Автоматическая
коробка передач (АКПП) — что это такое?
Исторически сложилось так, что термин автоматическая коробка
переключения (перемены) передач прочно закрепился только за одним видом
устройств. Речь идет о получившем повсеместное распространение планетарном
механизме с гидротрансформатором. Такое устройство можно назвать классическим.
В последнее время появилось довольно большое количество автомобилей с
автоматизированным, а, точнее, роботизированным управлением механическими
коробками передач. Общее устройство АКПП и принцип ее действия существенно
отличается от указанных устройств. С чисто технической точки зрения
автоматической можно считать любую коробку передач, управление которой не
требует вмешательства со стороны водителя. Исключение составляют лишь
вариаторы, в которых изменение числа оборотов происходит бесступенчато
(фиксированные передачи отсутствуют), а потому плавно и без малейших рывков.
Поэтому вариаторы нельзя относить к коробкам передач. Для того чтобы
окончательно разобраться с терминологией следует отметить, что у инженеров АКПП
принято называть только планетарную часть агрегата. Именно в данном механизме и происходит
изменение передаточного соотношения частоты вращения входного вала. В совокупности
с гидротрансформатором данный механизм образует автоматическую передачу.
История
История появления коробки АКПП в ее классическом виде
начинается на заре автомобилестроения. Три основных ее элемента были созданы и
использовались в разных конструкциях автомобилей и лишь с появлением микропроцессоров
были объединены в одном устройстве. Первые двухступенчатые планетарные коробки
использовались еще в двадцатые годы прошлого века на легендарных Ford T. Второй
элемент – сервоприводы в системе управления работой коробки появились спустя десятилетие.
Впервые полуавтоматические коробки стали применяться на автомобилях, выпущенных
компаниями General Motors и Reo. По-настоящему работоспособный автомат АКПП
удалось сделать только с появлением гидромуфты, а позже и гидротрансформатора.
Они использовались на легковых машинах американской компании Chrysler.
Объединение всех трех элементов и позволило инженерам решить все проблемы,
связанные с автоматической передачей крутящего момента от двигателя на колеса
транспортного средства.
Таким образом, технический прогресс и привел к появлению
первых серийных автомобилей Buick, оснащенных двухступенчатой автоматической
коробкой передач Dynaflow. Это уже был значительный шаг вперед, позволивший
компенсировать значительные потери мощности на более ранних устройствах. В
последствии количество ступеней только возрастало, например, на Land Rover
Evoque был установлен 9-диапазонный автомат. А Ford разработал новую 10 ступенчатую
трансмиссию.
АКПП плюсы и минусы
Как и любая коробка передач, автоматическая трансмиссия
имеет как плюсы, так и минусы
Плюсы АКПП
- Плавное и автоматическое переключение скоростей,
создающее комфорт для водителя
- Отсутствие необходимости в периодической замене
сцепления.
- Хорошая динамика за счет возможности ручного
переключения скоростей.
- Автомат может подстраиваться под стиль вождения
водителя (адаптироваться).
Минусы АКПП
- Сложность конструкции.
- Высокая стоимость самой коробки.
- Высокая стоимость ее обслуживания.
- Более низкий КПД и повышенный расход топлива в
сравнении с механикой.
Устройство автоматической трансмиссии
Устройство АКПП достаточно
сложное и состоит из следующих основных элементов:
гидротрансформатор;
планетарный
механизм;
блок
управления АКПП (TCU);
фрикционные
муфты;
обгонная
муфта;
гидроблок;
ленточный
тормоз;
масляный
насос;
корпус.
Гидротрансформатор представляет
собой корпус, заполненный специальной рабочей жидкостью ATF, и предназначен для
передачи крутящего момента от двигателя к коробке передач. Фактически он
заменяет сцепление. В его состав входят насосное, турбинное и реакторное
колеса, блокировочная муфта и муфта свободного хода.
Колеса оснащены лопастями с
каналами для прохода рабочей жидкости. Блокировочная муфта необходима для
блокировки гидротрансформатора в конкретных режимах работы автомобиля. Муфта
свободного хода (обгонная муфта) необходима для вращения реакторного колеса в
противоположную сторону. Более подробно про гидротрансформатор можно почитать
здесь.
Планетарный механизм АКП включает
в себя планетарные ряды, валы, барабаны с фрикционными муфтами, а также обгонную
муфту и ленточный тормоз.
Механизм переключения скоростей в
АКПП достаточно сложен, и, по сути дела, работа трансмиссии состоит в
выполнении некоторого алгоритма включения и выключения муфт и тормозов
посредством давления жидкости.
Планетарный ряд, точнее
блокировка одного из его элементов (солнечная шестерня, сателлиты, коронная
шестерня, водило), обеспечивает передачу вращения и изменение крутящего
момента. Элементы, входящие в планетарный ряд, блокируются при помощи обгонной
муфты, ленточного тормоза и фрикционных муфт.
Блок управления АКПП может быть
гидравлическим (уже не применяется) и электронным (ЭБУ АКПП). Современная
гидромеханическая трансмиссия оснащается только электронным блоком управления.
Он обрабатывает сигналы датчиков и формирует управляющие сигналы на
исполнительные устройства (клапаны) гидроблока, обеспечивающие работу
фрикционных муфт, а также управляющие потоками рабочей жидкости. В зависимости
от этого жидкость под давлением направляется в ту или иную муфту, включая
определенную передачу. TCU также управляет блокировкой гидротрансформатора. При
неисправности блок TCU обеспечивает функционирование КПП в «аварийном режиме».
Селектор АКПП отвечает за переключение режимов работы КПП.
В автоматической коробке
применяются следующие датчики:
датчик частоты вращения на входе;
датчик частоты вращения на
выходе;
датчик температуры масла АКПП;
датчик положения рычага
селектора;
датчик давления масла.
Принцип работы АКПП
Время, необходимое на
переключение скорости в АКПП, зависит от скорости автомобиля и нагрузки на
двигатель. Система управления вычисляет нужные действия и передает их в виде
гидравлических воздействий. Гидравлика перемещает муфты и тормоза планетарного
механизма, тем самым происходит автоматическое изменение передаточного числа в
соответствии с оптимальным режимом двигателя в данных условиях.
Одним из главных показателей,
влияющих на эффективность работы автоматической трансмиссии, является уровень
масла, который нужно регулярно проверять. Рабочая температура масла (ATF) составляет
около 80 градусов. Поэтому для того, чтобы избежать повреждений пластиковых
механизмов коробки в зимний период, перед движением машину необходимо
прогревать. А в жаркое время года, наоборот, охлаждать.
Охлаждение АКПП может
осуществляться охлаждающей жидкостью или воздухом (с помощью масляного
радиатора).
Наибольшее распространение
получил жидкостный радиатор. Температура atf, необходимая для нормальной работы
двигателя, не должна превышать 20% от температуры в системе охлаждения.
Температура охлаждающей жидкости не должна превышать 80 градусов, за счет этого
и происходит охлаждение atf. Теплообменник соединен с внешней частью корпуса
масляного насоса, к которой крепится и фильтр. При циркуляции масла в фильтре
происходит его контакт с жидкостью охлаждения через тонкие стенки каналов.
Кстати, автоматическая
трансмиссия считается очень тяжелой. Вес АКПП составляет около 70 кг (если она
сухая и без гидротрансформатора) и около 110 кг (если она заправленная).
Для нормального функционирования
АКПП необходимо и правильное давление масла. От этого во многом зависит срок
службы АКПП. Давление масла должно быть на уровне 2,5-4,5 бар.
Управление АКПП
Управление автоматической
трансмиссией осуществляет селектор АКПП. Режимы работы автоматической
трансмиссии зависят от перемещения рычага в определенное положение. В автомате
доступны следующие режимы:
Р — Parking. Используется при
парковке. В данном режиме механически блокируется выходной вал трансмиссии.
R — Reverse. Используется для
включения передачи заднего хода.
N — Neutral. Нейтральный режим.
D – Drive. Движение вперед в
режиме автоматического переключения скоростей.
M — Manual. Режим ручного
переключения скоростей.
В современных автоматических
трансмиссиях с большим числом рабочих диапазонов могут использоваться
дополнительные режимы работы:
(D), или O/D— Овердрайва —
«экономичный» режим движения, при котором возможно автоматическое переключение
на повышающую передачу;
D3, или O/D OFF— расшифровывается
как «отключение овердрайва», это активный режим движения;
S (либо цифра 2) — диапазон
пониженных передач (первая и вторая, либо только вторая передача) , «зимний
режим»;
L (либо цифра 1) — второй
диапазон пониженных передач (только первая передача).
Также имеются и дополнительные
кнопки, характеризующие режимы работы АКП:
кнопка Sport, или Power —
переключение передач происходит на более высоких оборотах двигателя;
кнопка Winter, или Snow —
движение с места происходит со второй или третьей передачи;
кнопка Shift lock (шифт лок) —
возможность разблокирования селектора при остановленном двигателе.
В некоторых коробках есть режим
«кик даун» (kick-down). Режим «кик даун» предполагает резкое ускорение
транспортного средства путем переключения на пониженную передачу. В некоторых
случаях режим «кик даун» запрещен при отключении режима овердрайв.
Ресурс
Ресурс коробки-автомат может быть
различен. Если в одном автомобиле трансмиссия может прослужить только 100 тысяч
км., то в другом – порядка 500 тысяч. Это зависит от эксплуатации автомобиля,
от регулярного контроля за уровнем масла и его замены вместе с фильтром.
Продлить ресурс АКПП возможно также используя оригинальные расходные материалы
и своевременно обслуживая КПП.
Главное
Самое главное, не забывать о
регулярной замене масла. К сожалению, не все производители ее рекомендуют. Если
в сервисе Вам скажут, что менять масло в вариаторе не надо, то просто поищите
другую мастерскую.
Заключение Автоматическая КПП занимает достойное место среди известных коробок передач и составляет конкуренцию привычной механике. Разнообразие режимов движения, а также плавное переключение передач позволяют водителю наслаждаться комфортны
+7-777-522-61-26
+7-701-522-61-26
+7-7172-54-56-49
Эвакуатор
+7-702-788-04-42
Богенбай Батыра 85 Понедельник-пятница 09:00 — 19:00
