Устройство и принцип работы автоматической коробки

Плюсы и минусы автоматической КПП

Какая лучше коробка передач: автомат или механика? Популярность гидроавтомата объясняется его преимуществами, видимыми при сравнении с механикой. К их списку относят:

• автоматическая активация передач, позволяющая водителю полностью контролировать положение на трассе;
• начать движение максимально легко;
• бережная эксплуатация ходовой;
• экономия топлива;
• гарантия безопасности;
• более высокий КПД и экономия топлива при езде по трассе по сравнению с механикой;
• повышение проходимости.

Несмотря на достаточное количество преимуществ, автолюбители, которые долгое время пользовались механикой, видят не менее значимые недостатки:

• нет возможности быстро разогнаться;
• повышенный расход топлива в городских условиях;
• нельзя быстро перейти с режима минимальной тяги на максимальную;
• нереально завести ТС с толкача, если стартер не работает. Придётся вызывать эвакуатор;
• коробка быстро выходит из строя при игнорировании норм эксплуатации;
• регулярное ТО и ремонт обходятся дорого.

Эта разновидность коробки передач имеет свои конструктивные особенности – это нравится не всем владельцам. Не каждое подробное описание и схема позволяют качественно разобраться в устройстве запчасти и произвести её ремонт. Многим владельцам нравится механика тем, что она гораздо проще, потому они жертвую комфортом вождения в пользу экономии.

Видео: Особенности коробки «автомат»

Аббревиатура АКПП при расшифровке это – автоматическая коробка переключения передач. Такая система позволяет повысить комфорт вождения и заметно упрощает управление авто в сравнении с классической МКПП. Автомат обеспечивает лёгкое переключение передач, постоянный контроль мощности двигателей без усилий со стороны водителя.

Сразу после механического варианта появился гидромеханический. Он работает как автономное устройство, представлен гидротрансформатором и планетарной коробкой передач. Работа трансмиссии автомобиля никак не зависит от связки между мотором и коробкой, крутящий момент передаётся с помощью турбин и трансмиссионного масла.

Сейчас гидромеханика уходит на второй план. Производители авто представительского класс отдают предпочтение роботизированным, вариаторным и DSG вариантам. Их считают надёжными, но не лишёнными недостатков. При несоблюдении норм эксплуатации срок их службы сокращается, системы выходят из строя, требуется дорогостоящий ремонт.

Какая у вас коробка передач?

АКПП
62.16%

МКПП
27.03%

Робот
2.7%

Вариатор
8.11%

DSG
0%

Проголосовало: 37

Сколько раз прочитали статью: 849

Режимы работы автоматических трансмиссий

Чтобы правильно пользоваться коробкой автомат, для начала предлагаем разобраться с предназначением основных режимов работы агрегата.

Основные функции

Какие функции есть во всех автоматических трансмиссиях:

1. Режим P или паркинг. При активации этого положения трансмиссия выполняет блокировку ходовой части машины, независимо от того, какой привод на ней установлен — передний или задний. В результате сдвинуть с места транспортное средство не выйдет, все передачи при активации режима P отключаются. Нельзя включать это положение, если автомобиль еще в движении и полностью не остановился.
2. Режим R. Эта функция предназначена для обеспечения движения задним ходом на машине. Ее активация допускается после полной остановки транспортного средства.
3. Нейтральная передача N. При наличии неисправностей в работе АКПП или силового агрегата, когда заводить двигатель не получается, режим N позволит передвигать машину вперед и назад на небольшие расстояния. В отличие от механических трансмиссий, нейтральный режим на автомате имеет определенные особенности работы. Не допускается его включение в пробках, его активация возможна в экстренных случаях.
4. Режим D или Драйв. Предназначен для обеспечения движения машины вперед. В автоматических трансмиссиях этот режим обладает блокировкой от случайной активации. Если надо переключиться с функции Drive, это можно сделать, только если водитель нажмет на педаль тормоза.
5. Функция «4-3-2-L». Относится к категории специальных режимов, использующихся для эксплуатации транспортного средства в разных условиях. В каждом из этих положений может применяться определенное число скоростей. К примеру, в режиме 3 задействовано три передачи, а в положении L работает только одна скорость. Благодаря этой функции автоматическая трансмиссия не перегревает силовой агрегат. Первые три функции оптимально использовать при движении в гору.

Из ролика канала Открытая студия Кострома вы можете узнать об эксплуатации машины с автоматической коробкой передач.

Режим «Типтроник»

Одной из особенностей современных автоматических коробок является наличие функции Типтроник. Этот тип КПП относится к автоматам, поддерживающим режим ручного управления коробкой передач. Благодаря его наличию водитель может контролировать процесс передвижения в тяжелых условиях. Если вы устали от управления автоматической коробкой, можно перейти на ручное управление. На КПП в салоне авто, помимо традиционных режимов, вы увидите специальную выемку с символами «+» и «-». «+» — повышение передачи, с первой и выше, а «-» — понижение.

Спортивные режимы

В трансмиссиях некоторых моделей авто имеется функция спортивного режима — Sport либо Kickdown. Активация этого положения позволяет раскрутить обороты силового агрегата и искусственным образом переключиться на пониженную передачу. При необходимости спортивные режимы позволяют достичь резкого ускорения, к примеру, когда надо выполнить обгон на трассе. При включении этого положения используется максимальная мощность мотора, но данная функция в целом неэкономичная для постоянного использования.

Другие режимы

В зависимости от производителя авто, АКПП может иметь и другие режимы эксплуатации:

1. D3 или S — пониженная скорость. Неплохой вариант для эксплуатации транспортного средства при движении в гору. Благодаря активации этого положения водитель может более эффективно тормозить машиной и контролировать ее.
2. D2. Обычно это аналог положения L или 2. Также представляет собой функцию пониженной скорости для движения по спускам или подъемам. Его использование актуально при передвижении по песку, гололеду либо при езде в трудных условиях.
3. Экономичный — E. Его активация позволяет экономично использовать мощность двигателя, чтобы снизить расход горючего.
4. Зимний режим. Он может отмечаться как «Snow», «W», «HOLD», «Winter». При активации этого положения включается щадящий режим езды на заснеженной местности, к примеру, при езде по гололеду или грязи. В большинстве транспортных средств это положение имеет ограничения в регулярном использовании, связанные с увеличенной нагрузкой на механизмы и узла трансмиссии. Из-за перегрева его использование не допускается в теплое время года при езде по сухому асфальту.

Что такое классическая коробка автомат?

Существует несколько разновидностей автоматической коробки передач, которые стали закономерным следствием ее эволюции:

1. Классическая, с гидротрансформатором;
2. роботизированная, с одним или двумя сцеплениями;
3. Бесступенчатый вариатор (CVT).

Классическая коробка автомат в разрезе

Классическая коробка-автомат – это тип трансмиссии, который во время движения устанавливает нужное передаточное число в зависимости от скорости, режима езды и других условий. В отличие от других видов автоматических коробок, в классической АКПП обязательно присутствует гидротрансформатор, с помощью которого крутящий момент от коленвала двигателя передается дальше, на первичный вал редуктора. Гидротрансформатор выполняет ту же роль, что сцепление в МКПП, увеличивает крутящий момент, но при этом работает без вмешательства водителя.

Гидротрансформатор

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

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

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

Режимы работы коробки-автомат

Все автоматические коробки имеют базовые режимы работы и дополнительные опции, которые меняются в зависимости от особенностей конструкции конкретного производителя. К базовым режимам относятся:

• «P» – режим парковки;
• «R» – задний ход;
• «N» – нейтральный режим, используется для кратковременных стоянок и буксировки автомобиля на короткие расстояния;
• «D» – движение автомобиля вперед, обычно этот режим подразделяется на 3 подрежима («D3», «D2», «D1»);
• «S» («D2») – диапазон пониженных передач;
• «L» («D1») – понижающая передача, подходит для преодоления крутых и скользких подъемов и спусков.

В некоторых АКПП имеется режим «Sport», или «Kick down», который позволяет резко ускоряться при обгоне. Этот режим использует всю мощность двигателя, но при этом повышается расход топлива. Ежедневно использовать этот режим не рекомендуется.

Многие коробки-автомат имеют зимний режим, который обозначается специальным знаком «*», «Winter», «Hold», «W» и т. д. В этом режиме узлы трансмиссии испытывают повышенную нагрузку, поэтому его также не рекомендуется использовать ежедневно.

Что собой представляет роботизированная коробка передач?

Роботизированная коробка на автомобиле означает нечто среднее между МКПП и автоматической трансмиссией. Фактически роботизированная КПП представляет собой «механику», оборудованную автоматическим сцеплением и возможностью переключения скоростей. Работа этого типа агрегата зависит не от водителя, а от функционирования управляющего электронного модуля. Во время движения водитель должен только правильно передавать входящие данные для обеспечения правильной работы КПП.

Перед покупкой авто с таким агрегатом рекомендуется разобраться с основными характеристиками и принципом действия устройства.

Устройство роботизированной КПП

Схематическое устройство конструктивных компонентов РКПП

Чтобы понять, что такое , надо разобраться в устройстве агрегата. Дополнительные элементы, предназначенные для выжима сцепления, а также переключения и выбора скоростей, называются актуаторами.

Роботизированная трансмиссия оснащается собственной управляющей системой, выполненной в виде блока управления, а также нескольких контроллеров. Эти датчики предназначены для взаимодействия с блоком. Роботизированная КПП принципиально отличается от традиционной автоматической коробки и вариаторных трансмиссий.

Коробки передач робот, как и механические, оснащаются сцеплением. В таких типах агрегатов не применяются трансмиссионные масла ATF.

В зависимости от производителя автомобиля, роботизированная трансмиссия может оснащаться одним либо двумя сцеплениями:

• если сцепление одно, то это однодисковый агрегат;
• если два, то трансмиссия считается преселективной.

Основные компоненты устройства роботизированного агрегата:

1. Сама КПП.
2. Актуаторы или сервоприводы. Предназначены для выжима сцепления и активации скоростей.
3. Управляющий модуль, являющийся микропроцессорным блоком. Используется для обработки и передачи команд.
4. Внешние контроллеры. Количество датчиков может отличаться в зависимости от производителя машины.

КПП

Подробнее с устройством роботизированного агрегата рекомендуем разобраться на примере шестиступенчатой коробки, оснащенной двумя сцеплениями. Агрегат выполнен в виде механической КПП, но оборудуется двумя ведущими шкивами. Один из этих элементов устанавливается внутри другого. Внешний шкив обладает внутренней полостью, в которую устанавливается внутренний компонент. На внешнем шкиве располагаются шестеренки привода второй, четвертой и шестой скоростей, а на внутреннем — шестерни первой, третьей, пятой и задней передачи.

Каждый вал роботизированной коробки передач оборудуется отдельным сцеплением.

Актуаторы или сервоприводы

Актуаторные устройства могут быть электрическими либо гидравлическими. Электрический тип элементов выполнен в виде электрического моторчика с редукторным устройством, а гидравлический считается гидроцилиндром. Шток последнего связывается с синхронизаторным устройством. Основное предназначение актуаторных элементов заключается в механическом перемещении синхронизаторных составляющих, а также активации и деактивации сцепления.

Управляющий модуль

Управляющий модуль — микропроцессорный блок, на который установлены внешние контроллеры. Эти датчики задействованы в электронной системе управления мотором машины. Датчик трансмиссии взаимодействует с контроллерами от силового агрегата и прочих систем, к примеру, ABS. Управляющий модуль может быть совмещен с микропроцессорным блоком управления ДВС, но трансмиссия будет функционировать по своему алгоритму.

Канал Carvizor подробно рассказал об устройстве и конструктивных особенностях РКПП.

Особенности роботизированной КПП

Электрический привод сцепления функционирует за счет электромотора, а также механической скорости. Работа гидравлического привода основана на специальных цилиндрических устройствах, управление которыми осуществляется посредством электромагнитного клапана. Иногда роботизированный агрегат может быть дополнен электромотором, использующимся для перемещения цилиндрических элементов и рассчитанного на поддержку функционирования гидромеханического модуля. Это устройство, оснащенное приводом, характеризуется долгим переключением скорости, которая может составить до половины секунды.

Если сравнить с гидравлическим устройством, то для работы агрегата не требуется постоянная поддержка нужного уровня давления. В некоторых моделях Опель гидравлические агрегаты характеризуются быстрым циклом переключения скорости, обеспечивающего переключение за 0,06 сек. Но такие роботы обычно устанавливаются на спорткары.

АКПП — что это такое

Классическая автоматическая передача представляет собой довольно сложный комплекс из двух устройств. Ответить на вопрос:  «Что это такое АКПП?» возможно только разобравшись в ее конструкции.

Автоматическая передача состоит из трех основных частей:

• Гидротрансформатора, который принимает крутящий момент от силового агрегата и передает его на следующий непосредственно за ним механизм.
• Собственно коробки перемены передач планетарного типа — данное устройство преобразует усилие и осуществляет привод колес через главный редуктор.
• Устройства управления, состоящего из некоторого количества золотников, регулирующего потоки масла к исполнительным механизмам.

По аналогии с механической трансмиссией гидротрансформатор АКПП играет роль сцепления — он установлен между двигателем и планетарным механизмом. Его устройство значительно более сложное и допускает проскальзывание передачи во время начала движения и торможения. На большинстве современных АКПП гидротрансформатор блокируется при высоких оборотах двигателя.

Видео компании Тойота поясняет принцип работы гидротрансформатора и других элементов АКПП:

Планетарная коробка соответствует по назначению своему механическому аналогу. Разница состоит в том, что в автомате переключения производятся сервоприводами, а на механике – вручную.

Фактически управление работой АКПП осуществляется при помощи двух педалей: акселератора и тормоза. При этом нажатие на «газ» не приводит к увеличению частоты оборотов двигателя, а влияет непосредственно на скорость движения.

Устройство узлов и механизмов

Конструкции отдельных элементов могут различаться. Рассмотрим только один из наиболее часто встречающихся вариантов — гидротрансформатор. Он имеет в своем составе:

• турбонасос;
• турбину;
• статор.

Корпус данного устройства жестко устанавливается на маховике, чем по аналогии оно сходно с корзиной механического сцепления.

Статоры бывают двух видов: неподвижные по отношению к блоку двигателя или стопорящиеся при помощи ленточного тормоза. Такая конструкция позволяет обеспечивать оптимальное использование крутящего момента, особенно на малых оборотах. Корпус гидротрансформатора заполнен вязким маслом.

Планетарная коробка или редуктор представляет собой целый набор механизмов в ее состав входят:

• эпицикл — большая шестерня с обращенными внутрь зубьями;
• малая солнечная шестерня;
• водило с шестернями сателлитами.

Видео — принцип работы планетарного ряда автоматической коробки передач:

Один из вышеперечисленных узлов зафиксирован неподвижно по отношению к картеру коробки. Сателлиты находятся одновременно в зацеплении, как эпицикла, так и малой солнечной шестерни. Помимо названных узлов в состав коробки входят фрикционные муфты, которые, в свою очередь, состоят из двух элементов: хаба – ступицы и барабана.

Между ними находится комплект из чередующихся стальных и пластиковых фрикционных дисков и кольцеобразного поршня, управляющего их работой. В планетарной КП имеется также обгонная муфта, ее конструкция может быть разной. Она устроена таким образом, что способна вращаться достаточно свободно в одну сторону и заклинивает при изменении направления.

Устройство АКПП, помимо названных выше узлов, имеет еще и механизм управления, принцип работы которого зависит от типа исполнительных механизмов.

В современных АКП золотники гидроприводов перемещаются под воздействием соленоидов, напряжение на которые поддается от электронного блока управления. В классическом варианте управление осуществляется с учетом положения педали акселератора и регулятора давления масла центробежного типа установленного на выходном валу коробки.

Водитель выбирает режим работы АКП при помощи селектора, в большинстве современных автомобилей он устанавливается на центральной консоли. Управление может быть продублировано кнопками на рулевом колесе.

Планетарный ряд

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

Каждая планетарная передача состоит из:

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

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

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

Преимущества АКПП

Рассмотрим основные плюсы данной трансмиссии. Почему она стала так популярна? В первую очередь АКПП актуальна своей простотой использования. Так, этой коробкой гораздо проще научиться управлять (как именно водить автомобиль с автоматической коробкой передач, рассмотрим немного позже)

Водитель может полностью сконцентрировать свое внимание на дорожной обстановке, не думая о сцеплении и о том, какую скорость нужно включить. Все происходит в автоматическом режиме

Особенно удобно использовать автомобиль с автоматической коробкой передач в крупных городах, где возможны частые пробки. Водитель намного меньше устает, так как нет необходимости «играть» сцеплением.

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

Как эксплуатировать АКПП в зимнее время?

В холодное время года проблемы с автомобилями на коробке автомат возникают в несколько раз чаще. Чтобы сохранить ресурс агрегата, зимой надо придерживаться таких рекомендаций:

После запуска мотора в течение нескольких минут стоит прогреть коробку. Для эффективной работы стоит нажать на педаль тормоза и переключать постепенно все режимы. Так трансмиссионное масло прогреется лучше.
В течение первых 5-10 минут езды нельзя резко разгоняться на высоких оборотах и допускать пробуксовывания.
Выезжая со снега или гололёда стоит выбирать пониженную передачу, стараясь поочерёдно использовать обе педали.
Раскачиваться запрещено, это действие выведет гидравлический трансформатор из строя.
На скользком спуске для обеспечения торможения надо использовать соответствующую педаль

Полуавтоматический режим недопустим, его применение способно стать причиной аварии.
Для осторожного выхода из заноса используют нейтральный режим и аккуратно стабилизируют положение колёс ТС.
На обледенелых подъёмах не следует буксовать и резко жать на газ.

Эксплуатация усложняется в холодное время года. Независимо от типа коробки передач, главное качественно прогреть масло перед пуском двигателя. Если проигнорировать этот нюанс, из строя может выйти сам двигатель. Ремонт его будет дорогостоящим и придётся обращаться в сервис.

Сравнение двух КПП: чем отличается робот от автомата

Таблица ниже показывает различия между коробками робот и автомат.

Теперь начинающему автовладельцу будет легче выбирать между этими двумя видами автоматической трансмиссии. В следующем блоке приведены некоторые советы от опытных автовладельцев и механиков по выбору того или иного устройства, если автолюбитель уже сделал шаг в сторону одного из типов.

Неисправности роботизированной КПП

Все неисправности роботизированной трансмиссии делятся на два вида:

• проблемы, связанные с электроникой;
• механические поломки.

Различного рода поломки обычно сопровождаются характерными признаками:

• на панели приборов автомобиля загорается лампа, фиксирующая неисправность в КПП;
• начинает буксовать сцепление;
• машина двигается с рывками;
• во время движения возникают различные шумы;
• при увеличении оборотов двигателя автомобиль не набирает скорость.

Поломки в механической части коробки-робота случаются такие же, что и в МКПП:

• ломаются зубья шестерен;
• изнашиваются вилки переключения передач;
• начинают шуметь подшипники.

В электронике РКПП все неисправности можно разделить на три основных вида:

• нарушения режим работы блока управления;
• выход из строя электроприводов;
• отказ датчиков.

На роботизированных коробках устанавливается два типа сцепления – «сухое» и «мокрое».

Первый вид работает как обычное сцепление, но испытывает больше нагрузок, «мокрый» тип «купается» в масле.

В процессе эксплуатации в масло попадает различный мусор, образующиеся вследствие износа фрикционов, забивается фильтр, и соленоиды выходят из строя.

«Сухое» сцепление из-за повышенных нагрузок нередко перегревается, и поломка может случиться достаточно рано.