Коробка Автомат Устройство

Принцип работы и устройство гидромеханической коробки передач.

Мы давно привыкли к гидромеханическим «автоматам». Привычно поругиваем их за «задумчивость», за растянутые переключения. Но помним ли мы, что каждый «автомат» — это произведение инженерного искусства? Только взгляните на хитросплетения каналов гидроблоков управления, оцените качество литья и обработки поверхностей, сложность кинематических схем!

«Автомат» в автомобиле — это государство в государстве. Со своей логикой, со своими законами.

Владимир ЕРЕМКИН

Первый шаг на пути к созданию гидромеханического «автомата» был сделан в 1903 году немецким профессором Феттингером. Он изобрел гидродинамическую передачу. Самый простой ее вариант — гидромуфта — имеет два лопастных колеса в замкнутом тороидальном объеме, заполненном рабочей жидкостью. Ведущее, или насосное, колесо приводится двигателем. Ведомое, или турбинное, связано с нагрузкой. Механической связи внутри гидромуфты нет, но кинетическую энергию от насосного колеса к турбинному передает жидкость — отброшенная лопатками насоса, она попадает на лопатки турбины и тут же возвращается обратно. И несмотря на то, что крутящий момент на турбинном колесе почти равен моменту на насосном, они могут вращаться с разной частотой.

Феттингер создавал гидромуфту для того, чтобы таким образом «развязать» судовой двигатель с гребным винтом. А нельзя ли использовать замечательные свойства гидромуфты в автомобиле? Можно, но только для смягчения рывков при трогании и при переключениях. Например, именно с этой целью гидромуфта устанавливалась перед обычной механической трехступенчатой коробкой передач в отечественном лимузине ЗИМ ГАЗ-12. Применение в автомобильных трансмиссиях нашел агрегат под названием «гидродинамический трансформатор крутящего момента». В отличие от гидромуфты, внутри гидротрансформатора уже не два, а три рабочих колеса. Третье — так называемый реактор. Это неподвижное колесо, расположенное между турбиной и насосом. В самом начале разгона, когда насосное колесо вращается существенно быстрее турбинного, неподвижные лопатки реактора «подкручивают» поток масла, позволяя гидротрансформатору плавно и бесступенчато увеличивать крутящий момент на выходе. Естественно, сохраняя неизменными обороты и крутящий момент двигателя.

Правда, когда турбинное колесо раскручивается до оборотов насосного (например, если автомобиль уже набрал скорость), неподвижный реактор создает бесполезное сопротивление — по сравнению с гидромуфтой КПД передачи снижается на несколько процентов. Поэтому автомобильные инженеры пошли на хитрость — они установили реакторное колесо на муфте свободного хода. В момент трогания с места или движения в сложных условиях муфта блокируется, а после разгона — расклинивается, и реактор начинает вращаться вместе с насосом и турбиной. То есть гидротрансформатор превращается в обычную гидромуфту, что позволяет снизить потери.

Но гидротрансформатор не способен в одиночку обеспечить автомобилю необходимый диапазон изменения передаточных чисел. Пробовали ставить два трансформатора друг за другом, но потери в такой конфигурации получались слишком велики. Так что, как ни крути, а без механики гидравлике никак не обойтись — после гидротрансформатора начали устанавливать коробку передач. Как правило, планетарную — в ней переключения осуществляются путем блокировки элементов передачи между собой или на корпус коробки при помощи тормозов и фрикционных муфт с гидроприводом. Такое решение позволяет переключать передачи без участия водителя, не разрывая поток мощности через коробку при переключениях. А заведует переключениями сложная гидросистема — мощный насос с приводом от коленвала двигателя и гидроблок управления, направляющий жидкость (кстати, ту же, что используется в гидротрансформаторе) в силовые цилиндры муфт сцепления и тормозов, которые включают необходимую в данный момент передачу. На старых «автоматах» доэлектронной эры информация о необходимости переключения поступала только по двум каналам — это присоединенный к выходному валу коробки центробежный регулятор, который определял скорость автомобиля, и силовой регулятор, который по разрежению во впускном коллекторе или просто по положению дроссельной заслонки позволял оценить нагрузку на двигатель. Передачи включаются по достижении определенной скорости, значение которой корректируется в зависимости от нагрузки на двигатель. То есть, чем сильнее мы давим на педаль газа, тем позже коробка включит следующую передачу, позволив двигателю раскрутиться до больших оборотов и развить большую мощность.

Кстати, многие упрекают «автомат»: мол, недостаточно быстро включает передачи. Меж тем, конструкторы автоматических коробок с самого начала были озабочены как раз обратным — борьбой с излишне быстрым срабатыванием гидроприводов включения фрикционов! Ничего удивительного: представьте, что произойдет, если после открытия клапана масло хлынет в гидроцилиндр под давлением в десяток атмосфер, не встречая никакого сопротивления. Передача «защелкнется» мгновенно! Поэтому значительную часть гидроблока системы управления коробкой занимает так называемая система плавности включения: дроссели и гидроаккумуляторы, препятствующие слишком резкому нарастанию давления в силовых гидроцилиндрах. Кроме того, чтобы обеспечить плавное переключение передач, нельзя допускать даже кратковременного рассоединения трансмиссии — за это время двигатель успеет раскрутиться, и последующее включение произойдет с ударом. Поэтому включение следующей передачи в «автоматах» обычно производится до того, как выключается предыдущая. Это называется перекрытием передач. Его величину подбирают такой, чтобы, с одной стороны, передачи включались достаточно плавно и без рывков, а с другой — чтобы слишком большое перекрытие не привело к повышенному износу фрикционов.

Колыбелью гидромеханических «автоматов» стала богатая Америка — знаменитые коробки Hydrаmatic на автомобилях Оldsmobilе появились еще в 1940 году. А небогатой Европе в те годы было не до излишеств — «автоматы» были слишком дороги для большинства автомобилистов в Старом Свете, да и расход топлива по сравнению с «механикой» возрастал существенно. Ситуация изменилась в начале семидесятых, когда «автоматы» в Европе решил применять не только Mercedes-Benz, но и Opel, и Ford, и BMW. Производители коробок передач отреагировали моментально: Borg-Warner строит завод в английском Летчфорде, Ford — в Бордо, а GM — в Страсбурге. В Японии появилось сразу два новых производителя — Jatco и Aisin-Warner. А первенцем фирмы ZF, сегодняшнего законодателя «трансмиссионной» моды, стала автоматическая коробка модели 3НР-12 — которая копировала по конструкции одну из трансмиссий фирмы Borg-Warner. Коробка ZF собственной разработки появилась несколькими годами позже — это была поистине эпохальная модель 3НР-22, некоторые черты которой несут и самые современные трансмиссии фирмы.

Все «автоматы» той поры были трехступенчатыми и имели характерный общий признак. Дело в том, что планетарные передачи часто используют не по отдельности, а в виде так называемых рядов — особым образом объединенных групп, что позволяет получить в одном компактном и функционально законченном механизме сразу несколько ступеней. Так и в конструкции большинства новых европейских коробок (важная деталь — все они предназначались для заднеприводных автомобилей) применили ряд Симпсона — по сути дела, две простые планетарные передачи c общей солнечной шестерней, «корона» одной из которых объединена с водилом другой. А позже, на «автоматах» для переднеприводных автомобилей, получил распространение так называемый ряд Равинье, который в несколько измененном виде был использован в трансмиссии GM 3OHV начала 70-х. (Ряд Равинье более компактен и позволяет получить четыре передачи, но не столь надежен, как ряд Симпсона.)

Топливный кризис конца 70-х заставил разработчиков «автоматов» оперативно искать пути снижения расхода топлива. Гидротрансформаторы стали делать блокируемыми — после разгона на высшей передаче насосное и турбинное колеса жестко соединялись фрикционной муфтой, напоминающей по конструкции обыкновенное сцепление. Позже, в конце 80-х, блокировку гидротрансформатора начали применять и на передачах пониже — на всех, кроме первой. Конец восьмидесятых ознаменовался повсеместным внедрением электроники. В «автоматах» она позволяет гораздо точнее выдерживать заданные моменты переключений (с точностью до 1% вместо прежних 5—8%) и лучше управлять блокировкой гидротрансформатора. Кроме того, появилась дополнительная возможность: по характеру изменения скорости при данной нагрузке на двигатель компьютер может легко вычислить массу автомобиля и ввести соответствующие поправки в алгоритм переключения — попозже включать повышенные передачи на полностью загруженном автомобиле.

Но важнее другое. Электронное управление предоставило колоссальные возможности для самодиагностики «автомата». Это важно не только для того, чтобы «запомнить» неисправности коробки для последующей диагностики при ремонте. Электроника, например, помогает «автомату» корректировать ход внутренних процессов в зависимости от многих условий — от температуры, от степени износа. Ведь в процессе эксплуатации фрикционные диски изнашиваются и становятся тоньше, а масло изменяет свою вязкость из-за нагрева. Кроме того, компьютер может постоянно отслеживать, к примеру, длительность каждого перекрытия передач — и при необходимости оперативно вносить коррективы. Именно самодиагностика вместе с применением синтетических рабочих жидкостей позволили создателям современных «автоматов» гарантировать их правильную работу в течение трехсот и более тысяч километров пробега без смены масла. Однако электронное управление, в принципе, не изменило закон управления трансмиссией: передачи, как и прежде, включаются в зависимости от скорости и нагрузки на двигатель. И многое, как и прежде, зависит от тщательного подбора настроек системы управления, динамики процесса переключения, а также тщательного согласования их с характеристикой двигателя. Именно от этого в первую очередь зависит «характер» трансмиссии и всего автомобиля. Скажем, многие автомобили BMW и Audi имеют одинаковые на «железном» уровне коробки одной и той же фирмы ZF, но как же по-разному они работают! Однако куда сложнее достичь гармонии с характером водителя, да еще во всех без исключения дорожных ситуациях. Так что, несмотря на нынешние адаптивные программы переключения передач, «автомат» по-прежнему остается автоматом. С ограниченным набором алгоритмов. А у человека их — бесчисленное множество. Ведь жизнь редко укладывается в категории «зима—экономия—спорт».

Благодарим за помощь, оказанную в подготовке материала, Виктора Ефимовича Раскина — технического директора Центра автоматических трансмиссий МАИ, а также весь коллектив Центра.

коробка автомат устройство

Принцип работы гидротрансформатора

Каким образом неподвижное колесо реактора способно увеличить крутящий момент на выходе гидротрансформатора? Не вдаваясь в тонкости гидродинамики, это можно пояснить так. Когда масло, отработав свое на лопатках турбины (ведомое колесо), попадает обратно на насосное колесо, на пути оно встречает неподвижные лопатки реактора, которые отбрасывают поток на лопатки насосного колеса уже под другим углом. «Полезная энергия» потока растет — а с ней и крутящий момент. Но рост сопротивления потоку вызывает увеличение гидравлических потерь. Поэтому с ростом скорости автомобиля (а значит, и частоты вращения турбинного колеса) колесо реактора растормаживается, и гидротрансформатор переходит в режим гидромуфты.

Соотношение крутящих моментов на входе и на выходе в обоих режимах на рисунке отражено весом гирек, «подвешенных» к насосному и к турбинному колесам.

Авторевю №8, 2002

коробка автомат устройство

Это - пятиступенчатая коробка ZF 5HP-24, которая устанавливается на BMW седьмой серии предыдущего поколения и на Jaguar XJ

Автоматическая коробка передач

Автоматическая коробка передач (сокращенное название АКПП, обиходное название – коробка-автомат) является самым распространенным устройством изменения крутящего момента, применяемым в автоматической трансмиссии автомобиля. Традиционно автоматической называют гидромеханическую коробку передач .

Автоматическая коробка передач состоит из гидротрансформатора, механической коробки передач и системы управления. На коробках-автоматах, устанавливаемых на переднеприводные легковые автомобили, в конструкцию включены главная передача и дифференциал .

Гидротрансформатор предназначен для передачи и изменения крутящего момента от двигателя к механической коробке передач, а также уменьшения вибраций. Конструкция гидротрансформатора включает насосное, турбинное и реакторное колеса, блокировочную муфту, муфту свободного хода. Гидротрансформатор помещен в собственный корпус.

коробка автомат устройство

Насосное колесо соединено с коленчатым валом двигателя. Турбинное колесо связано с механической коробкой передач. Между насосным и турбинным колесами располагается неподвижное реакторное колесо. Все колеса гидротрансформатора оснащены лопастями определенной формы, между которыми предусмотрены каналы для прохода рабочей жидкости.

Блокировочная муфта служит для блокировки гидротрансформатора в определенных режимах работы автомобиля. Муфта свободного хода (другое название - обгонная муфта) обеспечивает вращение жестко закрепленного реакторного колеса в противоположную сторону.

Все конструктивные элементы гидротрансформатора расположены в корпусе, который заполнен специальной рабочей жидкостью ATF (Automatic Transmissions Fluid).

Работа гидротрансформатора осуществляется по замкнутому циклу. От насосного колеса поток жидкости передается на турбинное колесо, далее на реакторное колесо. За счет конструкции лопастей реактора скорость потока усиливается. Поток направляется на насосное колесо и заставляет его вращаться быстрее, тем самым увеличивается величина крутящего момента. Максимальную величину крутящего момента гидротрансформатор развивает на минимальной скорости.

С увеличением частоты вращения коленчатого вала двигателя, угловые скорости насосного и турбинного колес выравниваются, а поток жидкости меняет свое направление. При этом срабатывает муфта свободного хода и реакторное колесо начинает вращаться. Гидротрансформатор работает в режиме гидромуфты (передает только крутящий момент).

C дальнейшим ростом скорости происходит блокировка гидротрансформатора, при которой замыкается блокирующая муфта, и передача крутящего момента от двигателя к механической коробке передач происходит напрямую. Гидротрансформатор блокируется практически на всех передачах.

В современных автоматических коробках режим с проскальзывающей муфтой блокировки гидротрансформатора, который предшествует полной блокировке. Режим реализуется при определенных условиях (скорость, нагрузка) во время разгона автомобиля и позволяет снизить расход топлива, обеспечить комфорт при переключении передач.

коробка автомат устройство

Механическая коробка передач в составе АКПП служит для ступенчатого изменения крутящего момента, а также обеспечивает движение автомобиля задним ходом. На автоматических коробках, как правило, применяются планетарные редукторы, отличающиеся компактностью и возможностью соосной работы. Механическая коробка передач состоит из нескольких (обычно двух) планетарных редукторов, соединенных последовательно для совместной работы. Объединение планетарных редукторов позволяет обеспечить необходимое число ступеней работы. Современные автоматические коробки выполняются шестиступенчатыми, семиступенчатыми, восьмиступенчатыми (Audi, Bentley, BMW, Chrysler, Jaguar, Lexus) и даже девятиступенчатыми (Mercedes, Land Rover).

Планетарный редуктор в коробке передач состоит из нескольких последовательных планетарных передач, образующих планетарный ряд. Каждая планетарная передача включает солнечную шестерню, сателлиты, коронную шестерню и водило.

Изменение крутящего момента и передача вращения производится при условии блокировки одного или двух элементов планетарного ряда (солнечной шестерни, коронной шестерни, водила). Блокировка коронной шестерни планетарного ряда приводит к увеличению передаточного отношения. Неподвижная солнечная шестерня, наоборот, уменьшает передаточное отношение. Блокировка водило приводит к смене направления вращения.

Блокировку осуществляют соответствующие фрикционные муфты и тормоза (обходное название - фрикционы). Муфта блокирует элементы планетарного ряда между собой. Тормоз удерживает конкретные элементы редуктора за счет соединения с корпусом коробки. В различных конструкциях АКПП используются многодисковые или ленточные тормоза.

Муфты и тормоза замыкаются с помощью гидроцилиндров, которые управляются из распределительного модуля. В конструкции коробки может применяться обгонная муфта, которая удерживает водило от вращения в противоположную сторону.

Таким образом, механизмами переключения передач в автоматической коробке являются фрикционные муфты и тормоза. Работа АКПП заключается в выполнении определенного алгоритма включения и выключения муфт и тормозов.

На современных автоматических коробках передач применяется электронная система управления. которая включает входные датчики, электронный блок управления, распределительный модуль и рычаг селектора.

В системе используются следующие датчики: частоты вращения на входе коробки передач, частоты вращения на выходе коробки передач, температуры рабочей жидкости, положения рычага селектора, положения педали акселератора .

Электронный блок управления коробкой передач обрабатывает сигналы датчиков и формирует управляющие сигналы на исполнительные устройства распределительного модуля. В своей работе электронный блок реализует т.н. программу «нечеткой логики» (fuzzy logic), предусматривающую гибкий алгоритм определения точек перехода на высшую или низшую передачу. Блок управления коробкой передач взаимодействуют с системой управления двигателем .

Распределительный модуль (другое наименование - гидравлический блок) управляет потоками рабочей жидкости и обеспечивает срабатывание фрикционных муфт и тормозов. Он состоит из электромагнитных клапанов и золотников-распределителей с механическим приводом, соединенных каналами и помещенных в алюминиевый корпус.

Электромагнитные клапаны (не очень корректное обиходное название - соленоиды) используются для управления переключением передач (двухпозиционные клапаны) и регулирования давления жидкости (клапаны с широтно-импульсной модуляцией). Работой электромагнитных клапанов руководит электронный блок управления коробкой передач. Золотники-распределители обеспечивают выбор режимов работы и приводятся в действие от рычага селектора.

Циркуляцию рабочей жидкости в автоматической коробке передач осуществляет шестеренный насос с внутренним зацеплением шестерен или лопастной насос. Насос приводится в действие от ступицы гидротрансформатора. Насос составляет основу гидравлической системы коробки передач, в которую кроме него входит гидравлический блок, гидроцилиндры привода муфт и тормозов, трубопроводы.

Охлаждение рабочей жидкости в АКПП производит соответствующая система. Рабочая жидкость может охлаждаться в охладителе (теплообменнике), включенном в систему охлаждения двигателя. Ряд конструкций коробок имеет отдельный радиатор рабочей жидкости.

Непосредственное управление АКПП осуществляется рычагом селектора. Выбор нужного режима работы коробки производится перемещением рычага в определенное положение:

  • Р – режим парковки;
  • R – режим заднего хода;
  • N – нейтральный режим;
  • D – движение вперед в режиме автоматического переключения передач;
  • S – спортивный режим.

На отдельных коробках реализуется т.н. режим «кик-даун» (kick-down), предполагающий резкое ускорение автомобиля путем переключения на пониженную передачу. Необходимость ускорения определяется с помощью датчика положения педали газа.

Некоторые модели автоматических коробок оборудуются функцией ручного переключения передач, т.н. функция Типтроник (Tiptronic) .

Как устроена коробка передач

коробка автомат устройство

АКПП значительно упростила жизнь водителям

Если говорить хрестоматийно, то автоматическая коробка передач, или АКПП – это разновидность трансмиссии, которая обеспечивает автоматический (иными словами, без вмешательства водителя) выбор передаточного числа, соответствующего сложившимся условиям движения. Главное отличие «автомата» от МКПП заключается в том, что водитель может значительно облегчить жизнь своей правой руке. С точки зрения конструкции АКПП отличается и действием ее механической части – имеется в виду использование гидромеханического привода и планетарных механизмов. Именно потому профессионалы всегда говорят «автоматическая трансмиссия», это термин более точно передает ее суть, чем определение «автоматическая коробка переключения передач».

«Автоматический» экскурс в историю

Ремонт "автомата" лучше всего доверять профессионалам

Режимы работы «автомата»

С конца 50-х годов прошлого столетия практически у каждой автоматической коробки переключения передач есть стандартный набор режимов работы, которые обозначены латинскими буквами на рычаге переключения:

? «N » (от англ. «neutral») – режим нейтральной передачи, который, как правило, используется во время буксировки или при стоянке на короткое время (в отечественном варианте – «Н»);

? «D » (от англ. «drive») – режим движения вперед, когда задействованы все ступени, или же все, кроме тех, которые повышают передачи (в отечественном варианте – «Д»);

? «R » (от англ. «reverse») – режим заднего хода, который ни при каких обстоятельствах нельзя включать до того момента, пока автомобиль полностью не остановился (в отечественном варианте – «Зх»);

? «L » (от англ. «low») – режим пониженной передачи, используемый для «тихого хода» (в отечественном варианте – «ПП» или «Тх»);

? «Р » (от англ. «park») – режим парковочной блокировки ведущих колес (данная система блокировки не связана со стояночным тормозом и находится непосредственно внутри АКП).

Автопроизводители еще с середины ХХ века начали использовать строгую последовательность режимов работы «автомата» – P-R-N-D-L .

коробка автомат устройство

Стандартная раскладка режимов "автомата"

Кроме основных режимов, нередко встречаются и дополнительные:

? «O/D » (от англ. «overdrive») – режим движения, предусматривающий возможность перехода на повышающую передачу в автоматическом режиме (этот режим очень удобен для того, чтобы движение по трассе было равномерным);

? «S » (используется также цифра «2») – режим пониженных передач или «зимний режим»;

? «L » (используется также цифра «1») – режим пониженных передач, при включении которого работает только первая передача.

коробка автомат устройство

Тут вам и коробка, и автомат)))

Автоматическая коробка переключения передач

Автоматическая коробка переключения передач состоит из 2-х агрегатов: сама АКПП 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.

коробка автомат устройство

Полезная энергия расходуется на перелопачивание (и нагрев) масла гидротрансформатором. Также немало энергии «сёъедает» насос, который создаёт рабочее давление в управляющих магистралях. Отсюда более низкий КПД. Именно по этой причине механические роботизированные коробки и вариаторы более предпочтительны.

коробка автомат устройство

Гидротрансформатор является идеальным демпфером крутильных колебаний и способен гасить сильные толчки, которые передаются от двигателя на трансмиссию и наоборот. Это, кстати, очень благоприятно сказывается на ресурсе двигателя, трансмиссии и ходовой части. Он не позволяет завести автомобиль с «толкача».

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.

Схема устройства гидротрансформатора

коробка автомат устройство

коробка автомат устройство

Масло в гидротрансформаторе двигается по такой вот замысловатой траектории. Чтобы увеличить скорость и повысить крутящий момент на турбинном колесе, реактор блокируется. Правда, при этом КПД передачи несколько снижается.

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.

коробка автомат устройство

Выше на картинке: гидротрансформатор компании ZF и многодисковое сцепление Sachs, блокирующее насосное и турбинное колёса.

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 полтора-два 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 (т.е. 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 задний ход. Те коробки, которые работают в паре с гидротрансформаторами, обычно включают в себя ряд планетарных передач и имеют много общего с привычными МКПП .

коробка автомат устройство

Когда передача работает в режиме повышения частоты, двигатель вращает водило. Выходной вал передачи при этом соединён с солнечной шестернёй, в это время кольцевая шестерня зафиксирована.

Если кольцевую шестерню отпустить и в это время при помощи фрикциона её зафиксировать относительно водила, передача получится прямой.

Передача получается понижающей в том случае, когда движок приводит в действие солнечную шестерню, и при этом водило зафиксировано. Мощность при этом снимается с кольцевой шестерни.

В механической коробке шестерни находятся в постоянном зацеплении, при этом ведомые — 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. Но планетарные передачи (или редукторы) имеют некоторые интересные особенности. Они включают в себя несколько элементов: водило, сателлиты, солнечную и кольцевую шестерни.

коробка автомат устройство

На картинке выше: планетарная передача.

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.

коробка автомат устройство

Пакеты фрикционов состоят из нескольких колец — неподвижных и подвижных. Они свободно вращаются друг относительно друга до тех пор, пока не возникнет необходимость включить передачу. Гидравлический толкатель зажмёт фрикционы тогда, когда в соответствующей магистрали будет создано рабочее давление. Подвижные элементы фрикциона, жёстко связанные, например, с водилом планетарной передачи, будут застопорены, водило остановится, передача включится.

Партнерская организация осуществляет выкуп неисправных акпп с выездом к клиенту.

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.

коробка автомат устройство

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 (профессиональный ремонт блоков управления акпп ). Благодаря ей возможно реализовывать различные алгоритмы работы коробки — режим резкого ускорения, спортивный, экономичный, зимний и т.д.

Одна из последних разработок фирмы ZF — восьмиступенчатая гидромеханическая коробка передач. Как сообщают сами создатели, коробка позволяет экономить до 6% топлива по сравнению с аналогичными шестиступенчатым «автоматом» и 14% по сравнению с пятиступенчатым. Всё логично, большое количество передач позволяет увеличить время, при котором двигатель работает в наиболее «эффективном» режиме и удельный расход топлива минимален.

коробка автомат устройство

В спортивном режиме, например, тяга двигателя используется на все 100%. 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.

Управляющие клапаны гидравлического блока управления (оказываем услугу ремонт гидроблоков )

коробка автомат устройство

На большинстве современных автомобилей с автоматической кпп 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. 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. Производители называют эти системы по-разному - Autostick. Steptronic. Tiptronic .

Оставьте комментарий!

Комментарий будет опубликован после проверки

Выберите человечка с поднятой рукой!

При нажатии на картинку, Ваш комментарий будет добавлен.