Как проверить распредвал са­мос­то­я­тель­но

Как сделать развал-схождение сво­и­ми руками

Как выбрать детское автокресло

Холодный пуск двигателя лег­ко­во­го ав­то­мо­би­ля

"Прикурить" аккумулятор лег­ко­во­го ав­то­мо­би­ля

Подготовка лег­ко­во­го ав­то­мо­би­ля к зиме

Зарядное устройство для ак­ку­му­ля­то­ра ав­то­мо­би­ля

Замена колеса на автомобиле

Экономия топлива на ав­то­мо­би­ле

Давление в шинах ав­то­мо­би­ля

Бесконтактная мойка ав­то­мо­би­ля

Что такое иммобилайзер в ав­то­мо­би­ле?

Защита лакокрасочного пок­ры­тия ав­то­мо­би­ля

Полировка автомобиля своими ру­ка­ми

Можно ли смешивать масла раз­ных производителей?


Автоматическая коробка передач автомобиля (АКПП)

Коробка передач (трансмиссия автомобиля) – устройство, передающее вращающий момент двигателя на колеса автомобиля. Современные автомобили комплектуют двумя видами трансмиссии – автоматической коробкой переключения передач (АКПП) и ме­ха­ни­чес­кой (МКПП). В то же время, КПП различаются по видам. Так как эта статья посвящена автоматической коробке передач автомобиля, именно на ней подробнее и остановимся.

Автоматическая коробка передач автомобиля

Модернизация эксплуатационных свойств современного транспортного средства привела к серьезному усложнению его конструкции. А монтаж автоматической трансмиссии на автомобили позволил значительно уменьшить объем нагрузки, возлагаемой в процессе движения на водителя, что также положительно отразилось на скоростных качествах автомобиля, силовом агрегате ( см. устройство двигателя автомобиля ) и ходовой части. Простота и надежность эксплуатации определили дальнейшее широкое применение данного изобретения. Сегодня автоматические трансмиссии используются на пол­но­при­вод­ных, легковых и даже на грузовых автомобилях. Эксплуатируя транспортное средство, оснащенное ручным управлением, для поддержания желаемой скорости водителю при­хо­дит­ся часто использовать рычаг переключения передач.

В связи с этим ему необходимо постоянно контролировать нагрузку силового агрегата и текущую скорость автомобиля. Использование трансмиссии автоматического типа исключает необходимость управления переключающим рычагом постоянно. Изменение скорости осуществляется в автоматическом режиме в зависимости от нагрузки мотора, скорости перемещения автомобиля и желания водителя. Таким образом, по сравнению с ручной (механической) коробкой передач автомобиля, трансмиссия автоматического типа имеет следующие плюсы:

  • Увеличивает комфортность управления автомобилем за счет освобождения водителя от постоянных контрольных функций;
  • Плавно и в автоматическом режиме выполняются переключения, согласовывая наг­руз­ку силового агрегата, степень нажатия на педаль газа, скорость движения ав­то­мо­би­ля;
  • Предохраняет ходовую часть и двигатель автомобиля от различных перегрузок;
  • Возможно как ручное, так и автоматическое переключение передач.

Всё разнообразие трансмиссий автоматического типа, используемых в наше время, можно условно разделить на две категории. Главное отличие этих типов друг от друга заключается в системах управления и контроля над применением трансмиссии автомобиля. Первому типу свойственно то, что функции контроля и управления осуществляются специальным гидравлическим механизмом. Во втором типе эти функции выполняются электронным устройством. Узлы и составные части трансмиссий автоматического типа обоих категорий почти одинаковы. Имеются небольшие отличия в устройстве и компоновке трансмиссии автоматического типа заднеприводного и переднеприводного автомобиля. Трансмиссия автоматического типа для автомобилей с системой переднего привода более компактна и внутри своего корпуса имеет отсек главной передачи – дифференциал ( см. дифференциал заднего моста ). Невзирая на такие отличия, принцип действия и основные функции всех автоматических трансмиссий одинаковы. Для обеспечения движения, а также для выполнения остальных функций трансмиссия автоматического типа должна оснащаться следующими узлами: гидротрансформатором, специальным механизмом, позволяющим выбрать режим движения, узлом управления и контроля, коробкой передач.

Принцип работы АКПП

Если рассмотреть принцип работы АКПП, то можно выделить ряд существенных моментов. Появление автоматической коробки передач автомобиля облегчило нагрузку на человека во время вождения, что впоследствии привело к улучшению ходовых ха­рак­те­рис­тик автомобиля. В случае если транспортное средство оборудовано механикой, водителю необходимо постоянно следить за работой двигателя и переключать передачи, в отличие от автоматической коробки передач автомобиля. Скорости переключаются автоматически, исходя из нагрузки на двигатель. Принцип работы АКПП изображен на рисунке ниже.

Принцип работы АКПП

В наши дни автоматическая коробка передач автомобиля устанавливается на все типы транспорта (легковые, грузовые, полноприводные) и обладает следующими пре­и­му­щест­ва­ми:

  • повышает комфорт езды – за счет «освобождения» водителя;
  • плавно переключает передачи – за счет согласования нагрузки, скорости, степени выжима педали акселерометра;
  • защитная функция – двигатель и ходовая не перегружаются.

Управление автоматической коробкой передач автомобиля состоит из группы золотников, которые распределяют масляные потоки к поршням фрикционных муфт и тормозных лент. При этом расположение самих золотников устанавливается механическим методом с помощью рукоятки селектора, либо за счет автоматики. Также автоматика управления автоматической трансмиссией бывает гидравлической или электронной.

От центробежного регулятора гидравлической автоматикой используется давление масла. В свою очередь, центробежный регулятор имеет соединение с выходным валом автоматической коробки передач автомобиля. Также гидравлика применяет давление масла при нажатии на педаль газа. Автомат при этом получает данные о положении педали газа, что и является основанием для переключения золотников.

В автоматике управления электронного типа применяются соленоиды, пе­ре­ме­ща­ю­щие золотники. Соленоидные кабели выходят к блоку управления автоматической коробкой передач автомобиля. Электронный БУ отвечает за перемещение соленоидов, которое также зависит от положения рукоятки селектора, от положения педали газа и скорости автомобиля.

Автомобили, оснащенные автоматической КПП, являются самым удобным видом транспорта. Но большинство водителей с иронией относятся к автоматической коробке передач автомобиля. Все зависит от привычки. Если водитель предпочитает чувствовать динамику движения и важность своего присутствия в ней, то автоматическая коробка передач автомобиля ему не подойдет. Выбор КПП – это индивидуальное дело каждого. Прежде чем вы начнете привыкать к автомобилю с АКПП, не лишним будет разобраться в нюансах использования автоматической коробки передач автомобиля. Вопрос касается некоторых особенностей, несоблюдение которых приведет к поломке АКПП. А ремонтные работы или замена АКПП – очень дорогое удовольствие.

Кроме принципа работы АКПП очень важным является рассмотрение правил использования автоматической коробки передач автомобиля.


Правила использования коробки передач автоматического типа


Управление «автоматом». Полный контроль электроникой все-таки требует соблюдение водителем правил переключения рычага селектора. Запуск мотора выполняется в положении «P» или же «N» и выжатой педалью тормоза. Изменение положения селектора для начала движения необходимо осуществлять при выжатой педали тормоза, нажатой кнопке блокировки селектора и отпущенной педали газа. При смене положения селектора запрещается использовать педаль газа.

Стоянка. После того, как автомобиль остановился, изначально нужно поставить стояночный (ручной) тормоз, а только после этого перемещать селектор в положение «стоянка». Все дело в том, что у автомобиля, ставшего с незначительным продольным наклоном, селектор поставить на «стоянку» можно, а вот снять потом может быть очень проблематично. Небольшое движение автомобиля назад и вперед может застопорить парковочное колесо автоматической КПП. Таким образом, сначала «ручник», а после этого, в качестве подстраховки – селектор на «стоянку».

Принцип «раскачки», к примеру, во время застревания в грязи или снегу для автомобиля с АКПП неприемлем. Из положения «D» в «R» или обратно необходимо переходить только после того, как автомобиль выполнит полную остановку. Пренебрежение данным правилом приведет к тому, что вы «порвете» КПП.

Движение в зимний сезон. Для езды в зимний период (снег, гололед) селектор имеет положения «W» и «1-3». Автомат, в случае попадания автомобильного колеса на скользкий лед, «думает», что автомобиль передвигается без загрузки и автоматически включает повышенную передачу, результат – клин дифференциала. Таким образом, строгое правило зимней езды на авто с автоматической КПП: селектор в положении «2», «3» или «W»; обязательно хороший зимний протектор или шипованная резина.

Езда с прицепом. Перед этим ознакомьтесь с руководством о пользовании АКПП. При езде с прицепом рукоятку селектора необходимо выставлять в положение «3», и скорость не должна быть выше 80 км/ч.

Буксировка автомобиля с автоматической КПП. В эксплуатационных правилах АКПП указывается, что перед процессом буксировки автомобиля с «автоматом» ее необходимо полностью наполнить маслом. Также при буксировке используется принцип 50х50 – не больше 50 км со скоростью не выше 50 км/ч.

Данное правило подходит не для каждого автомобиля. Например, у Honda данное правило звучит как «40х40». А вот автомобили марки Mercedes не рекомендуют буксировать ни при каких обстоятельствах, только при помощи эвакуатора.

Любителям агрессивной езды. Не рекомендуется пытаться выполнять различные «полицейские» развороты или начало движения с пробуксовкой с места. При одновременном нажатии педали тормоза и газа вся энергия, вырабатываемая силовым агрегатом, будет выделяться в трансмиссионное масло. В результате этого происходит перегрев ав­то­ма­ти­чес­кой КПП, давление падает, масло закипает, и в конечном итоге горит коробка.


Устройство АКПП

Кроме принципа работы АКПП очень важным является рассмотрение устройства АКПП. Все автоматические коробки передач автомобиля различаются устройством, берущим на себя функцию контроля и управления трансмиссии. В первом случае эти функции берет на себя гидравлическое устройство, во втором – электронное. Остальные узлы идентичны. Рассмотрим устройство АКПП.

Устройство АКПП

Основными составляющими устройства АКПП являются: гидротрансформатор, пла­не­тар­ный ряд, фрикцион, управляющее устройство и тормозная лента. Каждую из них рассмотрим отдельно.


Гидротрансформатор


Гидротрансформатор, который выполняет функции сцепления автомобиля (как на МКПП), однако, не требует вмешательства со стороны водителя. Осуществляет передачу крутящего момента от ДВС. Устанавливают его в кожух (между ДВС и КПП). Помимо передачи момента, «занимается» поглощением вибраций ДВС, запуском маслонасоса, который закачивает в гидротрансформатор трансмиссионное масло и нагнетает давление необходимое для корректной работы систем управления и контроля.

Устройство АКПП

Насосное колесо имеет соединение с коленчатым валом силового агрегата. Тур­бин­ное колесо связано с механической КПП. Между турбинным и насосным колесами находится неподвижное реакторное колесо. Каждое колесо гидротрансформатора оборудовано лопастями особой формы, между которыми находятся каналы для протекания рабочей жидкости.

Муфта (блокировочная) выполняет блокировку гидротрансформатора в оп­ре­де­лен­ных режимах рабочего процесса авто. Обгонная муфта (муфта свободного хода) обеспечивает вращение закрепленного реакторного колеса в обратную сторону. Все конструктивные составляющие гидротрансформатора находятся в корпусе, который заполнен рабочей жидкостью ATF.

Гидротрансформатор работает по замкнутому циклу. Поток жидкости от насосного колеса направляется к турбинному колесу, после этого на реакторное колесо. Благодаря специальной конструкции лопастей реактора скорость потока увеличивается. Поток передается на насосное колесо и усиливает его вращение, тем самым возрастает крутящий момент. Пик крутящего момента гидротрансформатор получает на минимальной скорости.

С возрастанием частоты вращения коленвала силового агрегата угловые скорости турбинного и насосного колес выравниваются, а поток жидкости изменяет свое направление. Также здесь срабатывает муфта свободного хода, и реакторное колесо приступает к своему вращению. Гидротрансформатор передает только крутящий момент (работает в режиме гидромуфты). С последующим увеличением скорости выполняется блокировка гид­ро­транс­фор­ма­то­ра, при которой происходит замыкание блокирующей муфты, и передача кру­тя­ще­го момента от силового агрегата к МКПП выполняется напрямую. Блокировка гид­ро­транс­фор­ма­то­ра происходит почти на всех передачах.

Сегодняшние автоматические коробки передач автомобиля оснащены режимом с проскальзывающей муфтой блокировки гидротрансформатора, предшествующей полной блокировке. Данный режим активируется при определенных условиях в процессе разгона автомобиля и способствует снижению топливного расхода, а также способствует более комфортному переключению передач.

Механическая КПП в составе автоматической коробки передач автомобиля предназначена для ступенчатой смены крутящего момента, а также для обеспечения передвижения автомобиля задним ходом. На АКПП, как правило, используются планетарные редукторы, которые отличаются возможностью соосной работы и своей компактностью. МКПП состоит из двух планетарных редукторов, которые имеют последовательное соединение для совместной работы. Соединение планетарных редукторов предоставляет необходимое количество ступеней работы. Современные автоматические коробки передач автомобиля выполняются 6-ступенчатыми, 7-ступенчатыми, 8-ступенчатыми и даже 9-ступенчатыми.


Планетарный ряд


Планетарный ряд – аналог валов в МКПП, состоит из системы шестерен. Будучи связанными механически между собой, они передают вращения входного вала на колеса автомобиля. Планетарный ряд участвует в увеличении крутящего момента, а также необходим для движения задним ходом. Используя только один вал, он остается очень компактным и осуществляет переключение элементов ряда. Управляющий механизм позволяет добиться в этом процессе высокой плавности без потерь мощности.

Устройство АКПП

В коробке передач планетарный редуктор включает в себя несколько пос­ле­до­ва­тель­ных планетарных передач, которые формируют планетарный ряд. Каждая передача активирует солнечную шестерню, коронную шестерню, сателлиты и водило.

Передача, вращение и изменение крутящего момента выполняется при условии блокировки одного или нескольких составляющих планетарного ряда. Блокировка коронной шестерни, входящая в состав планетарного ряда, способствует увеличению передаточного отношения. Солнечная шестерня (неподвижная), наоборот, способствует уменьшению передаточного отношения. Блокировка водила способствует смене нап­рав­ле­ния вращения.

Блокировку выполняют тормоза и фрикционные муфты. Муфта осуществляет блокировку составляющих планетарного ряда между собой. Тормоз удерживает определенные механизмы редуктора благодаря соединению с корпусом коробки. В разных конструкциях автоматической коробки передач автомобиля применяются ленточные или многодисковые тормоза.

Тормоза и муфты замыкаются за счет гидроцилиндров, которые управляются из распределительного модуля. В составе коробки может использоваться обгонная муфта, удерживающая водило от вращения в обратную сторону.

Исходя из этого можно сказать, что механизмами смены передач в автоматической коробке передач автомобиля являются тормоза и фрикционные муфты. Работа автоматической коробки передач автомобиля – это выполнение определенного алгоритма выключения и включения тормозов и муфт.

На современных автоматических коробках передач автомобиля используется электронная система управления, которая активирует входные датчики, распределительный модуль, электронный блок управления и рычаг селектора. В системе применяются следующие датчики: частоты вращения на выходе КПП, частоты вращения на входе КПП, положения педали акселератора, положения рычага селектора, температуры рабочей жидкости.

Электронный блок управления КПП обрабатывает все сигналы датчиков, после этого формирует управляющие сигналы на исполнительные устройства распределительного модуля. Электронный блок во время своей работы реализует т.н. программу «нечетной логики», которая предусматривает гибкий алгоритм распознавания точек перехода на низшую или высшую передачу. Блок управления КПП взаимодействует с системой управления силовым агрегатом. Гидравлический блок (по-другому – распределительный модуль) управляет потоками жидкости и отвечает за срабатывание тормозов и муфт. Его конструкция включает в себя золотники-распределители, оснащенные механическим приводом, которые соединены каналами и расположены в алюминиевом корпусе, а также электромагнитные клапаны.

Соленоиды (другое название – электромагнитные клапаны) применяются для управления переключением скоростей, а также для регулирования давления жидкости. За работу электромагнитных клапанов отвечает электронный блок управления КПП. Золотники-распределители предоставляют выбор рабочих режимов и активируются с помощью рычага селектора.

В автоматической коробке передач автомобиля циркуляцию рабочей жидкости выполняет шестеренный насос или лопастной насос. Насос включается в рабочий процесс от ступицы гидротрансформатора. Насос – это основа гидравлической системы КПП, в которую также включается гидравлический блок, трубопроводы, гидроцилиндры привода тормозов и муфт.

В АКПП охлаждение рабочей жидкости выполняет соответствующая система. Жидкость может быть охлаждена в теплообменнике (охладителе), который входит в состав системы охлаждения силового агрегата. Ряд конструкций КПП оснащен отдельным радиатором рабочей жидкости. Управление автоматической коробкой передач автомобиля выполняется рычагом селектора. Современные автоматические коробки передач автомобиля имеют следующие режимы:

  • S – спортивный режим;
  • D – стандартное движение, автоматическая смена передач;
  • N – нейтральный режим;
  • R – движение задним ходом;
  • P – парковка.

Некоторые коробки оснащены режимом «kick-down», который предполагает моментальное ускорение авто за счет понижения передачи. Необходимость ускорения распознается благодаря датчику положения педали газа.

Также существуют коробки передач автоматического типа, оборудованные системой ручной смены передач – Tiptronic.


Фрикцион


Фрикцион – благодаря его компонентам и осуществляется переключение передачи. Давлением масла поршень приводится в действие. Он давит на диск, который, плотно прилегая к ведомым, заставляет их вращаться, передавая крутящий момент от барана к втулке. Фрикционные диски являются «посредником» между планетарными рядами и колесами.


Управляющее устройство


Управляющее устройство – в его состав входят маслосборник, насос (шестеренчатый), клапанная коробка. Клапанная коробка и осуществляет функцию управления (при помощи плунжеров и клапанов). Управляющее устройство преобразует нажатие на акселерометр, нагрузку на ДВС в гидравлические сигналы. Благодаря этим сигналам (включаясь/отключаясь) фрикционные блоки изменяют передаточные числа.


Тормозная лента


Тормозная лента – блокирует элементы планетарного ряда.


Типы АКПП

После рассмотрения принципа работы АКПП и устройства АКПП необходимо также рассмотреть основные типы АКПП. Основные типы АКПП - робот, вариатор и типтроник.

Типы АКПП

Робот – полуавтоматическая трансмиссия. Она объединяет в себе МКПП и АКПП. Переключение происходит по требованию водителя. Педаль сцепления отсутствует (ее функцию выполняют сенсоры), ручка переключения двигается не Ж-образно, а только вперед и назад (как на секвентальной КПП). Во время переключения ручки и нажатия на акселерометр система подает сигнал БУ (блок управления), который сигнализирует в коробку передач автомобиля. Блок управления, основываясь на полученной от датчиков ин­фор­ма­ции, выбирает оптимальную скорость. Положительная сторона в том, что компьютер быстрее реагирует, и водителю нет необходимости выжимать сцепление. Парковка ав­то­мо­би­ля, «нейтралка» и задний ход осуществляются посредством выжима педали газа и тормоза одновременно, после чего водитель «выбирает» один из трех режимов.

Вариатор – бесступенчатая КПП, плавно изменяющая передаточное число, которое выбирается, исходя из нагрузки на двигатель. На транспортных средствах используют кли­но­ре­мен­ной и тороидный вариаторы.

Клиноременной вариатор состоит из одной либо двух передач, ремня, шкивов из дисков, которые образуют коническую форму. Сдвигаясь и раздвигаясь, диаметр шкивов изменяется, меняя тем самым передаточное число. Для того чтобы тронуться используют либо гидротрансформатор, либо сцепление, которое отключается сразу после начала движения. Ремень вклинивается в шкив торцевыми поверхностями. При износе сторон, за счет клиновидной формы он все сильнее врезается в шкив, не теряя сцепных свойств. Ведущий шкив при воздействии на него центробежных сил, разжимаясь, выталкивает ремень дальше от центра, ведомый же, сжимаясь, сдвигает ремень ближе к центру, изменяя передаточное число.

Тороидный вариатор устроен из соосных дисков и роликов, передающих крутящий момент от диска к диску. При изменении положения роликов изменяются радиусы, по которым они обкатывают диски, изменяя передаточные числа.

Несмотря на наличие плавности переключения передачи и свою совершенность (хорошая динамика разгона, менее сложное устройство, плавная езда, уменьшенный расход топлива), вариаторы не лишены некоторых минусов, из-за чего их не устанавливают на грузовые автомобили и авто с мощными двигателями. Клиноременной подвержен высокой степени износа ремня; тороидный имеет высокие нагрузки на контактное пятно (ролика и диска) до 10 тонн.

Типтроник является автоматической КПП с элементами механической. Пока типтроник не задействован, КПП работает в режиме обычной автоматической коробки. Повышение либо понижение передачи вручную осуществляется при помощи кнопок на руле либо паза на ручке КПП. То есть, водитель в любой момент времени способен взять управление передачами на себя (активная передача высвечивается на панели управления).

Только что были рассмотрены основные типы АКПП. Как мы увидели, каждый из них имеет свои достоинства и недостатки.



На главную:

Устройство легкового автомобиля

(c) avto-ustroistvo.ru