Коробка автомат ассоциируется с картиной лёгкого и приятного вождения. Новички быстро обучаются управлению автомобилем. Водитель в пробке меньше устаёт без постоянных дёрганий за рычаг коробки. Снижается вероятность возникновения аварий. Кроме того, автоматическая трансмиссия защищает двигатель от перегрузки. Злоупотребление возможностями АКПП приводит к появлению рывков и заеданию передач. Чтобы коробка работала исправно, нужно знать её сильные и слабые стороны.

Что такое АКПП

Чтобы мощность двигателя переходила к колёсам при минимальном участии водителя, с середины ХХ века автомобили стали оснащаться автоматическими трансмиссиями. С каждым годом автоматы становятся компактнее, экологичнее и комфортнее в управлении. Электроника «подгоняет» работу коробки под режим движения, снижая нагрузку на двигатель машины и АКПП.

Коробка автомат — прочный и надёжный агрегат, но совершая одни и те же ошибки при эксплуатации, можно сломать трансмиссию. Кроме того, усовершенствованные конструкции капризны и требуют регулярного техобслуживания. Чтобы не загубить автомат, нужно знать что такое АКПП: из чего состоит и как работает. Знания помогут предотвратить преждевременный износ и дорогостоящий ремонт коробки.

Устройство коробки автомат

Существуют разные конструкции АКПП:

• «классическая»;
• вариаторная бесступенчатая CVT;
• роботизированная механическая DSG.

Устройство автоматической «классической» коробки передач можно разбить на функциональные части:

1. Гидротрансформатор — он же сцепление, состоит из лопастных колёс. Насосное соединено с маховиком двигателя, а турбинное — с валом коробки. Между колёсами установлен реактор, который превращает режим гидромуфты в трансформатор. Колёса между собой не соединены, крутящий момент передаётся через давление масла. Жидкость поглощает вибрации и рывки от работы двигателя и автомата. Преобразование момента в гидротрансформаторе имеет ограниченный интервал, поэтому в коробке установлен редуктор.
2. Планетарный редуктор переключает скорости в автомате за счёт изменения передаточных чисел на шестернях. Планетарный механизм АКПП состоит из центральных зубчатых колёс разного диаметра – солнечного и коронного. Между ними обкатываются сателлиты, оси которых соединены на водиле. Вращая одни элементы и тормозя другие, получают разные скорости на выходе. Для блокировки шестерней установлены муфты, тормозные ленты и фрикционные диски.
3. Гидравлическая система. Сюда входит масляный насос, фильтр, толкатели, гидрораспредительная плита — гидроблок с электроклапанами. ATF в автомате служит рабочим телом для передачи момента двигателя, создаёт давление на фрикционы, защищает детали коробки от перегрева, истирания, коррозии. Масляный насос подаёт жидкость в коробку и поддерживает постоянное давление. Фильтр задерживает продукты износа автомата, которые приходят с маслом. По каналам гидроблока жидкость поступает к планетарным звеньям.
4. Электронный блок содержит схему управления АКПП: отслеживает показания датчиков коробки, положение селектора, педалей, систем ABS, ESP и т.д., затем выдает управляющие сигналы к исполнительным механизмам, в соответствии с программным алгоритмом.

Читать
Диагностика и ремонт АКПП Mazda своими руками

Устройство вариаторной коробки отличается от АКПП тем, что она работает без фиксированных скоростных ступеней. В качестве механизма для изменения передаточного числа используются шкивы с конусами на входном и выходном валах, между которых натянут ремень. Для включения задней скорости в автомате установлена планетарная передача.

Устройство и принцип работы роботизированной коробки больше схож с МКПП, чем с АКПП. DSG имеет два сцепления и соединена с двигателем через первичный вал, которых у робота тоже два. Входные валы соединяются с выходными через систему зубчатых колёс. Для переключения скорости между шестернями вторичных валов установлены синхронизаторы. Управляет работой коробки электронный блок Мехатроник.

Читать

Устройство и принцип работы гидромеханической коробки передач

Компоненты АКПП

• гидротрансформатор
  , который заменяет сцепление, и не потребует участия и управления со стороны шофера.
• вместо блока шестерен в АКПП установлен планетарный ряд
  . Эта часть помогает изменить отношение в АКПП при переключении трансмиссии.
• передний и задний фрикцион
  , а также тормозная лента, благодаря которым осуществляется непосредственно переключение передач.
• последняя и самая важная деталь – устройство управления
  , которое представляет собой узел из поддона коробки передач, насоса и клапанной коробки, выполняющей функции контроля. Данный компонент передает данные о движении посредством знаков, которые передают сигнал к действию самой АКПП.

Устройство и работа автоматической коробки передач.

Из всех основных компонентов уделим наибольшие внимания гидротрансформатуру коробки.

В состав гидротрансформатора входят:

1. центробежный насос;
2. статор;
3. центростремительная турбина;
4. насосное колесо;
5. турбинное колесо;

Статор является направляющим аппаратом, который расположен между данных деталей. С коленчатым валом двигателя связано насосное колесо, а с валом коробки передач — турбинное. У реактора 2 функции. Он может вращаться или блокироваться обгонной муфтой.

Основной задачей гидротрансформатора является гашение сильных толчков, которые передаются трансмиссией к двигателю и в обратном направлении. Данный аппарат увеличивает период эксплуатации данных деталей. При помощи жидкого масла осуществляется передача крутящего момента от двигателя к АКПП.

Для того, чтобы АКПП работала долго и исправно, необходимо регулярно проходить диагностику на станции техобслуживания.

Обращайте внимание на следующие детали:

• передачи должны переключаться за 1 секунду, максимальное время — 1,5 секунды;
• оповещение переключений осуществляется легкими толчками;
• переключение передач должно быть бесшумным.

Принцип работы автоматических коробок

Принцип работы всех видов АКПП сводится к изменению передаточного числа для преобразования мощности двигателя. Производители автомобилей подбирают автоматические трансмиссии так, чтобы потенциал силового агрегата был полностью использован. Работа коробки автомат передаёт усилие от мотора к колёсам с минимальными потерями, за счёт отсутствия разрыва сцепления.

Классическая автоматическая коробка передач

Автоматическая коробка включается с запуском двигателя. Приводится в действие маслонасос для создания жидкостного давления в автомате. Насосное колесо гидротрансформатора раскручивается со скоростью коленвала. Турбинное и реакторное колёс в это время неподвижны.

Водитель нажимает педаль газа и переключает селектор автомата. Двигатель раскручивается, а вместе с ним насосное колесо. От лопастей под действием центробежных сил масло отбрасывается к турбине, заставляя ее вращаться. Жидкость отталкивается обратно к насосному колесу, усиливая его вращение.

В некоторых моделях коробки автомат на скорости 20 — 60 км/ч гидротрансформатор блокируется муфтой. Автомат и мотор жёстко сцепляются, и потерь мощности не происходит, но масло быстрее загрязняется от перегрева и износа фрикционной накладки. Крутящий момент от двигателя переходит по выходному валу в планетарную коробку.

Как работает АКПП далее:

1. В планетарном механизме вращаются шестерни и свободные фрикционные диски. Неподвижные диски сцеплены с корпусом автомата.
2. Электронный блок определяет скорость автомобиля и нагрузку двигателя по показаниям датчиков. Затем передаёт сигнал в гидроблок, что пора переключать передачу. Масляный насос подаёт рабочее давление в каналы гидроплиты.
3. Движение масла в АКПП происходит по следующей схеме. От маслонасоса жидкость проходит через фильтр к гидроблоку. Открывается соответствующий соленоид, пропуская масло к планетарному звену. Жидкость давит на поршни, которые сжимают фрикционные диски.
4. Блокируется элемент планетарного ряда, жёстко связанный с фрикционом, например корона. Теперь крутящий момент передаётся через солнце и водило, при этом меняется передаточное отношение, т.е. скорость вращения и передаваемое усилие выходного вала автомата.
5. Одновременно разблокируется элемент предыдущей передачи.

Автоматическая коробка с ручным режимом управления (Tiptronic, Autostick) даёт возможность водителю задавать команды на переключение передач, но сами переключения проходят также под управлением электронного блока.

Роботизированная КПП

Принцип работы автоматической роботизированной коробки передач (DSG) схож с работой МКПП под управлением электроники. От других трансмиссий робот отличается одновременной работой двумя сцеплениями. Это позволяет переключать скорости быстро, плавно без потери мощности двигателя.

Читать

В чем отличие вариатора от автомата: как узнать и что надежнее

В начале движения в автомате DSG одновременно включаются первая и вторая скорости, но у второй сцепление разомкнуто. Таким образом коробка «готовится» ко включению повышенной передачи. В момент переключения сцепление первой ступени размыкается, а второй смыкается. Для понижения передачи переключения проходят в обратном порядке.

Как и в механической коробке, синхронизаторы переключают скорости, блокируя шестерни, но в автомате муфты действуют под управлением гидравлических цилиндров. Сцепления также работают от гидравлических приводов.

Роботизированную коробку можно представить как две коробки чётных и нечётных передач, которые работают одновременно под управлением Мехатроника.

Вариатор

Принцип действия вариаторной АКПП сводится к изменению диаметров ведущего и ведомого валов и ременной передачи между ними. Конические формы на валу синхронно сходятся и расходятся, увеличивая или уменьшая площадь соприкосновения ремня.

Как работает автомат, когда нужно передать максимальное усилие:

1. По сигналу электронного блока гидравлический или сервопривод раздвигает конусы ведущего вала. Ремень «проваливается» в центр шкива и проходит по малому радиусу.
2. Конусы ведомого вала в этом случае сдвинуты. Ремень проходит по большему радиусу.
3. Ведущий вал делает несколько оборотов, чтобы ведомый прошёл 1 круг.

Чтобы создать наименьшее передаточное отношение коробки, нужно изменить радиусы огибания ремнём на противоположные.

Сцеплением вариатора CVT служит гидротрансформатор, что и в «классике».

Механизмы коробки работают в масляной среде, но состав ATF для CVT отличается свойствами от обычной ATF.

Особенности конструкции автоматических трансмиссий

Большинство автолюбителей, купившие автомобили с автоматической трансмиссией, на первых порах, не могут расстаться с рычагом переключения скоростей, поскольку привыкли, управляя автомобилем с механической трансмиссией, регулировать ним скорость движения. К тому же было необходимо постоянно следить уровень нагрузки на двигатель, регулировать скорость движения автомобиля.

Все эти выше перечисленные процедуры уходят в не бытие, при покупке автомобиля с автоматической трансмиссией, поскольку автоматическая коробка передач не требует систематического использования рычага переключения скоростей. В отличие от механики, автоматическая трансмиссия позволяет регулировать скорость движения автоматически, которая зависит от нагрузки, с которой работает двигатель, скорости движения автомобиля, ну и само собой от вашего личного желания.

Если сравнивать автоматическую трансмиссию с механической коробкой передач, то можно увидеть, что автоматическая трансмиссия имеет целый ряд преимуществ:

• водитель автомобиля, имеет большую возможность, сосредоточиться на управлении автомобилем, а не отвлекаться на переключение скоростей, ему не нужно столь кропотливо прислушиваться к работе двигателя и т. д;
• в отличие от механики, когда переключение скоростей производится по усмотрению водителя, в автоматической трансмиссии, переключение скоростей выполняется автоматически, когда автомобиль наберет необходимых оборотов;
• оберегает двигатель и автомобиль в целом от случайных перегрузок;
• переключение скоростей можно производить как в ручном, так и автоматическом режиме.

Современные авто производители предлагают на выбор покупателей автоматические трансмиссии в двух исполнениях. Различие между ними лишь в системе управления и в системе, которая контролирует работу трансмиссии. В трансмиссиях первого типа, специальное гидравлическое устройство берет на себя обязанности по управлению и контролю. Во втором случае эти функции благополучно выполняет специальный электронный блок. В остальном отличий между двумя выше представленными автоматическими коробками передач нет.

Отличаются друг от друга АКПП, которые устанавливают на переднеприводные и заднеприводные автомобили. В основном различия проявляются в компоновке и принципу действия трансмиссии. К примеру, автоматическая трансмиссия переднеприводного автомобиля, имеет меньший размер, по сравнению со своими собратьями. К тому же, механизм такой трансмиссии оборудуется отделением для главной передачи – дифференциала. Как бы там ни было, структурные различия не столь влияют на трансмиссии. Все они имеют почти одинаковые функции и обязанности, с которыми прекрасно справляются, не зависимо от типа автомобиля и т.д.

Для обеспечения стабильного движения и выполнения, положенных на них функций, автоматические трансмиссии комплектуются специальными механизмами и электронными устройствами. Зачастую в комплект входит:

• механизм, отвечающий за выбор режима движения;
• гидротрансформатор;
• блок, который управляет работой трансмиссии;
• блок контроля.

Механизм, отвечающий за выбор режима движения – это есть не что иное как рычаг, который размещается в автомобиле, по правую руку водителя. С его помощью, водитель может выбирать направление движения автомобиля – как двигаться вперед или назад, так и работать в режиме «парковка» или «нейтраль». Движение вперед можно осуществлять в трех режимах:

• на пониженных оборотах;
• при средних оборотах;
• при нормальном режиме работы двигателя.

Все эти режимы наносятся на рукоятку управления автоматической трансмиссией. Обозначения могут иметь разный вид. Все зависит от изготовителя. Зачастую первый режим обозначается символом «L» или цифрой «1», соответственно второй режим «S», «2» или знаком умножения, третий режим буквой «D» или «D-3».

Режим движения на пониженных оборотах или на низкой скорости рекомендуется использовать как первую передачу, когда необходимо преодолеть крутой подъем, двигаетесь по дороге, которая находится в плохом состоянии и вам необходимо постоянно сбрасывать обороты, чтобы преодолеть ту или иную яму или выбоину.

Режим движения на средних оборотах состоит из двух передач или, одним словом, с одного переключения. К примеру, вы едете на второй скорости с выжатой педалью акселератора, но до достаточно вам ее отпустить, как в течение небольшого промежутка времени (до 8-10 секунд), за счет торможения двигателем, система переключит вас на первую скорость. В результате, вам не понадобиться пользоваться педалью тормоза. Двигаться в таком режиме движения рекомендуется, когда вам необходимо преодолеть обледеневшую и скользкую дорогу, дорожное полотно имеет большое количество ям и выбоин.

Установив рычаг управления трансмиссией в положение нормальный режим движения, вы имеете возможность ездить по дорогам с нормальным дорожным покрытием, двигаться на большой скорости, поскольку этот режим обеспечивает прекрасную маневренность и устойчивость. Помимо выше представленных режимов, коробка может также работать в следующих режимах:

• «P» — режим парковки применяется при длительной остановке или стоянке ;
• «R» — данный режим использую при движении по серпантину и других дорогах, где необходима повышенная маневренность автомобиля;
• «N» — этот режим позволяет свободно двигаться автомобилю как вперед, так и назад, а также временно парковаться при работающем двигателе.

Но, запускать двигатель разрешается лишь в тех случаях, когда рычаг управления автоматической трансмиссией находиться в положениях «N» или «P».

Как показывает практика, зачастую мы делает неправильные переключения. Особою опасность таит в себе ошибка, которую может сделать неопытный водитель, когда двигаясь вперед, переводит рычаг в положение «R».

Чтобы избежать подобных оплошностей, производители автоматических трансмиссий так сконструировали рычаг управления, что переключать в разрешенные положения можно как при движении, так и находясь в режиме парковка. Но если вам необходимо перейти в режимы «L» или «R», без нажатия на специальный фиксатор просто не обойтись. Данный фиксатор был специально разработан, чтобы исключить возможные поломки и перегрузки трансмиссии из-за нашей халатности и не внимательности. Кроме того, перевести в выше перечисленные режимы даже с зажатой кнопкой вам не удастся, поскольку чтобы перейти в режим «R» будет необходима полная остановка автомобиля, а чтобы перейти в режим «L» необходимо сбросить до минимума обороты двигателя.

Помимо этого, автоматические трансмиссии имеют еще одно конструктивное преимущество – это специальная система, которая автоматически переводит коробку на более низкую передачу. Включается в действие эта система, в том случае, когда вы резко нажимаете на педаль газа. Данная система позволяет значительно набирать скорость движения автомобиля, когда это необходимо, например, когда вам необходимо выполнить обгон, впереди движущегося автомобильного средства. Но использование трехступенчатого режима работы автоматической трансмиссии . Но использование трехступенчатого режима работы автоматической трансмиссии приводит к, пускай не значительному, но перерасходу топлива. По этой причине разработчиками автоматической коробки передач, трансмиссия была оборудована, четвертой передачей, которую обозначают «0/D» и «D4». Переход на четвертую передачу производиться при помощи специального переключателя, в виде кнопки, которая обычно располагается либо на передней панели, либо на рычаге управления режимами движения. Использовать четвертую передачу целесообразно при движении автомобиля со скоростью больше 40 км/час, когда не требуется большой крутящий момент.

Помимо выше перечисленных устройств и новшеств, автоматические трансмиссии оснащаются специальным гидротрансформатором, на которого положены обязанности сцепления. Устанавливается гидротрансформатор в специальный кожух, который располагается между двигателем и автоматической трансмиссией. Заполняется гидротрансформатор трансмиссионным маслом, в процессе движения автомобиля испытывает достаточно большие нагрузки. Помимо передачи крутящего момента и запуска в работу масляного насоса, который расположен в коробке трансмиссии, этот узел способен поглощать и сглаживать колебания, которые возникают при работе двигателя. С помощью масляного насоса создается и поддерживается давление в системах управления и контроля, без которых работоспособность всей системы может быть нарушена.

Бытует мнение, что автомобиль с автоматической коробкой передач можно привести в действие без стартера, с буксира. Но это мнение ошибочно, поскольку данный насос питается от энергии двигателя и как бы вы не пытались завести автомобиль при не работающем двигателе, у вас ничего не получится.

Чтобы обеспечить стабильный коэффициент передаточного числа автоматические трансмиссии также комплектуются специальными планетарными механизмами, которые способны обеспечить систему стабильным передаточным показателем.

Управлять вышеперечисленными устройствами и новшествами водителю позволяют системы управления и контроля. Управление происходит через трансмиссионную жидкость и специальные гидравлические сигналы, которые формируются в системах контроля и управления.

В рамках данной статьи мы постарались рассмотреть список наиболее популярных устройств, которыми оборудуются современные автоматические трансмиссии, но время не стоит на месте. Технология производства АКПП развивается и возможно уже завтра будет введено новшество, которое сможет кардинально изменить работу автоматических трансмиссий, но это уже будет темой следующей статьи.

Режимы работы

Управление АКПП водителем происходит через селектор. Каждое положение рычага рассчитано под определённые условия движения. Количество и виды режимов зависят от модели автоматической коробки передач. Расшифровка обозначений указана в инструкции по эксплуатации к автомобилю. Основные режимы работы автомата приведены в таблице.

Читать

Переключение селектора передач АКПП на ходу

Переключать коробку автомат в ручной режим необходимо:

• при подъёме или спуске с горки;
• по бездорожью, чтобы не перегреть автомат пробуксовкой;
• для длительного обгона, прохождения крутых поворотов и других манёвров.

Особенности эксплуатации АКПП

• Автоматическую коробку передач нужно хорошо прогревать
  , прежде чем начать движение (зимой это особенно актуально).
• При управлении АКПП переводить рычаг селектора переключения в положениях P и R во время движения
  , настоятельно
  не рекомендуется
  .
• Ненужно включать нейтральную передачу
  вовремя спуска с горы, якобы
  экономии топлива
  , — его все равно не будет, а вот проблемы с торможением, могут возникнуть.
• Тормозить двигателем можно не на всех режимах КПП. Этот пункт эксплуатации нужно изучить подробно в руководстве по эксплуатации конкретного автомобиля, пренебрежение такой особенности может стоить дорогого ремонта.

Как пользоваться автоматической коробкой передач

Правильная эксплуатация АКПП начинается с момента запуска мотора:

• селектор выставить в режиме «Р». Двигатель не включится, если сработает блокировка запуска из-за неправильного положения рычага автомата. Кроме того, машина не откатится;
• перед включением мотора нажать педаль тормоза;
• для разблокировки некоторых моделей автоматов нужно вставить и повернуть ключ зажигания (см. мануал к автомобилю).

Как пользоваться коробкой автомат в начале движения:

1. Вставить ключ в замок зажигания.
2. Проверить положение селектора.
3. Нажать педаль тормоза.
4. Запустить двигатель.
5. В зимнее время прогреть АКПП, переводя рычаг во все положения и обратно.
6. Переключить коробку автомат в режим «D».
7. Плавно отпустить тормоз.
8. Нажать педаль газа. От силы нажима зависит скорость разгона. В зимнее время первые 10 км нужно ехать со скоростью 20 км/ч.
9. Для остановки отжать педаль газа и нажать тормоз.
10. Чтобы выйти из машины, нужно поставить переключатель АКПП в режим «P».

Использование нейтрали на светофоре приводит к гидроударам и износу автомата. В пробках используют режим «D». Если нужно остановится, нажимают педаль тормоза.

Плюсы и минусы автоматической КПП

Плюсы и минусы разновидностей АКПП представлены таблицей. Главное достоинство всех конструкций, что передачи в автомате переключаются с помощью электроники, не требуя внимания водителя. Отсюда же следует недостаток: наличие электронных компонентов усложняет конструкцию коробки, удорожает ремонт и появляется вероятность программных ошибок.

Заключение

Автоматическая коробка может быть ступенчатой, бесступенчатой, роботизированной. Любая из конструкций автомата управляется компьютером и нуждается в чистой трансмиссионной жидкости. Чтобы автоматическая коробка работала без проблем и лишних расходов, нужно соблюдать правила использования агрегата и заботиться о его состоянии.