Bitavtoptz.ru

Бит Авто
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как работает автоматическая коробка передач

Как работает автоматическая коробка передач

Автоматическая коробка передач — это устройство, обеспечивающее выбор передаточного числа в соответствии с условиями дорожного покрытия, рельефа местности и скорости без непосредственного участия водителя. В автомобиле, оборудованном АКПП, акселератор (педаль газа) задает скорость, с которой движется автомобиль, а не определяет обороты двигателя – в этом заключается принцип работы АКПП.

Немного об истории изобретения АКПП

История свидетельствует о том, что изобретена АКПП была где-то в тридцатых годах ХХ столетия. С самого появления такой трансмиссии принцип работы автоматической коробки передач практически не поменялся, но в зависимости от времени и тех или иных технических требований постоянно дополнялся. Благодаря таким дополнениям и появились АКПП, отличающиеся своими вариантами, моделями. У разных производителей они имеют и различные технические характеристики.

При отличительных характеристиках у всех АКПП остается один принцип работы. Это обуславливается тем, что они имеют практически одинаковое устройство, если не учитывать некоторые небольшие нюансы.

Устройство автоматической коробки передач

Принцип работы АКПП

  • Основным является гидротрансформатор, который еще называют гидромуфтой – это механизм, расположенный между двигателем машины и корпусом коробки передач. Функциональной задачей гидромуфты является передача и перераспределение крутящего момента во время старта автомобиля;
  • Крутящий момент передается опосредованно с помощью планетарных редукторов;
  • За выбор той или иной передачи отвечают фрикционные муфты, часто их называют «пакетом»;
  • Одним из механизмов является обгонная муфта, которая в основном выполняет функцию снижения в «пакетах» ударов во время переключения передач. В некоторых случаях при работе АКПП обгонная муфта отключает торможение с помощью двигателя;
  • В устройство коробки также входят барабаны и соединительные валы;

Принцип, по которому работает АКПП

Для управления АКПП есть специальный набор так называемых золотников, направляющих масло под определенным давлением к находящимся во фрикционных муфтах и тормозных лентах поршням. Есть возможность задавать положение золотников в автоматическом или ручном режиме, с помощью рукоятки переключения передач.

Нужно также знать что автоматика, управляющая АКПП, может быть гидравлической и электронной. Гидравлической называется автоматика, использующая давление масла, получаемое от центробежного регулятора. В свою очередь, центробежный регулятор соединяется с валом АКПП, который расположен на выходе. Гидравлическая система рассчитана на использование давления масла в соответствии с положением акселератора. Автомату подается информация о положении, в котором находится педаль газа — это является командой для того, чтобы золотники переключались.

Принцип работы автоматической коробки передач

В электронной системе управления присутствуют соленоиды, отвечающие за перемещение золотников. С блоком управления АКПП соленоиды соединены кабелями, возможны также варианты их соединения с управлением системы зажигания и впрыска топлива. В этом случае перемещением соленоидов управляет электронный блок управления. Блок управляет соленоидами также в зависимости от положения рукоятки переключения передач, скорости, на которой движется автомобиль и положения акселератора.

Особенности использования АКПП

Для того чтобы избежать различных поломок и неприятностей нужно знать как работает коробка автомат и как ею пользоваться. Автомобили, оборудованные автоматом, являются очень практичными и удобными транспортными средствами. Даже, несмотря на то, что многие автолюбители скептически относятся к таким трансмиссиям, они являются очень популярными. Обычно все зависит от того, к чему человек привык. Если водитель любит динамику, скорость, то АКПП — вариант не для него. Рассмотрев устройство, технические характеристики и то, как работает АКПП, становится понятно, что она предназначена для людей, отдающих предпочтение более спокойной манере езды.

Устройство гидротрансформатора

Гидротрансформатор выполняет функцию плавного подключения коробки к двигателю

В любом случае перед тем как начать осваивать автомобиль с автоматом нужно изучить все нюансы и правила пользования такой трансмиссией. Важно понять, что пренебрегая некоторыми особенностями, вы можете за достаточно короткий срок вывести АКПП из строя. Нужно также знать, что ремонт или замена всей автоматической коробки обойдется в круглую сумму.

Правила эксплуатации автоматом

Даже если вся трансмиссия управляется электроникой, от водителя требуется соблюдать определенные правила управления ею с помощью рукоятки селектора переключения передач:

  • Перед тем как произвести запуск двигателя селектор должен быть в положении «N» (нейтраль) или «P» (паркинг). В обязательном порядке нужно выжимать педаль тормоза;
  • Перед началом движения с выжатой педалью тормоза и включенной кнопкой, отвечающей за блокировку селектора, выбирается нужный режим. Ни в коем случае нельзя добавлять газ при переключении селектора;
  • После остановки машины её нужно поставить на стояночный тормоз (ручник), после чего стоит перевести рычаг селектор в положение «P». Такая последовательность обуславливается тем, что автомобиль, который не поставлен на ручной тормоз, на спуске может произвольно двигаться, а это может стать причиной блокировки в АКПП парковочного колеса. Поэтому для страховки всегда нужно зажимать ручник и только потом можно уже переводить селектор в положение «Р»;

Как работает коробка автомат

Как управлять коробкой автомат

Чем отличается вариатор от автомата? Полный обзор двух популярных видов КПП

О механический коробках передач давно все известно и изучено. Казалось бы, и об автоматических коробках передач достаточно много информации. Но с появлением на рынке моделей автомобилей с вариатором перед покупателями авто появился большой вопрос. Оказалось, довольно сложно выбрать между АКПП и вариатором (CVT). Все дело в том, что коробка-автомат уже привычная тема, а вариатор — относительно новая модификация КПП: усовершенствованная, экономичная и современная. Так что лучше? Вариатор или автомат? Какая разница между вариатором и автоматом? Об этом детально поговорим в этой статье.

АКПП: плюсы и минусы автомата, техническая часть, особенности

Первое подобие современной автоматической коробки передач появилось в начале прошлого столетия. В 1903 году была собрана гидромуфта, которая выполняла гидродинамическую передачу и развязывала мотор и винт корабля. Такая гидромуфта до сих пор используется в каждой АКПП и является ее неотъемлемой частью. Впервые автоматическая коробка передач была установлена в автомобиль американцами в 1940 году. За весь период времени коробка модифицировалась, но ее принцип остался неизменным — в основе каждой коробки-автомат лежит редуктор и гидротрансформатор (ГДТ). ГДТ выполняет роль плавного переключения передачи. Редуктор, за счет шестерен, выполняет сцепление с гидротрансформатором. В итоге получается цельная конструкция.

Технический конструктив автомата

Конструкция автоматической коробки автомат практически доведена до идеала в большинстве современных моделей автомобиля. Возможно, именно поэтому 50% продаж мирового рынка присущи АКПП.

Гидротрансформатор передает крутящий момент под давлением масла, диски с фрикционами отвечают за сцепление, муфты отвечают за переключение передачи. В конструкцию также включены гидроблок и насос высокого давления.

Безусловно, техническая часть АКПП очень сложная, каждая деталь в ней выполняет важную функцию. Но наиболее значимую роль играют вышеперечисленные детали.

Почему ломается АКПП?

Как показывает практика, причиной поломки в большинстве случаев является сам автовладелец, который халатно относится к вопросу технического обслуживания АКПП, эксплуатирует авто при очень высоких нагрузках. Очень редко встречаются производственные браки, хотя и они имеют место быть.

Несвоевременная замена масла и замена расходников — самая распространенная причина образования поломок. Грязная рабочая жидкость, езда более 70 000 км на нем без замены приводят к катастрофическим последствиям. Они затрагивают абсолютно все жизненно важные детали коробки.

Масло (ATF) играет ключевую роль в АКПП. Оно смазывает все детали и дает давление, без которого узел не может работать. Логично, что старое, черное масло негативно воздействует на всю коробку, приводя ее в неисправность. Конечно же, если отсутствует ТО коробки, то даже при чистом масле могут быть проблемы из-за естественного износа деталей, которые должны вовремя меняться.

Как продлить жизнь автомату?

В первую очередь, всегда ориентироваться на регламент, диктуемый производителем по частоте замены масла в АКПП. В зависимости от модели коробки, возраста автомобиля частота замены может варьироваться от 30 до 60 тысяч километров пробега. Это обязательное требование! Чтобы коробка побегала дольше, рекомендуется:

  • Вместе с маслом менять фильтр (если масло грязное, фильтр будет таким же);
  • Промывать поддон от продуктов износа;
  • Промыть маслом радиатор, который контролирует температуру в системе коробки передач;
  • Прочистить магниты.

Помните! Не существует автоматических коробок передач, которые не требуют обслуживания!

Особое внимание уделяйте коробке, если покупаете автомобиль б/у. Лучше сразу проверить состояние масла в мастерской или заменить его.

Преимущества АКПП

Ключевое отличие АКПП от вариатора заключается в том, что коробка-автомат отлично изучена. Она давно на рынке и знакома всем мастерам и автолюбителям. Следовательно, в вопросе необходимости ремонта АКПП больших проблем не появится. Ремонтируют коробку автоматического переключения автомат каждая автомастерская. К тому же, ремонт наиболее дешевый, так как конструкция АКПП проще, чем вариатора, да и запчастей на рынке предостаточно.

Но есть и еще не менее важные плюсы автоматической трансмиссии:

  • Удобное вождение. Водителю не нужно думать, когда переключить передачу, автомат все делает сам;
  • Экономия на масле. Да, для автомата необходима специальная рабочая жидкость. Но в доступной продаже много разновидностей и их цена ниже, чем стоимость масла для вариаторной коробки;
  • Мягкое переключение передачи на высокой скорости;
  • Очень редкое образование поломок электронной части. АКПП взаимодействует с электронным блоком управления, который является мозгом узла. Но на него приходится всего 20-30% от всего принципа управления автомобилем. Остальное — классическая механика;
  • При должном уходе за коробкой она проедет 300 000 — 400 000 тысяч и не потребует капиталки.

Недостатки АКПП

Увы, но даже такая, казалось бы, совершенная конструкция имеет свои значимые недостатки по сравнению с вариаторной трансмиссией:

  • Более низкий КПД. Автомат не может похвастать хорошим сцеплением с мотором. За это отвечает ГДТ, который работает за счет давления масла. Поэтому часть КПД уходит на этот процесс;
  • Толчки во время переключения. Так как передачи есть, то при их переключении могут ощущаться толчки;
  • Сниженная динамика;
  • Больший расход масла. Для АКПП необходимо до 10 литров ATF, для вариатора — до 8, для механики — до 3.

Объективно, недостатки АКПП не такие уж и серьезные на фоне прочности и надежности агрегата. Но для автовладельцев они могут быть решающими в пользу выбора вариатора. Поговорим подробнее об этой модификации трансмиссии.

Подробно о CVT: плюсы и минусы вариатора, как отличить вариатор от автомата

Хотя вариатор считается более новой модификацией коробки передач, ее прототип был создан самим Леонардо Да Винчи, который разработал схожую систему для работы мельницы. А вот для автомобилей вариатор начал использоваться только в 50-60 годах прошлого столетия. Впервые он был задействован в автомобиле DAF, а позже идею подхватил автопроизводитель Ford. На сегодняшний день многие концерны, выпускающие автомобили высокого класса, используют бесступенчатую трансмиссию.

Конструкция вариатора

Основное отличие вариатора от автомата заключается в том, что первый не имеет скоростей. За работу коробки отвечают два шкива, расположенные друг напротив друга, и перетянутые металлическим тросом (именно так визуально можно отличить вариатор от автомата).

Именно ремень имитирует переключение передач в зависимости от положения. В момент раздвижения ведущего шкива, трос двигается по меньшему диаметру, имитируя 5-6 передачу. Когда шкив двигается по большему диаметру, выполняется имитация 1 передачи.

Движения шкивов происходит очень плавно. И хоть фактически передач нет, передаточные числа полностью им соответствуют, как в АКПП. Это позволяет вариатору предоставлять максимальное КПД, что улучшает динамику автомобиля и позволяет ему плавно брать разгон.

Почему вариатор ломается?

Вариаторная коробка имеет очень сложную конструкцию и крайне требовательна к обслуживанию. Его необходимо проводить каждые 50-80 тысяч пробега, иначе проблем не избежать. Как показывает практика нашей мастерской, именно отсутствие ТО приводит к ряду поломок:

  • Несвоевременная замена масла;
  • Забитый гидроблок;
  • Проблемы с ремнем;
  • Сбои в электронике.

Ресурс трансмиссии порядка 100 — 150 тысяч километров. Даже при систематической замене масла по истечению этого пробела рекомендуется заменить ремень. Это делает вариатор более капризной КПП.

Преимущества CVT

  • Автомобиль с вариатором — идеальный вариант для водителей-новичков. Водителю не нужно думать о переключении передач, нет рывков;
  • КПД вариаторной коробки выше на 8-10% по сравнению с АКПП. Поэтому динамика автомобиля лучше, это ощущается сразу с момента трогания;
  • Разгон автомобиля гораздо динамичнее — отдельный плюс водителям, предпочитающие быструю езду со старта;
  • Меньше потребляет топлива;
  • Меньше необходимо масла
  • Хорошая устойчивость авто на высоких оборотах.

Вариатор, с точки зрения его плюсов и ощущений за рулем, более современный вариант коробки передач. Он предоставляет комфорт во время езды, делает машину мягче в ходу, что непременно ощутимо “бывалым” автолюбителям.

Недостатки вариаторной коробки

Хоть CVT — более новая модификация КПП, она не пользуется столь лихой популярностью, как АКПП. И вот почему:

  • Очень и очень сложная конструкция. Это делает ремонт вариатора гораздо сложнее и очень дорогостоящим. Кроме этого, из-за небольшой популярности автомобилей с вариатором в Киеве, да и вообще в Украине, очень мало мастерских занимаются ремонтом этой коробки. В результате у автовладельца появляется серьезная проблема в поиске хороших мастеров, которые действительно могут помочь в вопросе ремонта;
  • Каждые 100 000 — 150 000 тысяч километров пробега нужно менять ремень. Это удовольствие отнюдь не из дешевых;
  • По большей мере вариаторная коробка состоит из электроники, которая нередко выходит из строя. Найти точно проблему нелегко. Опять-таки, из-за сложности в конструкции;
  • Масло. Это отдельная тема. Масло необходимо специальное, конкретно под определенного автопроизводителя. Будете использовать другое — поломки не избежать. Найти специальное масло не так-то и легко, да и стоит оно дорого.

Еще один важный нюанс, который нужно указать именно здесь. Это ряд технологических нюансов в конструкции вариатора. Если появляется поломка, то для ее устранения необходимо специальное оборудование. Оно очень дорогое. Поэтому станции технического обслуживания не стремятся его закупать.

Официальные автодилеры также не всегда соглашаются на ремонт какой-либо детали коробки, предлагая ее заменить полностью. Купить в Украине необходимую деталь очень сложно, это большая редкость.

Перечень недостатков уже отвечает на вопрос, почему вариатор хуже автомата. Мы не можем так сказать однозначно, но точно одно — вариаторная коробка гораздо требовательнее, чем АКПП.

Так что лучше: вариатор или автомат?

Мы привели ключевые плюсы и минусы каждого вида коробки переключения передач. Выводы делайте сами.

Мы можем лишь сказать. Если вы любите езду на высокой скорости, нравится ощущать хорошую динамику своего автомобиля, выжимая из него по максимуму и хотите попробовать что-то новое, то вариатор — хороший вариант.

Автоматическая коробка передач, по сравнению с вариаторной, более традиционный выбор. Она спокойная, относительно неприхотливая, имеет свои нюансы (причем у каждого производителя свои особенности) и не такая требовательная. Но при этом уступает в показателях динамики и потребностям в масле и топливе своему оппоненту.

При выборе автомобиля взвесьте преимущества и недостатки, а после решайте, что для вас лучше — автомат или вариатор.

Коробка передач. Сравнение трансмиссий, плюсы и минусы

Коробка переключения передач является неотъемлемой частью любого автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. Назначение коробки передач — это передача и преобразование крутящего момента с двигателя на колеса, а так же осуществление отбора мощности на привода других агрегатов и дополнительного оборудования. Этот процесс позволяет обеспечить оптимальную силу тяги и скорость движения автомобиля, а так же движение задним ходом. Более того коробка помогает разъединять коленчатый вал двигателя от ведущих колес, что обеспечивает холостой ход автомобиля или его полную остановку.

Нужно отметить, что коробки передач получили распространение не только в транспортных средствах. Широко применяют коробки переключения в промышленных механизмах, станках на производстве.

С момента появления автомобилей на дорогах производители совершенствовали не только двигатели, но и коробки переключения передач. Развитие данного направления привело к появлению современных автомобилей с разными видами трансмиссий.

Виды трансмиссий

Более чем столетняя история развития автомобилестроения принесла в современный мир не только экологичные и мощные двигатели, но и усовершенствованные коробки переключения передач. На сегодняшний день на автомобили устанавливаются четыре основных типа коробок переключения передач:

1. Механическая коробка переключения передач

2. Автоматическая коробка переключения передач

3. Роботизированная коробка переключения передач

4. Вариативная (бесступенчатая) коробка переключения передач

Разберем подробнее каждый тип коробки.

Механическая коробка передач (Механика, МКПП)

Особенность работы двигателя внутреннего сгорания в том, что рабочая мощность развивается только в небольшом диапазоне оборотов. По этой причине для изменения крутящего момента необходим дополнительный механизм.

История создания уходит более чем на сто лет назад, а изобретение принадлежит Карлу Бенцу. Конструктивно, устройство первой коробки было примитивным и крайне простым. Механизм коробки был реализован из пары шкивов разного диаметра, которые были расположены на ведущем валу, шкивы соединялись с валом двигателя при помощи ремня. В зависимости от условий движения ремень при помощи специально предусмотренного рычага переставлялся с одного шкива на другой. Это позволяло изменять крутящий момент, передающийся на ведущие колеса. Такой простой механизм нашел применение и в современном мире, передачи на велосипедах переключаются по тому же принципу.

Современные механические коробки значительно дальше шагнули от такого механизма. Конструктивно коробка состоит из набора шестерен, а изменение передаточного осуществляется путем введения шестерен в зацепление при помощи рычага.

Механические КПП могут оснащаться разным количеством ступеней. Самой популярной является пятиступенчатая коробка. В свою очередь коробки переключения передач механического типа подразделяются на двухвальные и трехвальные коробки.

Двухвальные механические коробки переключения передач устанавливаются на автомобили, оснащенные передним приводом. Трехвальные коробки переключения передач устанавливаются на легковые и грузовые автомобили, которые могут комплектоваться как передним так и задним приводом.

· Простая и надежная конструкция

· Более легкое управление автомобилем в условиях бездорожья

· Движение в экономичном режиме

· Недорогое обслуживание

Минусы МКПП:

· Неудобство управления в сложном городском режиме

Автоматические коробки передач (Автомат, АКПП)

Идея комфортного управления автомобилем родилась практически сразу с появлением самого автомобиля. Такой комфорт могло бы обеспечить автоматическое переключение передач. Но реализовать данную идею смогли не сразу. В серию, автомобили с автоматической коробкой переключения передач попали только в 1947 году, АКПП стали комплектовать автомобили фирмы Buick.

Хотя на самом деле серийные автоматические коробки переключения передач появились немного раньше. АКПП оснащались городские автобусы в Швеции еще в 1928 году.

Нужно отметить что, к появлению гидромеханической коробки передач привели три независимые линии разработок, позже которые были объединены в ее конструкции. В основу АКПП встал гидротрансформатор, изобретение профессора Феттингера, патент на который им был получен еще в 1903 году. Два других элемента — это планетарный редуктор и гидравлическая система управления.

Современная автоматическая коробка переключения передач, в отличие от классической механики, работает в иных условиях и по другому принципу, хоть и основное назначение неизменно.

Гидротрансформатор или преобразователь крутящего момента, включает в себя насос, турбину и статор. Все детали гидротрансформатора заключены в общем корпусе. Гидротрансформатор заполнен специальным маслом, насос создает внутри гидротрансформатора поток масла, который вращает колесо статора и турбину. Тем самым передавая крутящий момент с двигателя.

Планетарная передача состоит из нескольких шестерен (они называются планетарными или сателлитами), вращающихся вокруг центральной шестерни. Планетарные шестерни фиксируются вместе с помощью водила. Кроме этого, дополнительная внешняя кольцевая шестерня имеет внутреннее зацепление с планетарными шестернями. Сателлиты, закрепленные на водиле, вращаются вокруг центральной шестерни, внешняя шестерня – вокруг сателлитов. Передаточные отношения достигаются путем фиксации различных деталей относительно друг друга. Для получения большего диапазона передаточных чисел в современных коробках используется несколько планетарных передач.

Гидравлика работает в полном симбиозе с остальными частями АКПП и ее работу можно сравнить с кровеносной системой. Жидкость, используемая в качестве рабочей, помимо создания давления в системе, обладает так же набором полезных функций. Таких как смазывание, отвод тепла и очищение внутренностей АКПП от загрязнений.

· Комфорт и удобство управления

· Способность менять передачи при полной мощности двигателя

· Плавность хода во время переключения передач

· Защита деталей двигателя от перегрузок при выборе неверной передачи

Минусы АКПП:

· Стоимость и периодичность обслуживания

· Больший расход топлива

· Низкий КПД

· Меньшая динамика автомобиля

Роботизированные коробки передач (Роботы)

Роботизированная коробка передач — это логическое продолжение развития механической коробки. Робот это не что иное, как механическая КПП, в которой выжим сцепления и переключение передач выполняют два сервопривода (актуатора), управляемые электронным блоком. По факту робот впитал в себя все положительные стороны механической кпп и удобство автомата.

Первый прототип робота появился в 1939 году, Адольф Кегресс создал трансмиссию с двойным сцеплением, но дальнейшее развитие этого перспективного изобретения остановилось на следующие 40 лет. Всему виной отсутствие финансирования проекта.

В серию роботизированные коробки передач попали очень нескоро, но обкатать технологию решились инженеры Porsche. Роботы внедрили на модели 956 и 962С, машины предназначались для кольцевых гонок. К сожалению, недоработка конструкции и значительный вес коробки не позволил технологии выйти за пределы трека.

Серийная роботизированная коробка появилась только в 2003 году. Отважилась на такой шаг компания Volkswagen, установив преселективную трансмиссию на спорт версию модели Golf 4 R32. Производителем коробки была компания BorgWarner. По сей день концерн VAG активно продвигает этот тип коробок на своих моделях.

Особенность такой коробки заключается в конструкции, а именно в наличии двух сцеплений. Принцип работы такой коробки состоит в том, что на одно сцепление завязаны четные передачи, а на второе нечетные. В процессе движения крутящий момент передается по одному сцеплению, т.е. диск сомкнут. В это же время диск второго сцепления разомкнут, но внутри самой коробки следующая передача уже сформирована и когда приходит время переключения, первый диск просто размыкается, а второй синхронно смыкается. Такая схема работы обеспечивает плавность переключения и отсутствие рывков.

В свою очередь, роботизированные коробки делятся на два типа:

· С мокрым сцеплением — используют на автомобилях с мощным двигателем, крутящий момент которых превышает 350 Нм.

· С сухим сцеплением – используют на автомобилях с маломощными двигателями до 250 Нм крутящего момента.

Плюсы Робота:

· Плавность переключения и хода

· Высокий КПД

· Экономичный расход топлива

· Высокая динамика

· Возможность выбора режима работы трансмиссии

Минусы Робота:

· Малая надежность, как самой конструкции, так и мехатроника

· Стоимость обслуживания и ремонта

· Чувствительность к тяжелым дорожным условиям

Вариаторные трансмиссии (Вариаторы)

Вариаторные трансмиссии (CVT) считаются прямыми последователями классических гидромеханических кпп. Есть устойчивое мнение, что за CVT – коробками будущее, опять таки, учитывая городскую эксплуатацию автомобилей. Особенный упор на трансмиссии CVT делают японские производители, такие как Nissan и Subaru. Первая вариаторная коробка серийно появилась на автомобиле марки DAF в 50-е годы XX-века. Этим автомобилем оказался не грузовик, как многие могли подумать, а маленький легковой автомобиль.

К сожалению, особой надежностью и длительным ресурсом конструкция не отличалась. Компания Volvo в свою очередь, долгие годы пыталась развить технологию, но все закончилось сворачиванием разработок. Неожиданное продолжение истории вариатора дала Япония.

Причиной возврата и доработки вариатора послужила необходимость адаптации автоматических коробок к условиям эксплуатации в режиме городских пробок. Работа переключений передач на АКПП напрямую завязана на обороты двигателя. Классический автомат в режиме городских пробок, на малом расстоянии и на малом ходу начинал переключать передачи с первую на вторую, когда этого совершенно не нужно. В другом случае, двигаясь «накатом», АКПП держала передачу, не уходя на пониженную, долгое время ожидая от водителя команды на разгон. Такое поведение коробки давало большую нагрузку на собственные узлы, что вело к увеличенному расходу топлива, повышенному износу и раннему выходу из строя. Все это привело к интенсивной доработке акпп, но результатом стал принципиально новый тип кпп – CVT.

Самое удивительное, что первый вариатор был придуман Леонардо да Винчи в 1490 году. На чертежах изобретателя можно увидеть схему из параллельных конусов и перекинутого между ними ремня, способного перемещаться поперек оси вращения конусов, что позволяло менять передаточное отношение пары.

Коробка типа CVT или Вариатор представляет собой бесступенчатую коробку передач. Основные детали коробки CVT — это гидротрансформатор и два раздвижных шкива, плюс, соединяющий их (шкивы) ремень. Сечение ремня имеет трапециедальную форму. Принцип работы заключается в следующем — сдвигающиеся половинки ведущего шкива выталкивают ремень наружу, что приводит к увеличению радиуса шкива, по которому работает ремень, это действие увеличивает передаточное отношение. Когда требуется снижение передаточного числа, ведомый шкив раздвигается, ремень перемещается на меньший радиус. Гидротрансформатор в этой конструкции обеспечивает трогание с места, после чего блокируется. Управление шкивами выполняет электроника.

Плюсы Вариатора:

· Переключение передач происходит незаметно, без рывков

· Экономичный расход топлива

· Высокая динамика

Минусы Вариатора:

· Несовместимость с мощными моторами

· Стоимость обслуживания и ремонта

· Большое количество датчиков влияющих на работу CVT

· Чувствительность к тяжелым дорожным условиям, буксировке

Мы рассмотрели основные виды коробок переключения передач. Определили главные минусы и плюсы каждого типа. Но дать однозначный ответ, какой агрегат будет лучше всех, невозможно. Каждый хорош в своем диапазоне задач, и выбор агрегата, которым будет оснащен автомобиль, учитывая диапазон задач, уже ложится на плечи конструкторов автомобиля и потребителя.

Как устроена коробка-автомат с гидротрансформатором

Достоинство гидротрансформаторной трансмиссии заключается, конечно же, в удобстве управления тягой автомобиля. В упрёк таким трансмиссиям можно поставить медлительность, невысокий КПД и относительно небольшой ресурс. Хотя надо отдать им должное — современные коробки отличаются завидной «скорострельностью».

Не падайте в обморок, ничего сложного здесь нет. Сейчас всё растолкуем. Но сначала давайте определимся с терминологией. Дело в том, что многие по ошибке автоматической коробкой передач называют два агрегата, соединённых воедино: собственно саму коробку и гидротрансформатор.

Гидротрансформатор состоит из двух лопастных машин — центробежного насоса и центростремительной турбины. Между ними расположен направляющий аппарат — реактор. Насосное колесо жёстко связано с коленчатым валом двигателя, турбинное — с валом коробки передач. Реактор же, в зависимости от режима работы, может свободно вращаться, а может быть заблокирован при помощи обгонной муфты.

Передача крутящего момента от двигателя к коробке передач осуществляется потоками рабочей жидкости (масла), которая отбрасывается лопатками насосного колеса на лопасти колеса турбинного. Между насосным колесом и турбиной обеспечены минимальные зазоры, а их лопастям придана специальная геометрия, которая формирует непрерывный круг циркуляции рабочей жидкости. Так что получается, что жёсткая связь между двигателем и трансмиссией отсутствует. Это обеспечивает работу двигателя и остановку автомобиля с включённой передачей, а также способствует плавности передачи тягового усилия.

Надо сказать, что по описанной выше схеме работает гидромуфта, которая просто передаёт крутящий момент, не трансформируя его величину. Чтобы изменять момент, в конструкцию гидротрансформатора введён реактор. Это такое же колесо с лопатками, но оно, имея связь с картером (корпусом) коробки передач, не вращается (заметим, до определённого момента). Лопатки реактора расположены на пути, по которому масло возвращается из турбины в насос, и они имеют особый профиль. Когда реактор неподвижен (гидротрансформаторный режим), он увеличивает скорость потока рабочей жидкости, циркулирующей между колёсами. Чем выше скорость движения масла, тем выше его кинетическая энергия, тем она большее оказывает воздействие на турбинное колесо. Благодаря этому эффекту момент, развиваемый на валу турбинного колеса, удаётся значительно поднять.

Представьте себе стандартную ситуацию — передача в коробке уже включена, а мы стоим на месте и жмём себе на педаль тормоза! Что происходит в этом случае? Турбинное колесо находится в неподвижном состоянии, а момент на нём в раза выше (в зависимости от конструкции) того, что развивает двигатель на этих оборотах. Кстати, момент на выходном валу гидротрансформатора будет тем больше, чем будут выше обороты двигателя. Стоит отпустить педаль тормоза, и автомобиль тронется. Разгон будет продолжаться до тех пор, пока момент на колёсах не сравняется с моментом сопротивления движению машины.

Когда турбинное колесо приближается по оборотам к скорости вращения насосного колеса, реакторное колесо освобождается и начинает вращаться вместе с двумя «напарниками». В этом случае говорят, что гидротрансформатор перешёл в режим гидромуфты. Так снижаются потери, и увеличивается КПД гидротрансформатора.

А поскольку в некоторых случаях надобность в преобразовании крутящего момента и скорости отпадает, в определённые моменты гидротрансформатор и вовсе может быть заблокирован при помощи фрикционного сцепления. Этот режим помогает довести КПД передачи практически до единицы, проскальзывание между лопаточными колёсами в этом случае исключено по определению.

Но представьте себе такую ситуацию. Вы едете по прямой с постоянной скоростью и вдруг начинаете подниматься в горку. Скорость автомобиля начнёт падать, а нагрузка на ведущие колёса увеличится. На это изменение тут же отреагирует гидротрансформатор. Как только станет уменьшаться частота вращения турбины, реакторное колесо начнёт автоматически затормаживаться, в результате скорость циркуляции рабочей жидкости возрастёт, что автоматически приведёт к увеличению крутящего момента, который будет передаваться на вал от турбинного колеса (читай на колёса). В некоторых случаях увеличившегося момента хватит для того, чтобы преодолеть подъём без перехода на низшую передачу.

Поскольку гидротрансформатор не может преобразовывать скорость вращения и передаваемый крутящий момент в широких пределах, к нему присоединяют многоступенчатую коробку передач, которая, вдобавок ко всему, способна обеспечить и реверсивное вращение (иными словами — задний ход). Те коробки, которые работают в паре с гидротрансформаторами, обычно включают в себя ряд планетарных передач и имеют много общего с привычными нам «ручными» коробками.

В механической коробке шестерни находятся в постоянном зацеплении, при этом ведомые — свободно вращаются на вторичном валу. Включая передачу, мы механически блокируем соответствующую шестерню на ведомом валу. Работа автоматической коробки передач построена на таком же принципе. Но планетарные передачи (или редукторы) имеют некоторые интересные особенности. Они включают в себя несколько элементов: водило, сателлиты, солнечную и кольцевую шестерни.

Приводя во вращение одни элементы и фиксируя другие, такие редукторы позволяют менять передаточные отношения, то есть скорость вращения и передаваемое через планетарную передачу усилие. Приводятся планетарные передачи от выходного вала гидротрансформатора, а их соответствующие элементы фиксируются при помощи фрикционных лент или фрикционных пакетов (в механической коробке эту роль играют синхронизаторы и блокирующие муфты).

Включается передача следующим образом. На фрикцион давит гидравлический толкатель, который в свою очередь приводится в действие давлением рабочей жидкости, той самой, что используется в гидротрансформаторе. Давление это создаётся специальным насосом, а распределяется оно между соответствующими фрикционами передач под неусыпным контролем электроники при помощи специальной системы электромагнитных клапанов — соленоидов в соответствии с алгоритмом работы коробки.

Существенное отличие АКПП от обычных механических коробок заключается в том, что передачи в них переключаются практически без разрыва потока мощности. Одна выключилась, другая почти в тот же момент включилась. Сильные рывки при переключениях практически исключены, поскольку их гасит уже упомянутый выше гидротрансформатор. Хотя, надо отметить, современные коробки со спортивной настройкой не могут похвастать плавной работой. Толчки при их работе обусловлены более быстрой сменой передач: такой расклад позволяет отыграть некоторое количество времени при разгоне, но приводит к ускоренному износу фрикционов. На трансмиссии и ходовой части в целом это тоже сказывается не лучшим образом.

В автоматических трансмиссиях первого поколения системы управления были целиком гидравлическими. В дальнейшем гидравлику оставили только в качестве исполнительной части системы управления, задавать же алгоритм работы стала электроника. Благодаря ей возможно реализовывать различные алгоритмы работы коробки — режим резкого ускорения, спортивный, экономичный, зимний…

В спортивном режиме, например, тяга двигателя используется на все сто процентов. 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. И так далее. Автомобиль в этом случае развивает значительно большие ускорения по сравнению с теми, что осуществляются при работе «экономичной» или «нормальной» программ.

На большинстве современных автомобилей с автоматической трансмиссией те или иные алгоритмы управления активизируются в зависимости от манеры вождения. Электроника адаптирует работу тандема двигатель-трансмиссия самостоятельно. Компьютер, анализируя информацию от многочисленных датчиков, принимает решение о переключении передач в те или иные моменты, в зависимости от требуемого характера переключений. Если манера движения размеренная и плавная, контроллер делает соответствующие поправки, при которых двигатель не выводится на мощностные режимы работы, что положительно сказывается на расходе топлива. Как только водитель «занервничал» и начал чаще и резче нажимать на педаль газа, искусственный интеллект тут же понимает, что ускорения и разгоны нужно производить резвее, и силовой агрегат сразу же начнёт работать по «спортивной» программе. Если же водитель станет педалировать плавно, «умная» электроника переведёт коробку и двигатель в штатный режим работы.

Всё большее количество автомобилей оснащается коробками, в которых наряду с автоматическим предусмотрен и полуавтоматический режим управления. Здесь команды на переключение передач даёт водитель, а сами переключения обеспечивает система управления. Но это совсем не означает, что электроника позволит вам сильно разгуляться. Часто скорость перехода с одной передачи на другую в этом режиме увеличивают, но многие производители, заботясь о ресурсе силового агрегата, время переключений оставляют таким же, как в автоматическом режиме. Машиностроители называют эти системы — Autostick, Steptronic, Tiptronic.

Кстати, с недавних пор некоторые АКПП можно тюнинговать. А возможно это стало благодаря перепрограммированию блоков управления двигателем и коробки. В угоду скорости разгона в программе управления АКПП меняют моменты перехода с передачи на передачу и существенно сокращают время переключений.

Электроника из года в год становится всё умнее. Компьютеры научили анализировать степень износа фрикционов и генерировать соответствующее давление, необходимое для включения каждой муфты. Регистрируя давление, можно прогнозировать степень износа фрикционных дисков, а следовательно, и коробки в целом. Блок управления постоянно контролирует исправность системы, записывая в свою память коды неисправностей тех элементов, в которых происходили сбои в процессе работы.

В некоторых случаях блок управления начинает работать по обходной программе. Обычно в аварийном режиме в коробке передач запрещаются все переключения, и включается одна передача, как правило, — вторая или третья. Эксплуатировать, в этом случае автомобиль не рекомендуется (да и не получится), но доехать своим ходом до мастерской программа поможет.

Все типы коробок способны доставлять радость владельцам автомобилей своей службой при пробеге в 200 тысяч километров с лишним. Но есть одно «но» — безотказная работа возможна при правильной эксплуатации и регулярном квалифицированном ТО.

Режимы автоматической трансмиссии

«P» — parking. В этом режиме все передачи выключены, выходной вал КПП и «ветка» трансмиссии, связанная с ведущими колёсами, заторможены блокирующим механизмом коробки. При работающем двигателе ограничитель частоты вращения коленчатого вала срабатывает гораздо раньше, чем при разгоне. Такая «защита от дурака» не позволяет «перекручивать» мотор и без толку перелопачивать трансмиссионную жидкость.

«R» — reverse, — задний ход.

«N» — нейтраль. В этом режиме двигатель и ведущие колёса не связаны. Автомобиль может двигаться накатом, его можно также буксировать без вывешивания ведущей оси.

Режим «D» или «Drive» разрешает движение. В этом режиме смена передач осуществляется автоматически.

«S», «Sport», «PWR», «Power» или «Shift» — спортивный режим. Самый динамичный и самый расточительный. При разгонах двигатель «загоняется» в режим максимальной мощности. Скорость перехода с одной передачи на другую (в зависимости от конструкции и программы) может быть увеличена. Двигатель в этом случае всегда находится в тонусе, как правило, работая на оборотах, которые не ниже тех, на которых развивается максимальный крутящий момент. Забудьте об экономичности.

«» — режим, в котором осуществляется переход на пониженную передачу для осуществления интенсивного ускорения, например, при обгоне. Резкий подхват происходит за счёт того что двигатель выводится в режим максимальной отдачи, и за счёт большего передаточного отношения понижающей передачи. Чтобы трансмиссия перешла в этот режим, по педали газа нужно хорошенько топнуть. В трансмиссиях более старшего поколения для срабатывания «кикдауна» нужно было обязательно нажать педаль газа, что называется, «в пол» до характерного щелчка.

При работе в режиме «Overdrive» или «O/D» повышающая передача будет включаться чаще, переводя двигатель на пониженные обороты. «Овердрайв» обеспечивает экономичное передвижение, но его активация может привести к существенной потере в динамике.

«Norm» реализует наиболее сбалансированный режим движения. Переключения на повышающие передачи, как правило, происходят по достижении средних оборотов и на оборотах несколько выше средних.

Если поставить селектор напротив «1» (L, Low), «2» или «3», ваша коробка не будет переходить выше выбранной передачи. Режимы востребованы в тяжёлых дорожных условиях, например, при движении по горным дорогам, при буксировке прицепа или другого автомобиля. В этом случае двигатель может работать в области средних и высоких нагрузок без перехода на повышающую передачу.

«W», «Winter», «Snow» — так называемый «зимний» режим работы АКПП. В целях предотвращения пробуксовки ведущих колёс трогание с места осуществляется со второй передачи. Дабы не спровоцировать лишние проскальзывания, переход с одной передачи на другую в этом случае тоже может осуществляться более мягко и при более низких оборотах. Разгон при этом может быть не слишком динамичным.

Наличие значков «+» и «-» определяет совсем не полюсность, а возможность ручного переключения передач. Разные производители «перемешивать» передачи позволяют : селектором управления АКПП, кнопками на руле или подрулевыми переключателями… В этом режиме электроника не позволит перейти на те передачи, которые, по её мнению, неуместны в данный момент. При работе со знаками «сложения» и «вычитания» скорость смены ступеней не будет выше той, что определена программой в режиме «Sport». Достоинство ручного режима — возможность действовать на опережение.

Что такое автоматическая коробка передач – какие бывают, различия и какую лучше выбрать

Что такое автоматическая коробка передач и какие они бывают

Добрый день, дорогие друзья. Автоматическая коробка передач в автомобиле (АКПП или «автомат») – это трансмиссия, которая вместо водителя самостоятельно нажимает педаль сцепления, и переключает скорости. Она самостоятельно принимает решение, какая и в какой момент времени должна быть включена передача.

Визуально автоматическая трансмиссия отличается от механической коробки отсутствием педали сцепления и положениями рукоятки КПП. В АКПП нет привычных для «механики» указателей передач на селекторе. Вместо цифр на «набалдашнике» селектора, рядом с ним написаны буквы «D» – драйв, «P» – паркинг, «N» – нейтраль, «R» – реверс.

Какие бывают коробки автомат

Существует три вида автоматических трансмиссий:

  1. Классический гидротрансформатор; или вариаторная коробка;
  2. Роботизированная или «робот».

Садясь в автомобиль, оборудованный АКПП, визуально трудно определить, какой тип автоматической трансмиссии в ней установлен – две педали, знакомые буквы на консоли рядом с селектором КПП.

Визуально трудно отличить разные типы автоматических коробок передач

Все они имеют существенные отличия между собой в конструктивном и потребительском плане. Одни отличаются плавностью переключения передач, другие экономией топлива, третьи надежностью.

Одно их всех объединяет – предназначение. Назначение автоматической коробки передач – облегчить процесс управления автомобилем. Водителю ненужно задумываться, когда переключать скорость, как правильно выжимать педаль сцепления, как трогаться и какую скорость выбрать. Рассмотрим основные различия каждого типа автоматических трансмиссий, плюсы и недостатки. Разберемся, какая из них лучшая.

Гидротрансформаторная АКПП

Это самый «древний» вид автоматической коробки передач. Она первая появилась на автомобилях в далеком прошлом. На тот момент оснащалась тремя или четырьмя передачами. Поэтому считается классическим «автоматом». Это название можно услышать в разговорной речи автолюбителей, теперь вы знаете, что это означает.

Название происходит от гидротрансформатора, который является механизмом сцепления маховика двигателя и механической части АКПП. Он отвечает за передачу крутящего момента от мотора к планетарному механизму включения передач. Великолепно гасит колебания силового агрегата и КПП, продлевая срок службы обоих.

Гидротрансформатор автоматической коробки передач или бублик классического автомата

Сцепление маховика с коробкой происходит за счет трансмиссионного масла. То есть, жесткой связи нет, её обеспечивает давление масла в «бублике» гидротрансформатора. Чем оно выше, тем больше крутящего момента передается от ДВС к коробке. Чем меньше – тем свободнее вращаются маховик и вал КПП. Это своего рода диск сцепления на механике.

Поэтому важно следить за качеством масла. Чем оно хуже, тем быстрее забиваются соленоиды гидротрансформатора, чувствуются рывки при переключении. Теряется плавность движения и включение скоростей.

За включение и выключение передач отвечает гидроблок. Он управляется электроникой. В механической части гидротрансформаторной автоматической коробке находится определенное количество планетарных передач – комбинации шестерен с разным передаточным числом. Чем их больше, тем больше скоростей у АКПП.

Планетарные передачи в гидротрансформаторной автоматической коробке передач

Достоинства и недостатки классического автомата

Будем сравнивать с другими типами автоматических трансмиссий, так как преимущества перед МКПП все уже давно знают, особенно те, кто часто ездит в городе.

Плюсы:

  1. Самая надежная автоматическая коробка переключения передач среди всех «автоматов»;
  2. Не требует пристального ухода, достаточно вовремя менять масло и соблюдать определенные правила эксплуатации;
  3. Отличается хорошей плавностью хода. До появления «робота» с двумя сцеплениями, была самая «мягкая» трансмиссия – плавно трогалась и переключала скорости во время движения.

Минусы:

Если сравнивать с другими автоматическими КПП, то классическая коробка-автомат не имеет видимых недостатков. Именно поэтому, многие покупатели ищут автомобили с обычной гидротрансформаторной АКПП. Их всех прельщает надежность, неприхотливость, долговечность агрегата. Тем более это касается рынка подержанных автомобилей.

Вариаторная или бесступенчатая коробка передач (вариатор)

Это еще один вид автомата. Из названия видно, что он не имеет фиксированных наборов звездочек – передач. Во время движения автомобиля происходит имитация переключения скоростей. Хотя многие производители утверждают, что их вариатор оснащен шестью или более скоростями, но это не более чем иллюзия для комфорта водителя.

Конструктивно вариатор сильно отличается от классического автомата. Вместо планетарных передач, для изменения передаточного числа служит два шкива с изменяемым радиусом. Соединяются между собой ремнем, имеющую особую конструкцию. Он состоит из определенного набора металлических пластин, поэтому визуально похож на цепь.

Ремень и конусы вариаторной автоматической трансмиссии

Изменение передачи происходит за счет сужения или расширения стенок шкивов. За счет этого добивается плавность «переключения» передачи. Такая конструкция обладает рядом недостатков, которые перекрывают её достоинства.

Плюсы вариативной автоматической АКПП

  1. Плавность хода, переключения передач и начало движения. Не имея фиксированных звездочек, включение передачи происходит за счет изменения радиуса конуса. Это происходит быстро и плавно, поэтому водитель не замечает этого.
  2. Быстрый выход на максимальный крутящий момент. Опять же, за счет отсутствия в конструкции вариатора фиксированных шестерен. Бесступенчатая КПП сразу выходит на свой максимум, обеспечивая полную передачу момента при разгоне.

Минусы

  1. Менее надежная, чем классическая автоматическая коробка передач. Ремень имеет свойство растягиваться к 100 тысячам километров пробега. Требователен к эксплуатации, если перегреть вариатор, то вас ждет дорогой ремонт.
  2. Вариатор не славиться своей экономичностью и динамическими характеристиками.
  3. Более дорогой в обслуживании.

Роботизированная коробка или робот

Простыми словами роботизированная коробка – это гибрид механической КПП и электроники. Все то же самое, как в МКПП, только за переключение передач, выжим сцепления отвечает компьютер. Он самостоятельно передвигает вилки, смыкая или размыкая определенные шестерни, работает со сцеплением. Поэтому его можно смело называть автоматической коробкой передач. Визуально не отличить, где робот, а где автомат, но конструктивно они сильно отличаются.

Устройство роботизированной АКПП

Существует два типа роботизированной трансмиссии – с одним и двумя сцеплениями. Первый тип плохо себя зарекомендовал, достаточно вспомнить «робота» на Лада Веста и Xray. Постоянные тычки, пенки при переключении скоростей вызывали бурю негодования среди владельцев автомобилей. Им приходилось привыкать к трансмиссии и терпеть боль при вождении.

Второй тип – был лишен этих недостатков. В его конструкции установлено два сцепления, одно для четных, другое для нечетных передач. Например, во время движения на второй передачи, третья уже включена, но её сцепление отключено. При достижении определенной скорости, плавно включается сцепление третьей, второй выключается и готовится четвертая. Наглядным примером является DSG от концерна VAG, второе название трансмиссии – преселективная коробка-автомат.

Это обеспечивает плавность переключения скоростей. Водитель даже не замечает этого, он просто жмет на педаль газа. Изменение передач можно проследить только по показаниям тахометра. Платой за комфорт является повышенное внимание к обслуживанию роботизированной АКПП.

Плюсы робота с двойным сцеплением

  1. Плавность переключение скоростей и начало движения автомобиля.
  2. Экономичность. Роботизированные КПП DSG прославились выдающимися показателями топливной экономии. Даже на бензине по трассе автомобиль потребляет не больше 5-6 литров на 100 километров в зависимости от объема двигателя.
  3. Хорошие динамические характеристики. Если сравнивать классический автомат или вариатор, то робот с двумя сцеплениями разгоняет машину до первой сотни километров быстрее своих конкурентов.

Недостатки роботизированного «автомата»

  1. Он требует большего внимания к себе. Частая замена масла, новый комплект сцепления может потребоваться на пробегах 60-70 тысяч. Если экономиться и забивать «болт» на обслуживание, то быстро может выйти из строя мехатроник.
  2. Большие расходы на обслуживание и ремонт. Комплект нового сцепления на DSG будет стоить от 20000 тысяч рублей без работы. Ремонт мехатроника от 10 до 35 тысяч рублей. Ремонт всего агрегата может обойтись от 11 до 120 тысяч, в зависимости от поломки.

Что лучше выбрать

В реалиях 2020 года лучшим выбором для покупки автомобиля является роботизированная коробка с двумя сцеплениями. Если рассматривать DSG, то на данный момент надежность этой автоматической коробки передач не уступает классическому автомату. Взамен вы получаете экономию топлива, плавность движения машины, отличную динамику.

Роботизированная автоматическая трансмиссия DSG

Пусть стоимость обслуживания и ремонта роботизированной трансмиссии от Volkswagen выше, чем других АКПП, но в перспективе они окупятся сэкономленным бензином и удовольствием от вождения.

Второе место – классическая гидротрансформаторная коробка передач. Она надежнее DSG, не такая требовательная к обслуживанию. Некоторые меняют в ней масло не по регламенту, а только тогда, когда она начинает «пинаться» и «уходить» в аварию. Это 100 и более тысяч километров. Но вы не получите той динамики, удовольствия и экономии.

Добавить комментарий Отменить ответ

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Что значит коробка передач амт?
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector