается в том, что передачи в автоматах переключаются практически без разрыва потока мощности с помощью приводимых гидравликой многодисковых фрикционных муфт.

Сильные рывки при переключении передач практически исключены, поскольку их гасит уже упомянутый выше гидротрансформатор.

За выбор передачи отвечает гидравлический и электронный блоки управления АКПП. Водитель кроме нажатия на акселератор может влиять на процесс смены передач, выбрав зимний или спортивный алгоритм переключения или установив, например, при движении в сложных условиях селектор КПП в специальное положение, которое не позволяет автоматике переключаться выше определенной передачи.

 СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ АКПП

АКПП, устанавливающаяся на автобусы SCANIA 1-Планетарные передачи 2-Гидротрансформатор 3-Фрикционные пакеты 4-Демпфер крутильных колебаний 5-Фланец ведомого вала 6-Масляный фильтр

В автоматических трансмиссиях первого поколения системы управления были целиком гидравлическими. В них формировались сигналы, пропорциональные скорости движения автомобиля (давление скоростного регулятора) и загруженности двигателя (давление клапана-дросселя). В зависимости от соотношения этих двух сигналов в коробке передач и происходили соответствующие переключения. В дальнейшем гидравлику стали использовать только в качестве исполнительной части системы управления. Все остальные функции на современных автомобилях переданы компьютерному блоку управления, который, получая информацию в виде сигналов от многочисленных датчиков, обрабатывает и анализирует ее и принимает решение о переключении передач, обеспечивая при этом и соответствующее качество переключения. Кроме того, электронный блок управления постоянно контролирует исправность системы, записывая в свою память коды неисправностей тех элементов, в которых происходили сбои в процессе работы. Эту способность блока управления называют функцией самодиагностики.

Компьютер управления, включая соответствующий соленоид (клапан, управляемый электромагнитом, формирующий величину управляющего давления), определяет передаточное число на каждой передаче АКПП, при его несоответствии фиксируется ошибка данной передачи (допустим, пробуксовывание фрикционных дисков или разрушение планетарного механизма). Кстати, может анализироваться даже давление, необходимое для включения каждой муфты. Результаты измерения давления включения каждой муфты регистрируются, что позволяет прогнозировать степень износа фрикционных дисков. Это позволяет прогнозировать ресурс работы даже при нормальной работе коробки.

Несмотря на достоинства и недостатки, все типы коробок при правильной эксплуатации и регулярном квалифицированном ТО способны доставить радость владельцам автомобилей своей безотказной работой при пробеге более 200 000 км.

В автомобилях более позднего выпуска в блоках управления стали использовать программируемые запоминающие устройства. Такие устройства позволяют с помощью специальных приборов достаточно оперативно корректировать программы управления, ничего не изменяя в самом блоке управления.

На начальном этапе движения, когда двигатель и трансмиссия еще недостаточно прогреты, необходимо обеспечить их защиту от перегрузок. Для этого в блоке управления имеется специальная программа, в соответствии с которой управление двигателем и трансмиссией осуществляется без обратной связи, то есть без учета фактического состояния двигателя и трансмиссии. В этом случае для принятия решений блок управления использует только данные, записанные в его памяти.

Работа двигателя без обратной связи характеризуется обогащенной смесью, что требует отмены работы системы дожигания отработанных газов и изменения угла опережения зажигания. Для трансмиссии этот режим характеризуется запретом блокировки гидротрансформатора и более поздними по оборотам двигателя переключениями передач.

РЕЖИМЫ РАБОТЫ АКП

Рычаг выбора диапазона (РВД) работы коробки передач или «селектор» имеет несколько положений, которые имеют буквенное и цифровое обозначение. Количество этих положений у разных моделей автомобилей разное, но на всех автомобилях РВД обязательно имеет положения, обозначенные буквами «Р», «R» и «N».

ПОЗИЦИЯ «P» выбирается при длительной стоянке автомобиля. В этом положении рычага в АКПП выключены все элементы управления, а ее выходной вал заблокирован, поэтому движение автомобиля невозможно. На этом режиме разрешен запуск двигателя. А как насчет использования стояночного тормоза на стоянке? Для надежной фиксации автомобиля во время стоянки на относительно ровных участках исправного механизма блокировки выходного вала АКПП вполне достаточно. Но если автомобиль стоит на уклоне, то включение ручного тормоза обязательно. Причем первым необходимо затянуть ручной тормоз и только после этого установить рычаг переключения режимами коробки в положение «Р». В этом случае вы освобождаете от дополнительной нагрузки механизм блокировки выходного вала АКПП.

ПОЗИЦИЯ «N» — в этом случае, как правило, выключены все элементы управления. Механизм блокировки выходного вала при этом выключен, то есть автомобиль может свободно перемещаться. На этом режиме разрешен запуск двигателя.

У некоторых автовладельцев возникает вопрос: следует ли переводить рычаг в положение «N» при остановке у светофора? Отвечаем: имеет смысл только при длительных остановках в уличных пробках в жаркую погоду, для снижения тепловыделения и предотвращения перегрева масла коробки.

ПОЗИЦИЯ «R» — режим движения задним ходом. Перевод рычага в положение «R» во время движения вперед может привести к выходу из строя коробки передач. Если рычаг находится в этом положении, запуск двигателя невозможен.

Автомобили, оснащенные четырехскоростными коробками передач, обычно имеют четыре положения движения вперед: «D», «3», «2» и «1» («L»). Следует отметить, что в случае установки РВД в одно из этих положений запуск двигателя невозможен.

ДИАПАЗОН «D» — основной режим движения. Он обеспечивает автоматическое переключение с первой по четвертую передачу. В нормальных условиях движения рекомендуется использовать именно его.

ДИАПАЗОН «3» — разрешено движение на первых трех передачах. Рекомендуется использовать при движении по холмистой дороге или в условиях частых остановок.

ДИАПАЗОН «2» — разрешено движение только на первой и второй передачах. Рекомендуется использовать на извилистых горных дорогах. Переключение на третью и четвертую передачи запрещено.

ДИАПАЗОН «1» («L») — разрешено движение только на первой передаче. Этот диапазон позволяет максимально реализовать тяговые возможности двигателя, поскольку передаваемый на колеса крутящий момент максимален именно на первой передаче. В этом режиме особенно эффективно торможение двигателем. Первая передача рекомендуется при движении на крутых подъемах и спусках.

На большинстве современных автомобилей с автоматической трансмиссией в систему управления заложено несколько вариантов управления переключением передач. К ним относятся — экономичная, спортивная, зимняя и т.п.

ЭКОНОМИЧНЫЙ РЕЖИМ обеспечивает движение с минимальным расходом топлива, поскольку двигатель на каждой из ступеней работает в ограниченном скоростном диапазоне. При этом работа коробки передач и двигателя синхронизируется таким образом, что при включении очередной повышающей передачи двигатель начинает работать практически с холостых оборотов, и при дальнейшем разгоне обороты двигателя не доводятся до максимальных. Движение автомобиля в этом случае носит плавный, спокойный характер.

СПОРТИВНЫЙ РЕЖИМ позволяет максимально использовать мощность двигателя. Включение каждой последующей передачи происходит при частотах коленчатого вала, близких к частотам, на которых развивается максимальный крутящий момент. При дальнейшем ускорении частота вращения коленчатого вала доводится до максимальных значений, при которых двигатель развивает максимальную мощность. Таким образом, двигатель работает с наибольшей отдачей. То есть диапазон изменения частот на каждой ступени происходит от частоты, при которой максимален момент, до частоты, соответствующей максимальной мощности. Автомобиль в этом случае развивает, по сравнению с экономичной программой, значительно большие ускорения. Для реализации экономичной или спортивной программы на приборной панели или рядом с рычагом выбора диапазона расположена специальная кнопка или переключатель, которые в зависимости от марки автомобиля могут иметь обозначения «POWER», «S», «SPORT», «AUTO», «A/T MODE» и т.п.

ЗИМНИЙ РЕЖИМ — для его активизации имеется специальная кнопка или переключатель, которые могут иметь обозначения «WINTER», «W», «HOLD». Для того чтобы исключить проскальзывание колес при трогании на скользком покрытии, крутящий момент, передаваемый от двигателя к колесам, должен быть минимальным. Это осуществимо в том случае, если автомобиль будет трогаться либо со второй, либо с третьей передачи.

АВАРИЙНЫЙ РЕЖИМ активизируется в случае возникновения в трансмиссии или системе управления неисправности, которая может привести к серьезной поломке АКПП, блок управления начинает работать по программе защиты трансмиссии, что позволяет автомобилю добраться своим ходом до ремонтной мастерской или гаража.

Обычно в режиме защиты в коробке передач включается одна какая-либо передача и запрещены все переключения. Номер передачи, включаемой в защитном режиме, как правило, соответствует передаче, на которой все соленоиды переключения находятся в выключенном состоянии. Кроме того, в защитном режиме в основной магистрали устанавливается максимальное давление и запрещается блокировка гидротрансформатора.

OVERDRIVE — повышающая передача. Обозначается обычно как «OD» либо «D». Повышающую передачу рекомендуется использовать для размеренной, экономичной езды на магистрали.

KICKDOWN — режим, в который переходит система управления двигателем и коробкой для получения более высоких значений ускорения, например, при совершении обгона. Переход в режим KICKDOWN осуществляется при резком нажатии до упора педали управления дроссельной заслонкой, в коробке передач произойдет переключение на одну или две ступени вниз. При этом крутящий момент, передаваемый на колеса от двигателя, значительно возрастет, а двигатель в этот момент будет работать в диапазоне скоростей, при которых отдача близка к максимальной. Дальнейший переход к следующей повышающей передаче в этом случае может произойти только при достижении двигателем максимальных оборотов. Если отпустить педаль управления дроссельной заслонкой, то коробка передач перейдет в штатный режим работы.

АДАПТИВНЫЙ РЕЖИМ УПРАВЛЕНИЯ АКПП

Развитие «электронных» АКПП привело к появлению адаптивных коробок передач. Разрабатываемые алгоритмы управления становятся все более интеллектуальными, что приводит к появлению новых качеств в тех же самых с механической точки зрения трансмиссиях.

Бортовой компьютер следит за манерой и особенностями управления водителя и подстраивает работу коробки передач и двигателя соответствующим образом. Если манера движения размеренная и плавная, компьютер делает соответствующие поправки, при которых двигатель не выводится на мощностные режимы работы, что положительно сказывается на расходе топлива. Как только водитель «занервничал» и начал производить частые и резкие нажатия на педаль газа, компьютер тут же понимает, что ускорения и обгоны нужно производить резвее. Двигатель на каждой из ступеней выводится в режим максимальных оборотов. Для обеспечения более резких ускорений система управления может осуществлять переключения на две, а то и на три ступени вниз. Интересно и то, что в алгоритм работы, как правило, заложен учет износа фрикционных элементов АКПП. Все это приводит не только к повышению комфортности поездки на автомобиле, но и к повышению его ресурса и экономичности.

TIPTRONIC — это система управления работой АКПП, в которой наряду с автоматическим предусмотрен и полуавтоматический режим управления, при котором команду на переключение передачи дает водитель, а качество этих переключений обеспечивает система управления. В зависимости от производителя этот режим может иметь разные названия (Autostick, Steptronic, Tiptronic), реализуется он только на автомобилях, имеющих электронную систему управления АКПП, и то не на всех. В автомобилях, оборудованных такой системой, рычаг переключения имеет специальное положение, в котором и активизируется этот режим. Относительно положения есть два противоположных, не фиксируемых положения. Эти положения имеют обозначения «+» («Up») и «-» («Dn»), соответственно для переключения на более высокую или более низкую передачу.

Режим Autostick является скорее полуавтоматическим, чем ручным, поскольку трансмиссионный компьютер не перестает контролировать действия водителя и не позволит ему, например, тронуться с высшей передачи или выбрать передачу таким образом, чтобы обороты двигателя превысили допустимые. В остальном же создается полная иллюзия механической трансмиссии.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ АКПП

Перед началом движения всегда следует нажать на педаль тормоза, перевести селектор в нужную позицию, не нажимая при этом на педаль управления дроссельной заслонкой. После легкого толчка можно отпустить педаль тормоза и начать движение, воздействуя для этого на педаль управления дроссельной заслонкой.

Первое время после начала движения рекомендуется избегать динамичной езды, пока масло во всех агрегатах не прогрелось до рабочей температуры. В холодное время года до начала движения не помешает немного прогреть масло в АКПП. Для этого необходимо переместить РВД во все положения, задерживаясь в каждом из них на несколько секунд. Затем включите один из диапазонов движения и несколько минут удерживайте автомобиль тормозом, двигатель при этом должен работать на холостых оборотах.

БУКСИРОВКА ПРИЦЕПА

Здесь нужно помнить, что чем выше нагрузка, тем больше происходит выделения тепла в гидротрансформаторе. Если вы постоянно пользуетесь прицепом, подумайте об установке дополнительного радиатора в систему охлаждения АКПП. Кроме того, в случае длительного буксирования прицепа использование повышающей передачи нежелательно. Лучше это делать на диапазонах «3» или «2».

ПЕРЕКЛЮЧАТЬ РЫЧАГ ВЫБОРА ДИАПАЗОНА НА ХОДУ в положения «Р» и «R» категорически запрещено. В оба эти положения рычаг можно переводить только при полной остановке автомобиля. Нарушение этого правила может привести к серьезной поломке АКПП. Кроме того, не рекомендуется во время движения переводить РВД в положение «N», поскольку в этом случае теряется связь колес с двигателем, и резкое торможение может вызвать занос автомобиля. А во все остальные положения РВД можно спокойно переводить. В некоторых случаях это даже рекомендуется делать специально. Так, перевод РВД из положения «3» в положение «2» увеличит эффективность торможения двигателем.

МОЖНО ЛИ БУКСОВАТЬ НА МАШИНЕ С АКПП?

Ничего криминального во время буксования в АКПП не происходит. Повышенное тепловыделение в гидротрансформаторе в этом случае может быть критичным, если система охлаждения имеет низкую эффективность (радиатор охлаждения АКПП засорен продуктами износа).

БУКСИРОВКА АВТОМОБИЛЯ С АКПП

Здесь однозначных советов дать невозможно, лучше придерживаться рекомендаций данных в инструкции по эксплуатации. Тем не менее нужно помнить одно важное условие: буксировка должна осуществляться при работающем двигателе и установке селектора в положение «N». Дело в том, что смазывание пар трения в АКПП осуществляется принудительно при помощи насоса. В том случае если коробка дала усомниться в ее исправности, нет уверенности в том, что насос развивает соответствующее давление в масляной магистрали. Правда, косвенно работоспособность насоса оценить можно. Нужно сравнить уровень масла при заглушенном и работающем двигателе. Если уровень не меняется, смело вызывайте эвакуатор!!!

ДИАГНОСТИКА И НЕИСПРАВНОСТИ

Многие владельцы автомобилей с автоматической коробкой (особенно подержанного) задумываются о том, как себя поведет агрегат во время дальнейшей эксплуатации. Вопрос, сколько еще времени нормально профункционирует коробка, изнутри гложет немалое количество автовладельцев. Особый холодок под ложечкой возникает тогда, когда речь заходит о стоимости предполагаемого ремонта. Скажем так, ремонта не стоит пугаться, поскольку, как и в любом деле, сложности могут возникнуть совершенно различные, а посему и рецепты их преодоления также отличаются. Давайте обо всем по порядку.

Перед тем как лечить какую-либо болезнь, вы обращаетесь к врачу, а он, в свою очередь, назначает обследование. Автомобиль требует к себе точно такого же отношения. Начнем с диагностики. Особенно актуальна эта процедура для подержанных автомобилей, поскольку реальный пробег для покупателя остается тайной за семью печатями.

Долговечность фрикционов коробки во многом определяется стилем вождения, ясно, что спортивные старты с каждого светофора не добавляют им долговечности. Причем год выпуска здесь совершенно не играет никакой роли. Известны отдельные случаи, когда ежегодные пробеги отдельно взятых автомобилей достигали 200 и более тысяч километров. Где гарантия того, что автомобиль двухлетней давности, на который вы положили глаз, уже не выработал свой ресурс?! Внешне он может выглядеть как конфетка, однако что у него за начинка, остается только догадываться.

ДИАГНОСТИРУЕМ САМОСТОЯТЕЛЬНО

При пробной поездке важно обратить внимание на время включения передач. При перемещении селектора из «N» в «D» или «R» время переключения не должно существенно превышать 1-1,5 с. О включении передачи можно судить по характерному мягкому толчку. При переключениях передач во время движения не должно быть ударов и сильных толчков, вибрации и посторонних шумов. Переключение не должно сопровождаться дальнейшим непропорциональным ускорению повышением частоты вращения коленчатого вала. Опытный водитель по поведению машины на дороге может сделать квалифицированное предварительное заключение о состоянии автоматической трансмиссии. Итак, если на этом этапе все нормально, приступим к следующему...

ЗАМЕНА МАСЛА

Последовательность действий при замене трансмиссионной жидкости в АКПП такая же, как и при замене масла в двигателе. Сливаем старое масло, меняем фильтр, заливаем новое. В большинстве случаев для замены фильтра требуется снять поддон. Иногда фильтр находится внутри АКПП и недоступен без демонтажа и разборки АКПП. В этом случае замена масла происходит без замены фильтра. Вместе с фильтром меняется и прокладка поддона. Обычно фильтр и прокладка продаются в одном наборе (Filter kit).

После того, как вы залили свежее масло, необходимо завести двигатель. Удерживая машину тормозом, переместите РВД во все положения, задерживаясь в каждом на несколько секунд. Затем установите его в положение «Р» или «N», проверьте уровень масла и доведите его до отметки, соответствующей холодному состоянию масла. Окончательно проверьте уровень только после пробега 15-20 километров, когда температура масла достигнет рабочего значения.

ПРИ ЗАМЕНЕ МАСЛА...

После покупки подержанного автомобиля может всплыть довольно большое количество неожиданных дефектов и неисправностей. Первым делом после приобретения автомобиля настоятельно рекомендуем во всех агрегатах сменить все расходные материалы. При замене масла в АКПП вы можете узнать многое о ее состоянии...

В процессе замены масла следует оценить наличие продуктов износа, находящихся в поддоне, на магнитах поддона и в фильтре. Небольшое количество взвеси в масле, пыли цветных металлов, и небольшой серый налет на магнитах можно считать нормой. Запах «горелого», кусочки пластмассы, металлов, наличие черных крупиц в масле свидетельствуют о необходимости капитального ремонта АКПП, даже если жалобы на работу трансмиссии пока отсутствуют.

Тем не менее этот метод оценки состояния коробки не претендует на стопроцентное попадание в цель. Дело в том, что все аномальные частицы и продукты износа могут быть удалены благодаря трех- или четырехкратной смене масла, то есть промывке. И все-таки лучше...

ПРОВЕСТИ ДИАГНОСТИКУ и установить неисправности, а также степень изношенности агрегата в специализированной мастерской. Как оказывается, и здесь не все так просто. Тема ремонта и обслуживания АКПП огромна и необъятна. В следующем номере журнала «ПОТРЕБИТЕЛЬ. АвтоДела» мы вернемся к диагностике и ремонту автоматических трансмиссий уже на качественно ином уровне.

Расскажем об оборудовании, при помощи которого осуществляется выявление неисправностей, об основных болезнях и симптомах, а также методах их «лечения». Автомобили, поступающие в ремонт, могут иметь не одну, а целый комплекс неисправностей. Разобраться в этом клубке проблем поможет только квалифицированная диагностика.

РЕМОНТ И ТЮНИНГ АКПП

Ранее очередь до автоматической коробки в плане тюнинга не доходила вовсе, теперь же это возможно. Что же можно изменить в алгоритме работы коробки, чтобы изменения пошли на пользу разгону? Отвечаем — скорость переключения. Время, выигранное благодаря более быстрому включению, несомненно, дает выигрыш при разгоне. Негативная сторона в этом, конечно же, есть. Во-первых, при переключении появляются ощутимые толчки, негативно сказывающиеся не только на комфорте, но и на долговечности ходовой части в целом. Во-вторых, мы ставим под угрозу целостность фрикционов, ясно, что повышенными динамическими нагрузками долговечности мы им не добавляем. Кроме того, основной проблемой при сокращении времени переключения является высокое тепловыделение, которое пропорционально уменьшению времени включения передачи. Добавьте к этому увеличенные мощность и крутящий момент после соответствующей доводки двигателя. Стоит ли говорить, что с увеличением тяговых характеристик двигателя, а также с повышением динамических нагрузок ресурс агрегатов трансмиссии снижается достаточно существенно. АКПП также не исключение, и самым слабым звеном, которому живется наиболее тяжело, являются многодисковые фрикционные пакеты. Так какой из этого вывод?

Вывод прост. Закономерно встает острая необходимость в применении фрикционных пакетов, обладающих большей надежностью и живучестью. Операция по замене фрикционных элементов, конечно же, проводится с полной разборкой агрегата.

Какие же фрикционы при этом применяются? Стандартные фрикционные пакеты заменяются на специальные, у которых увеличена площадь соприкосновения ведущих и ведомых частей пакета фрикционов. Возникает вопрос, как увеличить площадь при сохранении исходных габаритных размеров? Осуществляется это путем установки пакета из большего числа фрикционов, более тонких, рабочая часть коих выполнена из материалов, выдерживающих более высокие температуры, а также нагрузки на трение. Это могут быть кевларовые фрикционы, а также фрикционы, состоящие из специальных композитных материалов.

Нужно отдать должное, что готового решения по доводке АКПП в принципе не существует, каждая конструкция требует индивидуального подхода в силу своих особенностей.

Доводка трансмиссии, и в частности автоматических коробок, на сегодняшний день является наиболее интересным и перспективным направлением в области автомобильного тюнинга. Поэтому мы начинаем подготовку цикла статей, посвященных настоящему глубокому тюнингу трансмиссий, в которых мы вместе со специалистами тюнинговых ателье будем подробно разбираться в особенностях доводки агрегатов трансмиссии. Несколько особняком будет стоять доводка автоматических коробок передач. Надеемся, что из этих материалов полезную информацию почерпнут как любители настоящего автомобильного тюнинга, так и те, кто занимается обслуживанием и доводкой автомобилей профессионально.

systemsauto.ru

awtoel.narod.ru

Устройство АКПП

Устройство АКПП 

Не секрет, что наши автолюбители относятся к автомобилям с автоматическими коробками передач с предубеждением. Неужели мы так любим делать все сами, а не перекладывать свою работу на чужие плечи? Вот об американцах, которые, собственно, и придумали коробки-автоматы, этого не скажешь. Где - где, но за океаном утруждать себя ручным переключением передач не принято. Там подобное “удовольствие” позволяют себе не более 5% автовладельцев. В Европе также из года в год увеличивается число автомобилей с автоматическими трансмиссиями. Прибивает такие машины и к нашему “берегу”, но правильно обращаться с ними умеют далеко не все автомобилисты. Как утверждают автомеханики, сталкивающиеся с неисправностями АКПП, большинство проблем бывает вызвано нарушением правил эксплуатации и несвоевременным техническим обслуживанием. Впрочем, перед тем как вплотную заняться этими вопросами, нам придется совершить небольшой...

Экскурс в конструкцию 

Классический “автомат” включает в себя несколько агрегатов, главными из которых являются гидротрансформатор и механическая планетарная коробка передач.

Гидротрансформатор выполняет не только функции сцепления, но и автоматически изменяет крутящий момент в зависимости от нагрузки и частоты вращения колес автомобиля. Гидротрансформатор состоит из двух лопастных машин — центробежного насоса, центростремительной турбины и расположенного между ними направляющего аппарата-реактора. Насос и турбина предельно сближены, а их колесам придана форма, обеспечивающая непрерывный круг циркуляции рабочей жидкости. В результате гидротрансформатор получил минимальные габаритные размеры и одновременно снижены потери энергии на перетекание жидкости от насоса к турбине. Насосное колесо связано с коленчатым валом двигателя, а турбина — с валом коробки передач. Тем самым в гидротрансформаторе отсутствует жесткая связь между ведущими и ведомыми элементами, а передача энергии от двигателя к трансмиссии осуществляется потоками рабочей жидкости, которая отбрасывается с лопаток насоса на лопасти турбины. Собственно, по такой схеме работает гидромуфта, которая просто передает крутящий момент, не трансформируя его величину. Чтобы изменять момент, в конструкцию гидротрансформатора введен реактор. Это также колесо с лопатками, однако, оно жестко прикреплено к корпусу и не вращается (заметим: до определенного времени). Реактор расположен на пути, по которому масло возвращается из турбины в насос. Лопатки реактора имеют особый профиль, а межлопаточные каналы постепенно сужаются. По этой причине скорость, с которой рабочая жидкость течет по каналам направляющего аппарата, постепенно увеличивается, а сама жидкость выбрасывается из реактора в сторону вращения насосного колеса, как бы подталкивая и подгоняя его.

Отсюда сразу два следствия. Первое — благодаря увеличению скорости циркуляции масла внутри гидротрансформатора при неизменном режиме работы насоса (читай: двигателя, поскольку насосное колесо, как говорилось выше, жестко связано с коленвалом) крутящий момент на выходном валу гидротрансформатора увеличивается. Второе — при неизменном режиме работы насоса режим работы турбины изменяется автоматически и бесступенчато в зависимости от приложенного к валу турбины (читай: колесам автомобиля) сопротивления. Поясним эти аксиомы на конкретных примерах. Допустим, автомобилю, который двигался по равнинному участку дороги, предстоит подъем в гору. Забудем на время про педаль акселератора и посмотрим, как отреагирует на изменение условий движения гидротрансформатор. Нагрузка на ведущие колеса увеличивается, а автомобиль начинает терять скорость. Это приводит к уменьшению частоты вращения турбины. В свою очередь уменьшается противодействие движению рабочей жидкости по кругу циркуляции внутри гидротрансформатора. В результате скорость циркуляции возрастает, что автоматически приводит к увеличению крутящего момента на валу турбинного колеса (аналогично переходу на низшую передачу в механических КПП) до тех пор, пока не наступит равновесие между ним и моментом сопротивления движению.

По аналогичной схеме работает автоматическая трансмиссия и при старте с места. Только теперь самое время вспомнить про педаль газа, нажатие на которую увеличивает обороты коленчатого вала, а значит, и насосного колеса, и про то, что сначала автомобиль, а следовательно, и турбина находились в неподвижном состоянии, но внутреннее проскальзывание в гидротрансформаторе не мешало двигателю работать на холостом ходу (эффект выжатой педали сцепления). В этом случае крутящий момент трансформируется в максимально возможное число раз. Зато когда достигнута необходимая скорость, надобность в преобразовании крутящего момента отпадает. Гидротрансформатор посредством автоматически действующей блокировки превращается в звено, жестко связывающее его ведущий и ведомый валы. Такая блокировка исключает внутренние потери, увеличивает значение КПД передачи, уменьшает расход топлива в установившемся режиме движения, а при замедлении повышает эффективность торможения двигателем. Кстати, одновременно с целью снижения все тех же потерь реактор освобождается и начинает вращаться вместе с насосным и турбинным колесом.

Зачем же к гидротрансформатору присоединяют КПП, если он сам способен изменять величину крутящего момента в зависимости от нагрузки на ведущие колеса? Увы, гидротрансформатор может изменять крутящий момент с коэффициентом, не превышающим 2-3,5. Как ни крути, а такого диапазона изменения передаточного числа недостаточно для эффективной работы трансмиссии. К тому же, нет-нет, да и возникает надобность во включении заднего хода или полном разъединении двигателя от ведущих колес. Коробки автоматических трансмиссий имеют зубчатые зацепления, но существенно отличаются от обычных механических КПП хотя бы потому, что передачи в них переключаются без разрыва потока мощности с помощью приводимых гидравликой многодисковых фрикционных муфт или ленточных тормозов. Необходимая передача выбирается автоматически с учетом скорости автомобиля и степени нажатия на педаль газа, которая определяет желаемую интенсивность разгона. За выбор передачи отвечает гидравлический и электронный блоки управления АКПП. Водитель, кроме нажатия на акселератор, может влиять на процесс смены передач, выбрав зимний или спортивный алгоритм переключения или установив, например, при движении в сложных условиях селектор КПП в специальное положение, которое не позволяет автоматике переключаться выше определенной разгонной передачи. 

Кроме гидротрансформатора и планетарного механизма в состав КПП-автоматов входит масляный насос, снабжающий гидротрансформатор и гидравлический блок управления рабочей жидкостью и обеспечивающий смазку коробки, а также радиатор охлаждения рабочей жидкости, которая из-за интенсивного “перелопачивания” имеет свойство сильно нагреваться.

Автоматические коробки передач

Улучшение эксплуатационных качеств современного автомобиля привело к значительному усложнению его конструкции. А оснащение автомобилей автоматической трансмиссией позволило резко снизить объем нагрузки, возлагаемой на водителя во время движения, что также благоприятно отразилось на ходовой части, двигателе и скоростных качествах автомобиля. Надежность и простота эксплуатации определили дальнейшее широкое использование этого изобретения. В настоящее время автоматические трансмиссии применяются и на легковых, и на полноприводных автомобилях, и даже на грузовом транспорте. При использовании транспортного средства с ручным управлением, для поддержания необходимой скорости, водителю необходимо часто пользоваться рычагом переключения передач.

По этой причине он обязан постоянно следить за нагрузкой двигателя и скоростью автомобиля. Применение автоматической трансмиссии исключает необходимость постоянного пользования переключающим рычагом. Изменение скорости выполняется автоматически, в зависимости от нагрузки двигателя, скорости перемещения транспортного средства и желаний водителя. Поэтому, по сравнению с ручной коробкой передач, автоматическая трансмиссия имеет следующие неоспоримые преимущества: 

 • увеличивает комфортность вождения автомобиля за счет освобождения водителя от контрольных функций; 

 • автоматически и плавно производит переключения, согласовывая нагрузку двигателя, скорость его движения, степень нажатия на педаль газа;

• предохраняет двигатель и ходовую часть автомобиля от перегрузок; 

 • допускает и ручное, и автоматическое переключение скоростей. 

Все разнообразие автоматических трансмиссий, применяемых сегодня, условно можно разделить на два типа. Основное различие этих типов заключается в системах управления и контроля, за использованием трансмиссии. Для первого типа характерно то, что функции управления и контроля выполняются специальным гидравлическим устройством. А во втором типе функции управления и контроля выполняет электронное устройство. Составные части же и узлы автоматических трансмиссий обоих типов практически одинаковы. Существуют некоторые различия в компоновке и устройстве автоматической трансмиссии переднеприводного и заднеприводного автомобиля. Автоматическая трансмиссия для переднеприводных автомобилей более компактна и имеет внутри своего корпуса отделение главной передачи -- дифференциал. Несмотря на эти отличия, основные функции и принцип действия всех автоматов одинаковы. Для того чтобы обеспечить движение, а также для выполнения других своих функций, автоматическая трансмиссия должна быть оснащена следующими узлами: механизмом выбора режима движения, гидротрансформатором, коробкой передач, узлом управления и контроля.

Упрощённая кинематическая схема АКПП

АКПП состоит из: 

1. Гидротрансформатор (ГТ) – соответствует сцеплению в механической трансмиссии, но не требует непосредственного управления со стороны водителя. 2. Планетарный ряд - соответствует блоку шестерен в механической коробке передач и служит для изменения передаточного отношения в автоматической трансмиссии при переключении передач. 3. Тормозная лента, передний фрикцион, задний фрикцион – компоненты, посредством которых осуществляется переключение передач.

4. Устройство управления. Этот узел состоит из маслосборника (поддон коробки передач), шестеренчатого насоса и клапанной коробки. Клапанная коробка представляет собой систему каналов с расположенными в них клапанами и плунжерами, которые выполняют функции контроля и управления. Это устройство преобразует скорость движения автомобиля, нагрузку двигателя и степень нажатия на педаль газа в гидравлические сигналы. На основе этих сигналов, за счет последовательного включения и выхода из рабочего состояния фрикционных блоков, автоматически изменяются передаточные

Гидротрансформатор (или torque converter в зарубежных источниках) служит для передачи крутящего момента непосредственно от двигателя к элементам автоматической коробки передач. Он установлен в промежуточном кожухе, между двигателем и коробкой передач и выполняет функции обычного сцепления. В процессе работы этот узел, наполненный трансмиссионной жидкостью, несет довольно высокие нагрузки и вращается с достаточно большой скоростью. Он не только передает крутящий момент, поглощает и сглаживает вибрации двигателя, но и приводит в действие масляный насос, находящийся в корпусе коробки передач. Масляный насос наполняет трансмиссионной жидкостью гидротрансформатор и создает рабочее давление в системе управления и контроля. Поэтому является неверным мнение о том, что автомобиль, оснащенный автоматической трансмиссией, можно завести принудительно, не используя стартер, а разогнав его до высокой скорости. Шестеренчатый насос получает энергию только от двигателя, и если двигатель не работает, то давление в системе управления и контроля не создается, в каком бы положении не находился рычаг выбора режима движения. Следовательно, принудительное вращение карданного вала не обязывает коробку передач работать, а двигатель - вращаться.

Планетарный ряд 

В отличие от простой механической трансмиссии, в которой используются параллельные валы и сцепляющиеся между собой шестерни, в автоматических трансмиссиях в подавляющем большинстве используются планетарные передачи.

Составные части фрикциона 

Поршень (piston) приводится в действие давлением масла. Двигаясь под давлением масла вправо (по рисунку), поршень посредством конического диска (dished plate) плотно прижимает ведущие диски пакета к ведомым, заставляя их вращаться как единое целое и осуществляя передачу крутящего момента от барабана к втулке. В корпусе самой коробки передач расположены несколько планетарных механизмов, они и обеспечивают необходимые передаточные отношения. А передача крутящего момента от двигателя через планетарные механизмы к колесам происходит с помощью фрикционных дисков, дифференциала и других сервисных устройств. Управление всеми этими устройствами осуществляется благодаря трансмиссионной жидкости через систему управления и контроля.

Тормозная лента 

Устройство, используемое для блокировки элементов планетарного ряда.

www.zfmaster.ru

Автоматическая коробка передач (АКПП) - устройство и принцип работы. Гидротрансформатор, планетарный редуктор

Как ни странно, но в настоящее время АКПП (автоматическая коробка переключения передач) набирает популярность у автолюбителей и будущих автовладельцев. (Ваш покорный слуга относится к противникам данного вида коробок). Но об этом ниже.

Итак, АКПП…

Основное назначение АКПП - такое же, как и у механики – прием, преобразование, передача и изменения направления крутящего момента. Различаются автоматы по количеству передач, по способу переключения, по типу сцепления и по типу применяемых актуаторов.

Работу АКПП лучше рассмотреть на конкретном примере, а именно на классической трехступенчатой коробке передач с гидравлическими актуаторами (приводами) и гидротрансформатором. Надо отметить, что существуют и преселективные АКПП.

В устройство АКПП входит:

1. Гидротрансформатор – механизм, обеспечивающий преобразование, передачу крутящего момента, используя рабочую жидкость. Рабочая жидкость для АКПП обычно, готовое трансмиссионное масло для автоматических коробок передач. Но многие автолюбители используют  жидкость для гидравлических приводов большегрузной техники (веретенку), хотя это и неправильно. Веретенка не предназначена для работы в условиях высокой скорости движения шестерен.
2. Планетарный редуктор – узел, состоящий из «солнечной шестерни», сателлитов, и планетарного водила и коронной шестерни. Планетарка является главным узлом автоматической коробки.
3. Система гидравлического управления – комплекс механизмов, предназначенных для управления планетарным редуктором.

Для того чтобы более полно объяснить принцип работы АКПП начнем с гидротрансформатора.

Гидротрансформатор

Гидротрансформатор служит одновременно сцеплением и гидромуфтой для передачи крутящего момента к планетарному механизму.

Представьте себе две крыльчатки с лопастями, расположенными друг напротив друга на минимальном расстоянии и заключенных в одном корпусе. В нашем случае одна крыльчатка называется насосное колесо, которое соединено жестко с маховиком, вторая крыльчатка называется турбинным колесом и соединено посредством вала с планетарным механизмом. Между лопастными крыльчатками находится рабочая жидкость.

Принцип работы гидротрансформатора

Во время работы двигателя, при вращении маховика вращается и насосное колесо, его лопасти подхватывают рабочую жидкость и направляют ее на лопасти турбинного колеса, под действием центробежной силы. Соответственно лопасти турбинного колеса приходят в движение, но рабочая жидкость после выполнения работы отлетает от поверхности лопастей и направляется обратно на насосное колесо, тем самым тормозя его. Но не тут то было! Для изменения направления отлетающей рабочей жидкости между колесами располагается реактор, у которого так же имеются лопасти и расположены они под определенным углом. Получается следующее -  жидкость от турбинного колеса возвращаясь через лопасти реактора ударяет вдогонку лопасти насосного колеса, тем самым увеличивая крутящий момент ДВС, потому что сейчас действуют две силы – двигателя и жидкости. Надо отметить, что при начале движения насосного колеса, реактор стоит неподвижно. Так продолжается до тех пор, пока обороты насосного не сравняются с оборотами турбинного колеса и стоящий неподвижно реактор только будет мешать своими лопастям – притормаживать обратное движение рабочей жидкости. Для исключения этого процесса в реакторе находится муфта свободного хода, которая позволяет реактору крутиться со скоростью крыльчаток, этот момент называется точкой сцепления.

Получается, что при достижении номинальных оборотов двигателя, сила от двигателя передается на планетарный механизм через… жидкость. Другими словами гидротрансформатор АКПП превращается в гидромуфту. Значит, крутящий момент уже передался дальше – на планетарный механизм?

Нет! Для того чтобы передать силу от двигателя, необходимо чтобы сработала муфта привода от ведущего вала. Но все по порядку…

Планетарный редуктор

Планетарный редуктор состоит из:

1. планетарных элементов
2. муфт сцепления и тормозов
3. ленточных тормозов

Планетарный элемент представляет собой узел из солнечной шестерни, вокруг которой расположены сателлиты, которые в свою очередь крепятся на планетарное водило. Вокруг сателлитов находится коронная шестерня. Вращаясь, планетарный элемент передает крутящий момент на ведомую шестерню.

Муфта сцепления представляет собой набор дисков и пластин, чередующихся друг с другом. Чем-то муфта АКПП представляет собой сцепление мотоцикла. Пластины муфты вращаются одновременно с ведущим валом, а вот диски соединены с элементом планетарного ряда. Для трехступенчатой коробки планетарных рядов два – первой-второй передачи и второй-третьей. Привод в действие муфты обеспечивается сжатием между собой дисков и пластин, этот работу выполняет поршень. Но поршень не может сам двигаться, в действие он приводится гидравлическим давлением.

Ленточный тормоз выполнен в виде обхватывающей пластины одного из элементов планетарного ряда и приводится в действие гидравлическим актуатором.

Для понятия работы всей коробки разберем работу одного планетарного ряда. Представим себе, что затормозилась солнечная шестерня (в центре), значит, в работе остаются коронная и сателлиты на  планетарном водило. В этом случае скорость вращения водило будет меньше, чем скорость коронной шестерни. Если позволить солнечной шестерне вращаться с сателлитами, а затормозить водило, то коронная шестерня изменит направление вращения (задний ход). Если скорости вращения коронной шестерни, водило и солнечной шестерни, будут одинаковые, планетарный ряд будет вращаться как единое целое, то есть, не преобразовывая крутящий момент (прямая передача). После всех преобразований крутящий момент передается на ведомую шестерню и далее на хвостовик коробки. Надо отметить что мы рассматриваем принцип работы автоматической коробки передач у которой ступени расположены на одной оси, такая коробка предназначена для авто с задним приводом и передним расположением двигателя. Для переднеприводных авто, размеры коробки должны быть уменьшены, поэтому как и МКПП вводятся несколько ведомых валов.

Таким образом, затормаживая и отпуская один или несколько элементов вращения можно добиться изменения скорости вращения и изменения направления. Всем этим процессом управляет гидравлическая система управления.

Гидравлическая система управления

Гидравлическая система управления состоит из масляного насоса, центробежного регулятора, системы клапанов, исполняющих устройств и масляных каналов. Весь процесс управления зависит от скорости вращения двигателя и нагрузки на колеса. При движении с места масляный насос создает такое давление, при котором обеспечивается алгоритм фиксации элементов планетарного ряда так, что бы крутящий момент на выходе был минимальным, это и есть первая передача (как говорилось выше – затормаживается солнечная шестерня в двух ступенях). Далее при росте оборотов, давление увеличивается и в работу входит вторая ступень на уменьшенных оборотах, первая ступень работает в режиме прямой передачи. Увеличиваем еще обороты двигателя – коробка передач начинает работать вся в режиме прямой передачи.

Как только нагрузка на колеса увеличится, то центробежный регулятор начнет понижать давление от масляного насоса и весь процесс переключения повторится с точностью до наоборот.

При включении пониженных передач на рычаге переключения, выбирается такая комбинация клапанов масляного насоса, при которой включение повышенных передач невозможно.

Достоинства и недостатки АКПП

Главным достоинством автоматической коробки передач, конечно, служит комфорт при вождении - дамы просто в восторге! И, бесспорно, с автоматом двигатель не работает в режиме повышенных нагрузок.

Недостатки (и они очевидны) – низкий КПД, полное отсутствие «драйва» при трогании с места, большая цена, а главное – авто с автоматом нельзя завести с «толкача»!

Подводя итоги, скажем, что выбор коробки это дело вкуса и… стиля вождения!

_____________________________________________________________________________________________________________________

autoustroistvo.ru

---

Смотрите также

• 
  Амортизационное устройство
• 
  Ксеноновой фары устройство
• 
  Устройство акпп литература
• 
  Устройство задней подвески
• 
  Устройство замка багажника
• 
  Устройство малярной камеры
• 
  Устройство радар детектора
• 
  Устройство радиатора печки
• 
  Фильтр масляный устройство
• 
  Бескамерные шины устройство
• 
  Устройство двс для чайников