В наше время в большом количестве автолюбителей используют автоматическую (АКПП) и с каждым годом их становится всё больше и больше. АКПП не только снижает нагрузку на водителя при управлении автомобилем по сравнению с механической коробкой переключения передач () во время поездки, но и помогает водителю снизить расход топлива, переключая передачи на оптимальных оборотах двигателя в зависимости от выбранного режима вождения.

Изобрели АКПП в Америке, откуда она получила широкое распространение. В настоящее время в США, и многих Европейских странах популярность МКПП не очень велика их используют примерно 5% водителей. Однако спрос на автомобили с АКПП в России постоянно растет и сегодня оснащены АКПП.

Все АКПП можно разделить на несколько основных типов:

1. Вариаторы;
2. Гидравлические АКПП;

Гидравлическая АКПП

АКПП, основанная на работе гидротрансформатора, была серьёзно доработана по требованию европейцев и на данный момент получила несколько режимов работы (зимний, спортивный, экономичный), соответствующих каждому .

Также в классических автоматах увеличивается и количество передач. В 90-е годы были только 4-х ступенчатые автоматы, сейчас же они могут быть и 8-ми.

Составляющие элементы коробки-автомата:

• гидротрансформатор;
• механическая коробка передач;
• насос рабочей жидкости;
• система охлаждения и управления;
• тормозная лента;
• планетарный ряд (планетарный редуктор)

Основными агрегатами АКПП являются: гидротрансформатор и механическая планетарная коробка передач.

Гидротрансформатор осуществляет изменение и передачу крутящего момента от двигателя к механической коробке передач. Расположен между двигателем и коробкой передач. В гидротрансформаторе находятся две лопастные машины: центростремительная турбина, центробежный насос. Помимо всего прочего в гидротрансформаторе располагается реакторное колесо, муфта свободного хода (обгонная муфта), блокировочная муфта. Насосное колесо обеспечивает соединение с коленчатым валом двигателя, а турбинное колесо — с механической коробкой передач. Между этими двумя колёсами закреплено неподвижное реакторное колесо. У всех колёс гидротрансформатора имеются лопасти определённой формы с каналами, обеспечивающие проход рабочей жидкости, ведь работа гидротрансформатора основывается на непрерывной циркуляции рабочей жидкости, передающей энергию от двигателя к трансмиссии. Поток жидкости от насосного колеса передается на турбинное колесо, потом на реакторное колесо. Из-за того что лопасти реактора имеют своеобразное строение, поток жидкости увеличивается, увеличивая обороты насосного колеса. Поток жидкости меняет своё направление после выравнивания угловых скоростей насосного и турбинного колеса. Задействуется обгонная муфта и реакторное колесо начинает вращаться. Гидротрансформатор начинает передавать только крутящий момент.

Блокировочная муфта предназначена для блокировки гидротрансформатора, а муфта свободного хода (обгонная муфта) обеспечивает вращение в обратную сторону реакторного колеса.

Конструкция механической коробки передач значительно проще позволяет ступенчато изменять крутящий момент и двигаться задним ходом. Зачастую состоит из двух планетарных редукторов, соединённых последовательно, современные коробки-автомат могут выполняться, как и шестиступенчатыми, так и восьмиступенчатыми. Преимущество коробки-автомата заключается в том, что используемые в них планетарные редукторы более компактные и обладают соосной работой.

Электронная система управления

Электронная система управления обрабатывает сигналы, поступающие с различных датчиков, и, обработав их, отдаёт управляющее сигналы на распределяющий модуль.

Планетарный ряд

Основным преимуществом планетарной передачи является её компактность, использование одного центрального вала. Планетарная передача позволяет без рывков, толчков и потери мощности переключать скорости. Трансмиссия автоматически переключает передачи, для этого водителю достаточно манипулировать только педалью газа, нажимая или отпуская её.

Составляющие элементы планетарного ряда:

• солнечная шестерня;
• сателлит;
• коронная шестерня;
• водила

Вращение передаётся при том условии, если заблокирован один или два элемента планетарного редуктора. Фрикционные муфты и тормоза осуществляют блокировку этих элементов. Чтобы удержать какие-то определённые элементы используется тормоз, а чтобы заблокировать элементы между собой, то задействуется муфта, обеспечивая передачу крутящего момента. Гидроцилиндры, управляющиеся с помощью распределительного модуля, приводят в действие тормоза и муфты.

Вариаторная АКПП

Вариатор — бесступенчатая автоматическая коробка передач, в которой передачи не имеют фиксированного передаточного числа.

Если сравнивать вариатор с другими АКПП, то его преимущество заключается в эффективном использовании мощности двигателя, потому что обороты коленчатого вала оптимально согласовываются с нагрузкой на ваш автомобиль, благодаря этому обеспечивается довольно высокая экономия топлива. Также при поездке на автомобиле с вариаторной АКПП достигается высокий уровень комфорта, из-за непрерывного изменения крутящего момента, а также из-за отсутствия рывков.

Устройство вариаторной АКПП

Общее устройство вариаторной АКПП:

• раздвижные шкивы;
• дифференциал;
• клиновидный ремень;
• гидротрансформатор;
• планетарный механизм задней передачи;
• гидравлический насос;
• электрический блок управления

Раздвижные шкивы выглядят как две клиновидные «щеки», расположенных на одном валу. Гидроцилиндр, сжимающий диски в зависимости от оборотов, приводит их в действие.

Гидротрансформатор имеет те же функции, что и в классической АКПП, т.е. передаёт и изменяет крутящий момент.

Устройство, распределяющее крутящий момент на ведущие колёса, называется дифференциал.

Планетарный механизм задней передачи заставляет вращаться вторичный вал в обратном направлении.

Для того чтобы создать давление рабочей жидкости, гидротрансформатор запускает работу гидравлического насоса.

Блок управления служит для управления исполнительными устройствами вариатора, зависит от сигналов, подаваемых с датчиков (местоположения коленвала, контроля расхода топлива, ABS, ESP и т.д.).

На данный момент вариатор невозможно совместить с мощными двигателями, и поэтому вариатор не может стать конкурентом для классического автомата.

Роботизированная механика — механическая коробка передач, в которой отсутствует педаль сцепления, а ее функции выполняет электронный блок.

В роботизированной коробке передач сочетается комфорт АКПП, надежность и топливная экономичность механической коробки передач. В большинстве случаев «робот» дешевле классической АКПП. В настоящее время все ведущие автопроизводители стараются оснастить автомобили роботизированными коробками передач. Однако стоит заметить, что так называемые «роботы», быстрее других АКПП выходят из строя.

Устройство роботизированной АКПП

Общее устройство роботизированной коробки передач:

• сцепление;
• механическая коробка передач;
• привод сцепления и передач;
• система управления

Используется сцепление фрикционного типа, отдельный диск или пакет фрикционных дисков. Прогрессия заключается в наличии двойного сцепления, обеспечивающего передачу крутящего момента, не разрывая поток мощности. Роботизированная АКПП может иметь либо электрический привод сцепления и передач, либо гидравлический. Давайте рассмотрим преимущества и недостатки, а также принцип работы каждого из них. Электродвигатель и механическая передача в электрическом приводе являются исполнительными органами. Этот привод характерен невысокими скоростями переключения передач, около 0.3 до 0.5 секунды, его преимущество заключается в небольшом потреблении электроэнергии. Переключение передач в гидравлическом приводе выполняется гидроцилиндрами, управляющиеся электромагнитными клапанами, использующие большие затраты энергии и имеющие более быструю скорость переключения передач (0.05 – 0.06 секунды на некоторых спортивных автомобилях). Основным недостатком роботизированной коробки передач является довольно большое время на переключение одной передачи, что приводит к рывкам и провалам в динамике автомобиля, а также снижает комфорт управления транспортным средством. Эту проблему решили с помощью внедрения АКПП с двумя сцеплениями (преселективная коробка передач), передачи могут переключаться без потери мощности. Имея двойное сцепление, вы можете при включенной передаче выбрать следующую и в нужный момент времени включить ее без перерыва в работе коробки.

Существуют два режима работы: автоматический и полуавтоматический. В автоматическом режиме электронный блок управления реализует определенный алгоритм управления коробкой с помощью исполнительных механизмов. Работа в полуавтоматическом режиме позволяет последовательно переключать передачи с более низкой на более высокую (и наоборот), рычаг селектора и/или подрулевые переключатели помогают в переключении передач.

Видео — автоматическая коробка передач

Заключение!

На данный момент в мире существует множество различных коробок передач, отличающихся своими плюсами и минусами. Некоторым свойственен экономичный расход топлива, другим – быстрое переключение передач и т.д. Поэтому каждый водитель сможет подобрать для себя и своего стиля вождения коробку передач, отвечающую всем его критериям.

• Новости
• Практикум

Дороги в России: не выдержали даже дети. Фото дня

В последний раз этот участок, расположенный в небольшом городке Иркутской области, ремонтировали 8 лет назад. Дети, чьи имена не называются, решили исправить данную проблему самостоятельно, чтобы можно было кататься на велосипедах, передает портал «УК24». О реакции местной администрации на фотографию, которая уже стала настоящим хитом в сети, не сообщается. ...

В России резко вырос спрос на Майбахи

В России продолжают расти продажи новых люксовых автомобилей. Согласно результатам исследования, проведенного агентством «Автостат», по итогам семи месяцев 2016 года рынок таких машин составил 787 единиц, что сразу на 22,6% больше, чем за аналогичный период прошлого года (642 шт.). Лидером этого рынка является Mercedes-Maybach S-класса: на этот...

Российскому автопрому снова выделили миллиарды рублей

Премьер-министр России Дмитрий Медведев подписал постановление, которое предусматривает выделение 3,3 млрд рублей бюджетных средств для российских производителей автомобилей. Соответствующий документ размещен на сайте правительства. Отмечается, что бюджетные ассигнования были изначально предусмотрены федеральным бюджетом на 2016 год. В свою очередь, подписанное премьером постановление утверждает правила предоставления...

В Петербурге угнали автомобиль без двигателя и крыши

По данным издания «Фонтанка.ру», в полицию обратился бизнесмен, который и рассказал, что из двора его дома на проспекте Энергетиков похитили зелёную ГАЗ М-20 «Победа», которая была выпущена еще в 1957 году и имела советские номера. По словам потерпевшего, машина вообще не имела мотора с крышей и предназначалась для реставрации. Кому потребовался автомобиль...

Отзыв Volkswagen Touareg добрался до России

Как сказано в официальном сообщении Росстандарта, причиной отзыва послужила вероятность ослабления фиксации стопорного кольца на опорном кронштейне педального механизма. Ранее компания Volkswagen объявила об отзыве 391 тысячи «Туарегов» по всему миру по той же причине. Как поясняет Росстандарт, в рамках отзывной кампании в России на всех автомобилях будет...

Однако автоинспекция решила уже сегодня опубликовать на своем сайте новые экзаменационные билеты для категорий «А», «В», «М» и подкатегорий «А1», «В1». Напомним, что главное изменение, которое ждет кандидатов в водители с 1 сентября 2016 года, касается того, что теоретический экзамен станет сложнее (а следовательно, учить билеты надо внимательнее). Если сейчас...

У Ford Transit на двери не оказалось важной заглушки

Отзыв касается лишь 24 микроавтобусов Ford Transit, которые дилеры марки продали с ноября 2014-го по август 2016-го. Как сообщает сайт Росстандарта, на этих машинах сдвижная дверь оснащена так называемой «детской блокировкой», однако отверстие соответствующего механизма не было прикрыто заглушкой. Оказывается, это является нарушением действующего...

В Москве появится стеклянная разметка

В частности, в разметке появятся специальные микроскопические стеклянные шарики, которые будут усиливать светоотражающий эффект краски. Об этом со ссылкой на Департамент ЖКХ и благоустройства Москвы сообщает ТАСС. Как пояснили в ГБУ «Автомобильные дороги», уже сейчас разметку начали обновлять на пешеходных переходах, стоп-линиях, линиях, разделяющих встречные потоки транспорта, а также дублирующих...

Фото дня: гигантская утка против водителей

Путь автомобилистам на одной из местных автотрасс преграждала… огромная резиновая утка! Фотографии утки моментально разошлись по соцсетям, где у них нашлось немало поклонников. Как сообщает The Daily Mail, гигантская резиновая утка принадлежала одному из местных автомобильных дилеров. Судя по всему, на дорогу надувную фигуру снес...

В ГИБДД Москвы возникла давка из желающих обжаловать штраф

Такая ситуация возникла из-за большого количества штрафов, выписанных в отношении водителей в автоматическом режиме, и малого времени на обжалование квитанций. Об этом на своей странице в Facebook рассказал координатор движения «Синие Ведёрки» Пётр Шкуматов. Как пояснил Шкуматов в разговоре с корреспондентом «Авто Mail.Ru», ситуация могла возникнуть из-за того, что власти продолжили штрафовать...

Выбор доступного седана: Zaz Change, Lada Granta и Renault Logan

Еще каких-то 2-3 год назад считалось априори, что у доступного автомобиля должна быть механическая коробка передач. Их уделом считалась пятиступенчатая механика. Однако в настоящее время все резко изменилось. Сначала установили автомат на «Логан», немного позднее – на украинский «Шанс», а...

Какой автомобиль выбрать семьянину

Семейный автомобиль должен быть безопасным, вместительным и комфортным. Кроме того, семейные машины должны быть удобны в использовании. Разновидности семейных машин Как правило, у большинства людей понятие «семейный автомобиль» ассоциируется с 6-7-миместной моделью. Универсал. Такая модель обладает 5-ю дверями и 3-мя...

Самые быстрые машины в мире 2018-2019 модельного года

Быстрые автомобили являются примером того, что автопроизводители постоянно совершенствуют системы своих автомобилей и периодически ведут разработки по созданию совершенного и самого быстрого транспортного средства для движения. Многие технологии, которые разрабатываются для создания супер скоростного автомобиля, позже переходят в серийное производство...

ВЫБИРАЕМ автомобиль: "европеец" или "японец", Покупка и продажа.

Выбираем автомобиль: «европеец» или «японец» Собираясь приобрести новый автомобиль, автолюбитель несомненно столкнется с вопросом о том, что же предпочесть: левый руль «японца» или правый – законный – «европейца». ...

КАК выбрать машину, Покупка и продажа.

Как выбрать машину Сегодня рынок предлагает покупателям огромный выбор машин, от которого просто разбегаются глаза. Поэтому прежде чем купить автомобиль, стоит учесть много важных моментов. В итоге, определившись с тем, что именно вы хотите, вы сможете выбрать авто, которое будет...

Давайте рассмотрим передовые новинки российского автомобильного рынка, чтобы определить лучший автомобиль 2017 года. Чтобы это сделать, рассмотрим сорок девять моделей, которые распределяются по тринадцати классам. Итак, мы предлагаем только лучшие машины, поэтому ошибиться покупателю при выборе новой машины невозможно. Лучший...

Для чего служат рейтинги надёжности? Будем честными друг с другом, почти каждый автолюбитель часто думает: самая надежная машина – моя, и мне она не доставляет много хлопот различными поломками. Однако, это просто субъективное мнение каждого автовладельца. Приобретая автомобиль, мы в...

Сегодня мы будем рассматривать шесть кроссоверов: Toyota RAV4, Honda CR-V, Mazda CX-5, Mitsubishi Outlander, Suzuki Grand Vitara и Ford Kuga. К двум очень свежим новинкам мы решили добавить ещё и дебюты 2015 года, чтобы тест-драйв кроссоверов 2017 года был более...

• Обсуждение
• Вконтакте

Принцип работы АКППКлассический “автомат” включает в себя несколько агрегатов, главными из которых являются гидротрансформатор и механическая планетарная коробка передач.
Гидротрансформатор выполняет не только функции сцепления, но и автоматически изменяет крутящий момент в зависимости от нагрузки и частоты вращения колес автомобиля. Гидротрансформатор состоит из двух лопастных машин — центробежного насоса, центростремительной турбины и расположенного между ними направляющего аппарата-реактора. Насос и турбина предельно сближены, а их колесам придана форма, обеспечивающая непрерывный круг циркуляции рабочей жидкости. В результате гидротрансформатор получил минимальные габаритные размеры и одновременно снижены потери энергии на перетекание жидкости от насоса к турбине.

Насосное колесо связано с коленчатым валом двигателя, а турбина — с валом коробки передач. Тем самым в гидротрансформаторе отсутствует жесткая связь между ведущими и ведомыми элементами, а передача энергии от двигателя к трансмиссии осуществляется потоками рабочей жидкости, которая отбрасывается с лопаток насоса на лопасти турбины.

Собственно, по такой схеме работает гидромуфта, которая просто передает крутящий момент, не трансформируя его величину. Чтобы изменять момент, в конструкцию гидротрансформатора введен реактор. Это также колесо с лопатками, однако оно жестко прикреплено к корпусу и не вращается (заметим: до определенного времени). Реактор расположен на пути, по которому масло возвращается из турбины в насос. Лопатки реактора имеют особый профиль, а межлопаточные каналы постепенно сужаются. По этой причине скорость, с которой рабочая жидкость течет по каналам направляющего аппарата, постепенно увеличивается, а сама жидкость выбрасывается из реактора в сторону вращения насосного колеса, как бы подталкивая и подгоняя его. Отсюда сразу два следствия. Первое — благодаря увеличению скорости циркуляции масла внутри гидротрансформатора при неизменном режиме работы насоса (читай: двигателя, поскольку насосное колесо, как говорилось выше, жестко связано с коленвалом) крутящий момент на выходном валу гидротрансформатора увеличивается. Второе — при неизменном режиме работы насоса режим работы турбины изменяется автоматически и бесступенчато в зависимости от приложенного к валу турбины (читай: колесам автомобиля) сопротивления.

Поясним эти аксиомы на конкретных примерах. Допустим, автомобилю, который двигался по равнинному участку дороги, предстоит подъем в гору. Забудем на время про педаль акселератора и посмотрим, как отреагирует на изменение условий движения гидротрансформатор. Нагрузка на ведущие колеса увеличивается, а автомобиль начинает терять скорость. Это приводит к уменьшению частоты вращения турбины. В свою очередь уменьшается противодействие движению рабочей жидкости по кругу циркуляции внутри гидротрансформатора. В результате скорость циркуляции возрастает, что автоматически приводит к увеличению крутящего момента на валу турбинного колеса (аналогично переходу на низшую передачу в механических КПП) до тех пор, пока не наступит равновесие между ним и моментом сопротивления движению.

По аналогичной схеме работает автоматическая трансмиссия и при старте с места. Только теперь самое время вспомнить про педаль газа, нажатие на которую увеличивает обороты коленчатого вала, а значит, и насосного колеса, и про то, что сначала автомобиль, а следовательно, и турбина находились в неподвижном состоянии, но внутреннее проскальзывание в гидротрансформаторе не мешало двигателю работать на холостом ходу (эффект выжатой педали сцепления). В этом случае крутящий момент трансформируется в максимально возможное число раз. Зато когда достигнута необходимая скорость, надобность в преобразовании крутящего момента отпадает. Гидротрансформатор посредством автоматически действующей блокировки превращается в звено, жестко связывающее его ведущий и ведомый валы. Такая блокировка исключает внутренние потери, увеличивает значение КПД передачи, уменьшает расход топлива в установившемся режиме движения, а при замедлении повышает эффективность торможения двигателем. Кстати, одновременно с целью снижения все тех же потерь реактор освобождается и начинает вращаться вместе с насосным и турбинным колесом.

Зачем же к гидротрансформатору присоединяют КПП, если он сам способен изменять величину крутящего момента в зависимости от нагрузки на ведущие колеса? Увы, гидротрансформатор может изменять крутящий момент с коэффициентом, не превышающим 2-3,5. Как ни крути, а такого диапазона изменения передаточного числа недостаточно для эффективной работы трансмиссии. К тому же нет-нет да и возникает надобность во включении зад
него хода или полном разъединении двигателя от ведущих колес.

Коробки автоматических трансмиссий имеют зубчатые зацепления, но существенно отличаются от обычных механических КПП хотя бы потому, что передачи в них переключаются без разрыва потока мощности с помощью приводимых гидравликой многодисковых фрикционных муфт или ленточных тормозов. Необходимая передача выбирается автоматически с учетом скорости автомобиля и степени нажатия на педаль газа, которая определяет желаемую интенсивность разгона. За выбор передачи отвечает гидравлический и электронный блоки управления АКПП. Водитель, кроме нажатия на акселератор, может влиять на процесс смены передач, выбрав зимний или спортивный алгоритм переключения или установив, например, при движении в сложных условиях селектор КПП в специальное положение, которое не позволяет автоматике переключаться выше определенной разгонной передачи.

Кроме гидротрансформатора и планетарного механизма в состав КПП-автоматов входит масляный насос, снабжающий гидротрансформатор и гидравлический блок управления рабочей жидкостью и обеспечивающий смазку коробки, а также радиатор охлаждения рабочей жидкости, которая из-за интенсивного “перелопачивания” имеет свойство сильно нагреваться.

Гидротрансформатор. Общее устройство и принцип действия

Гидротрансформатор (ГТ) (torque converter) служит для передачи крутящего момента непосредственно от двигателя к элементам автоматической коробки передач (АКП) и состоит из следующих основных частей:

Насосное колесо или насос (pump);
- плита блокировки ГТ (lock - up piston);
- турбинное колесо или турбина (turbine);
- реактор;
- обгонная муфта (one - way clutch).

Для иллюстрации принципа действия ГТ как элемента, передающего крутящий момент, воспользуемся примером с двумя вентиляторами. Один вентилятор (насос) включён в сеть и создаёт поток воздуха. Второй вентилятор (турбина) - выключен, однако, его лопатки, воспринимая поток воздуха, создаваемого насосом, вращаются. Скорость вращения турбины меньше, чем у насоса, она как бы проскальзывает по отношению к насосу. Если применить этот пример по отношению к ГТ, то в нём в качестве вентилятора, включённого в сеть (насоса), выступает крыльчатка насосного колеса.

Насосное колесо механически связано с двигателем. В качестве выключенного вентилятора (турбины) выступает турбинное колесо, соединённое через шлицы с валом АКП. Подобно вентилятору - насосу, крыльчатка насосного колеса ГТ, вращаясь, создаёт поток, только уже не воздуха, а жидкости (масла). Поток масла, как и в случае с вентилятором - турбиной, заставляет вращаться турбинное колесо ГТ. В данном случае ГТ работает как обыкновенная гидромуфта, лишь передавая посредством жидкости крутящий момент от двигателя на вал АКП, не увеличивая его. Увеличение оборотов двигателя не приводит к сколь - нибудь существенному увеличению передаваемого крутящего момента.

Снова возвратимся к иллюстрации с вентиляторами. Поток воздуха, крутящий лопатки вентилятора - турбины, рассеивается впустую в пространстве. Если же этот поток, сохраняющий значительную остаточную энергию, направить снова к вентилятору - насосу, он начнёт вращаться быстрее, создавая более мощный поток воздуха, направленный к вентилятору - турбине. Тот, соответственно, тоже начнёт вращаться быстрее. Это явление известно как преобразование (увеличение) крутящего момента.

В ГТ в процесс преобразования крутящего момента помимо насосного и турбинного колёс включён реактор, который изменяет направление потока жидкости. Подобно воздуху, вращавшему лопатки вентилятора - турбины, поток жидкости (масла), вращавший турбинное колесо ГТ, всё ещё обладает значительной остаточной энергией. Статор направляет этот поток обратно на крыльчатку насосного колеса, заставляя её вращаться быстрее, увеличивая тем самым крутящий момент. Чем меньше скорость вращения турбинного колеса ГТ по отношению к скорости вращения насосного колеса, тем большей остаточной энергией обладает масло, возвращаемое статором на насос, и тем большим будет момент, создаваемый в ГТ.

По аналогичной схеме работает автоматическая трансмиссия и при старте с места. Только теперь самое время вспомнить про педаль газа, нажатие на которую увеличивает обороты коленчатого вала, а значит, и насосного колеса, и про то, что сначала автомобиль, а следовательно, и турбина находились в неподвижном состоянии, но внутреннее проскальзывание в гидротрансформаторе
не мешало двигателю работать на холостом ходу (эффект выжатой педали сцепления). В этом случае крутящий момент трансформируется в максимально возможное число раз. Зато когда достигнута необходимая скорость, надобность в преобразовании крутящего момента отпадает. Гидротрансформатор посредством автоматически действующей блокировки превращается в звено, жестко связывающее его ведущий и ведомый валы. Такая блокировка исключает внутренние потери, увеличивает значение КПД передачи, уменьшает расход топлива в установившемся режиме движения, а при замедлении повышает эффективность торможения двигателем. Кстати, одновременно с целью снижения все тех же потерь реактор освобождается и начинает вращаться вместе с насосным и турбинным колесом.

Левый рисунок - Реактор ГТ удерживается обгонной муфтой; Правый рисунок - Статор ГТ вращается свободно.

Турбина всегда имеет скорость вращения меньшую, чем насос. Это соотношение скоростей вращения турбины и насоса максимально при неподвижном автомобиле и уменьшается с увеличением его скорости. Поскольку реактор связан с ГТ через обгонную муфту, которая может вращаться только в одном направлении, то, благодаря особой форме лопаток реактора и турбины поток масла направляется на обратную сторону лопаток реактора (рис. 4), благодаря чему реактор заклинивается и остаётся неподвижным, передавая на вход насоса максимальное количество остаточной энергии масла, сохранившееся после вращения им турбины. Такой режим работы ГТ обеспечивает максимальную передачу им крутящего момента. Например, при трогании с места ГТ увеличивает крутящий момент почти в три раза.

По мере разгона автомобиля проскальзывание турбины относительно насоса уменьшается и наступает момент, когда поток масла подхватывает колесо реактора и начинает вращать его в сторону свободного хода обгонной муфты (см. рис. 5). ГТ перестаёт увеличивать крутящий момент и переходит в режим обычной гидромуфты. В таком режиме ГТ имеет КПД, не превышающий 85%, что приводит к выделению в нём излишнего тепла и, в конечном счёте, увеличению расхода топлива двигателем авт
омобиля.

Для устранения этого недостатка используется блокировочная плита (рис. а). Она механически связана с турбиной, однако, может перемещаться влево и вправо. Для её смещения влево поток масла, питающий ГТ, подаётся в пространство между плитой и корпусом ГТ, обеспечивая их механическую развязку, то есть, плита в таком положении никак не влияет на работу ГТ.

При достижении автомобилем высокой скорости по особой команде от устройства управления АКП поток масла изменяется так, что он прижимает блокировочную плиту вправо к корпусу ГТ (рис. б). Для увеличения силы сцепления на внутреннюю сторону корпуса наносится фрикционный слой. Происходит механическая блокировка насоса и турбины посредством плиты. ГТ перестаёт выполнять свои функции. Двигатель жёстко связывается с входным валом АКП. Естественно, при малейшем торможении автомобиля блокировка немедленно выключается.

СТАТЬЯ ВИДЕО Как работает коробка передач автомат? В чем заключаются все плюсы и прелести управления автомобилем с автоматической коробкой, насколько надежна и долговечна автоматика, что можно и чего нельзя делать если у вас коробка автомат, и действительно ли автоматическая трансмиссия такая «тупая» как о ней говорят или же она сможет «сделать» автомобиль на механике и оставить его далеко позади? Читайте в этой статье!

Устройство АКПП

Коробка передач автомат состоит из нескольких основных узлов:

Расположение элементов в коробке автомат:

Планетарная система шестерен

Сердцем автоматической коробки является планетарный механизм.

Планетарные механизмы имеют 3 степени свободы. Это обозначает, что для передачи вращения один из 3-х элементов (сателлиты не в счет) должен быть остановлен.

Если не останавливать ни один из элементов, то каждый сможет совершать свободное движение, и в этом случае передачи вращения не будет.

Можно тормозить и другие элементы, а также менять местами точки входа и выхода, получая разные передаточные отношения и обратные направления вращения.

При этом внешние размеры конструкции изменятся незначительно. Такие свойства и определили использование планетарных механизмов в коробке автомат.

Коробка передач автомат, небольшое видео на тему устройства:

Гидротрансформатор

Для передачи крутящего момента от коробки передач автомат на двигатель служит гидротрансформатор. По сути он выполняет практически те же функции что и сцепление в механике.

Помимо этого он может увеличивать крутящий момент за счет уменьшения реактором скорости потока жидкости.

Принцип работы гидротрансформатора:

Гидротрансформатор состоит из трех основных элементов.

Это две лопасти, одна со стороны коробки, другая со стороны двигателя. Между ними находится так называемый реактор. Все эти три детали не соединены между собой механически, они находятся в специальной жидкости.

При вращении лопастей соединенных с двигателем крутящий момент при помощи жидкости передается на лопасти, соединенные с коробкой, и коробка начинает работать.

Геометрические характеристики лопаток гидротрансформатора и сечения подобраны таким образом, что на оборотах холостого хода передаваемый от двигателя крутящий момент очень мал и его можно парировать даже легким нажатием на педаль тормоза.

Однако небольшое нажатие на педаль газа, и незначительное увеличение оборотов, вызывает существенный рост передаваемого крутящего момента.

Происходит это потому, что при увеличении оборотов двигателя изменяется направление тока жидкости в сторону увеличения давления на лопатки турбины

Гидротрансформаторы современных АКПП могут увеличивать крутящий момент передаваемый от двигателя от двух до трѐх раз. Этот эффект имеет место только тогда, когда коленвал вращается значительно быстрее чем входной вал АКПП.

По мере набора автомобилем скорости эта разница уменьшается и настает момент, когда входной вал вращается, практически с той же скоростью что и коленвал, но не точно, так как передача крутящего момента от двигателя на АКПП осуществляется через жидкость, т.е. с проскальзыванием.

Это часть объяснения почему автомобили с АКПП менее экономичны и динамичны нежели точно такие же с МКПП.

Для минимизации этих потерь, гидротрансформаторы оснащаются блокировками. Когда угловые скорости лопастного колеса и турбины выравниваются, блокировка соединяет их в единое целое, исключая проскальзывание.

Для подключения элементов планетарного механизма к входному валу коробки автоматиспользуют муфты, а для останова относительно корпуса тормозы. И те и другие чаще всего представляют собой многодисковые сцепления.

Гидросистема

Рабочая жидкость в гидросистеме коробки передач автомат — масло ATF, обеспечивает смазку, охлаждение, переключение передач и соединение трансмиссии с двигателем. Как правило масло в коробке находится в картере.

Т.к. объем масла при работе АКПП изменяется, он соединен с атмосферным воздухом через щуп.

В качестве источника давления в АКПП используются шестеренчатые насосы с внутренним зацеплением. Преимущество шестеренчатых насосов с внутренним зацеплением заключается в высокой мощности насоса, особенно при малой частоте вращения.

Или попросту АКПП, появились в автомобильной промышленности значительно позже механических коробок передач. Однако такие устройства быстро нашли применение практически на всех видах автомобильного транспорта и теперь применяются повсеместно. Одним из элементов АКПП является ее гидротрансформатор, без которого нормальное функционирование всей системы было бы невозможным. Сегодня мы расскажем о принципах работы гидротрансформаторов, устанавливаемых на АКПП, и дадим исчерпывающий ответ на вопрос: зачем необходима такая конструкция и какие роли она выполняет на автомобиле?

Назначение

Чтобы наглядно представить себе, какую роль выполняет гидротрансформатор в АКПП, стоит вспомнить назначение обыкновенного сцепления, которое повсеместно устанавливается на коробки передач механического типа.

Сцепление выполняет роль связующего звена между двигателем и трансмиссией. Иными словами, если сцепление не отключено, то все сто процентов мотора передаются коробке передач, а, следовательно, и колесам. В добавок ко всему, сама МКПП позволяет водителю самому выбирать передачу и изменять крутящий момент, что позволяет добиться максимальной эффективности двигателя при езде и банально не дать ему заглохнуть на месте, когда колеса не приводятся во вращение.

Главный недостаток механических коробок передач перед «автоматом» заключается в том, что помимо постоянного выбора скорости вручную, нужно выжимать педаль сцепления. Если этого не сделать, существует риск вывести из строя крайне дорогое и сжечь сцепление, что приведет к необходимости его замены.

Именно в этих целях и стали применять трансформатор. Данный элемент устроен куда сложнее сцепления на МКПП, которое состоит всего из двух дисков - ведущего и ведомого.

Зато гидротрансформатор позволяет решить на АКПП самую главную и неприятную особенность «механики» - необходимость постоянного взаимодействия водителя с педалью сцепления. Так, теперь не придется выжимать педаль при переключении передач, а на светофоре не придется удерживать ее при включенной скорости.

Тогда возникает вопрос: а нельзя ли применить на АКПП взамен гидротрансформатора обыкновенное сцепление, как на МКПП? Ответ до невозможности прост – автоматическая трансмиссия сама выбирает момент, когда передачу необходимо переключить, и водитель этот момент не знает заранее. Стало быть, и возможности нажать педаль сцепления вовремя нет. Отсюда возникает необходимость внедрения в АКПП гидротрансформатора, который многократно облегчает взаимодействие водителя и коробки.

Структура

Несмотря на то, что гидротрансформатор на АКПП имеет достаточно сложный принцип работы, общая структура системы все-таки схожа с механическим сцеплением. Насколько мы знаем, сцепление состоит из двух валов - ведущего, который жестко соединен с двигателем, и ведомого, который подсоединен к трансмиссии.

На гидротрансформаторе, установленном на АКПП, также есть ведущий и ведомый элементы. Но взамен жестко прилегающих друг к другу дисков, эти функции выполняют две турбины, которые вращаются друг напротив друга и не имеют жесткого соединения.

Здесь возникает вопрос: по какому принципу две турбины будут взаимодействовать друг с другом? Как они будут передавать между собой крутящий момент, обеспечивая, таким образом, движение автомобиля в заданном режиме? Оказывается, связующую роль в данной системе выполняет не жесткий элемент, а жидкость, которой является масло.

Благодаря своей высокой плотности, масло позволяет обеспечивать не только постоянную смазку, которая убережет металл от износа, но и передачу крутящего момента за счет циркуляции под высоким давлением.

Однако турбины - это не все элементы, которые участвуют в передаче крутящего момента от двигателя автоматической коробке. Между ведущим и ведомым элементом устанавливается еще одна маленькая турбинка, которая имеет название реактор. Его назначение - трансформирование передаваемой энергии, изменение крутящего момента и усилия, передаваемого от двигателя коробке. Стоит отметить, что в отличие от турбин, реактор вращается не всегда. Его функционирование необходимо лишь в те моменты, когда колесам требуется передача момента, отличного от номинального.

Схема функционирования

Ведущая турбина имеет название насосного колеса и жестко соединена с маховиком двигателя. Это означает, что ее скорость вращения можно изменять путем взаимодействия с педалью акселератора.

Ведущая турбина не имеет собственного названия. Она, в отличие от насоса, соединена с и, таким образом, осуществляет с ней взаимодействие. Реактор располагается между турбинами и приводится во вращение лишь время от времени.

Турбины и реактор имеют в себе систему масляных каналов. Это позволяет маслу при циркуляции проходить по строго определенной траектории, поэтому происходит минимальный износ металлических деталей и достигается максимальная эффективность их работы.

Когда автомобиль стоит на месте, необходимо, чтобы ведомая турбина оставалась неподвижной. Это необходимо для того, чтобы автомобиль попросту не заглох, а его двигатель не прекратил свою работу при холостом ходе.

В этом режиме имитируется эффект нажатой педали сцепления – давление масла минимально, а потому турбины не имеют никакого косвенного взаимодействия.

Как только автомобиль начинает приходить в движение, количество оборотов насоса возрастает, а потому возрастает и давление масла. За счет этого ведомая турбина начинает вращаться с заданной силой, и колеса приходят в движение. При достижении определенных скоростей, активируется и реактор. Он изменяет давление таким образом, чтобы не позволить машине заглохнуть и не дать водителю почувствовать провалы мощности.

Резюме

Гидротрансформатор - это одна из важнейших составляющих любого современного «автомата», обеспечивающих его исправную работу. Данное устройство осуществляет автоматизированный контроль крутящего момента при передаче его от двигателя к колесам. Это позволяет судить о том, что при резких провалах мощности и крутящего момента стоит обратить внимание на состояние именно этого узла и произвести его качественную диагностику.

Конструкцией любой гидромеханической автоматической коробкой передач предусмотрено наличие гидротрансформатора. Без него сама по себе АКПП теряет всякий смысл и недооценивать роль этого устройства в современных трансмиссионных система совершенно недопустимо. Сегодня мы ближе познакомимся с конструкцией и принципом его работы, а также разберёмся в некоторых неполадках.

При чем тут гидромуфта

Есть такое нехитрое устройство, которое называется гидромеханическая муфта. Если разобраться в её конструкции и понять как она работает, с любым гидротрансформатором проблем не возникнет. Так вот, гидравлическая муфта служит для передачи вращения от одного агрегата на другой. В принципе, для этого же можно использовать и обычный жёсткий вал, но когда стоит задача передать крутящий момент плавно и без жёсткой связи, без гидромуфты не обойтись.

Устроена она довольно просто: есть ведущий и ведомый вал, на которых установлены крыльчатки, не связанные между собой и способные вращаться независимо друг от друга. Обе крыльчатки помещены в единый корпус, который заполнен трансмиссионной жидкостью. Лопасти обеих крыльчаток расположены на небольшом расстоянии друг от друга, поэтому при вращении ведущего вала энергия вращения неминуемо передаётся на ведомую, жёстко связанную с ведомым валом. За счёт того, что трансмиссионная жидкость имеет определённую вязкость, крутящий момент передаётся плавно, без рывков и без особых потерь. Собственно, гидротрансформатор это и есть гидромуфта, только с более сложной конструкцией и более широкими возможностями.

Как устроен гидротрансформатор

Мы выяснили, что гидромуфта состоит из трёх основных элементов:

1. Ведущая турбина.
2. Ведомая турбина.
3. Корпус с трансмиссионной жидкостью.

Конструкция гидротрансформатора отличается в общих чертах только наличием ещё одного элемента - реактора. Он представляет собой ещё одно колесо с лопастями, которое в принципе управляет работой гидротрансформатора.

Принцип работы гидротрансформатора тоже прост. Реактор свободно вращается на ведущем валу и до поры до времени образует одно целое с ведущей турбиной. Но только до тех пор, пока ведущее и ведомое лопастные колеса вращаются с разновеликими скоростями. Применительно к двигателю и к АКПП, гидротрансформатор выполняет роль сцепления в этом случае. Как только угловые скорости ведущего и ведомого колес выравниваются, реактор растормаживается и весь гидротрансформатор работает точно так же, как и гидромуфта.

Роль реактора в гидротрансформаторе

Конструктивно реактор устроен так, что его лопасти имеют точно заданный профиль и угол наклона. Благодаря этому и центробежной силе, скорость выбрасываемой трансмиссионной жидкости из лопастей реактора постоянно возрастает с увеличением скорости вращения коленчатого вала. Поэтому жидкость постоянно воздействует на лопасти ведущего колеса, стараясь его подтолкнуть. Это сделано вот для чего:

1. При увеличении скорости циркуляции трансмиссионной жидкости при стабильном режиме работы трансформатора, а точнее, стабильных оборотах коленвала, энергия внутри устройства накапливается, крутящий момент, естественно, увеличивается и передаётся на ведомый вал, на коробку передач.
2. Независимо от того, какое усилие прикладывают ведущие колеса для движения и преодоления препятствий, крутящий момент в гидротрансформаторе (режим его работы) изменяется бесступенчато и плавно.

Практически это выглядит так - автомобиль движется по ровной дороге, не меняя оборотов двигателя, но стоит ему начать преодолевать подъём, как усилие на ведущих колёсах изменится, автомобиль теряет скорость, следовательно, скорость вращения жидкости внутри трансформатора возрастает, автоматически и бесступенчато увеличивая усилие на ведущих колёсах. Примерно так вела бы себя обычная механическая коробка передач, но меняя передаточные отношения шестерён.

Признаки неисправности гидротрансформатора

Современные автоматические коробки с ног до головы окружены управляющей электроникой, а тот трансформатор, который мы только что рассмотрели, применялся ещё в 50-х годах прошлого века. Тем не менее общие проблемы старых и новых АКПП остаются:

1. Механический шум во время переключения передач говорит об износе опорных подшипников.
2. Вибрация на скоростях около 80 км/ч говорят о засорённой рабочей жидкости, которая срывает блокировку гидротрансформатора.
3. Срыв шлица на турбинном колесе.
4. Появившийся внезапно специфический запах говорит о перегреве АКПП и о возможном плавлении полимерных элементов.
5. Течи сальника гидротрансформатора.
6. При контроле уровня трансмиссионной жидкости иногда можно обнаружить на щупе металлическую пудру. Это говорит об износе торцевой шайбы, который стал следствием некорректной работы гидротрансформатора.

Ремонт гидротрансформатора проводится только а условиях специальной мастерской и квалифицированными специалистами, поскольку при восстановлении или замене деталей устройства могут возникнуть непредвиденные сложности. Берегите свои автоматы, удачных и увлекательных всем путешествий!