Устройство АКПП: структура, строение и принцип работы
Автоматическая Коробка Переключения Передач (АКПП) – вид трансмиссии в машине, в котором переключение скоростей осуществляется за счет электроники, не требуя внимания водителя.
История появления
Первая разработка, которую можно отнести к классу АКПП появилась в 1908 на заводе Форд в Америке. Модель Т, была оснащена планетарной, пока еще механической коробкой передач. Данное устройство не было автоматическим, и требовало от водителей определенного набора навыков и действий для управления, но была значительно проще в использовании, чем распространенные в то время МКПП без синхронизации.
Вторым важным этапом в появлении современных АКП был перевод управления сцеплением с водителя на сервопривод в 30-х годах 20 века фирмой Дженерал Моторс. Такие АКПП назывались полуавтоматическими.
Первая по-настоящему автоматическая планетарная КПП «Коталь» была установлена в Европе в 1930 году. В это время различные фирмы в Европе разрабатывали системы фрикционов и тормозных лент.
Чертеж КПП «Коталь»
Первые АКПП были очень дорогими и ненадежными, пока в конце 30-х годов не начались эксперименты по внедрению гидравлических элементов в их конструкцию для замены сервоприводов и электромеханических элементов управления. Этим путем развития пошла фирма Крайслер, которая и разработала первый гидротрансформатор и гидромуфту.
Современные конструкции АКПП были изобретены в 40–50 года 20 века американскими конструкторами.
В 80-ые годы 20 века АКПП начали оснащаться компьютерным управлением, для топливной экономии, появились 4-х и 5-ти ступенчатые АКПП.
Устройство автоматической коробки передач и принципы работы
Основные элементы конструкции АКПП всегда одинаковые:
Гидротрансформатор, который выполняет роль cцепления. Через него и передается вращательное движение на колеса автомобиля. Его главная задача обеспечивать равномерное вращение без толчков. Гидротрансформатор состоит из больших колес с лопастями, погруженными в гидротрансформаторное масло. Передача момента осуществляется не за счет механического устройства, а с помощью масляных потоков и давления. В гидротрансформаторе располагается и реактор, ответственный за плавные и качественные изменения крутящего момента на колесах автомобиля.
Гидротрансформатор в разрезе
Планетарная передача, которая содержит набор скоростей. В ней осуществляется блокировка одних шестерней и разблокировка других, определяя выбор передаточного числа.
Набор фрикционов и тормозных механизмов, ответственных за переход между шестеренками и выбор передачи. Эти механизмы блокируют и останавливают элементы планетарной передачи.
Устройства управления (гидроблок) – осуществляет управление устройством. Состоит из электронного блока, в котором и осуществляется управление коробкой с учетом всех факторов и датчиков, собирающих сведения (скорость, выбор режима).
Как работает автоматическая коробка передач?
При запуске двигателя в гидротрансформатор подается масло, давление начинает возрастать. Насосное колесо начинает двигаться, реактор и турбина неподвижны. При включении скорости и подачи бензина с помощью акселератора, насосное колесо начинает вращаться быстрее. Потоки масла начинают запускать вращение турбинного колеса. Эти потоки то отбрасывает на неподвижное реакторное колесо, то возвращает обратно к турбинному колесу, увеличивая его эффективность. Момент от вращения передаётся на колеса и автомобиль трогается с места. При достижении нужной скорости насосное и турбинное колесо двигаются одинокого быстро, при этом поток масла попадает на реактор уже с другой стороны (движение происходит только в одну сторону) и он начинается вращаться. Система переходит в режим гидромуфты. Если сопротивление на колесах растет (подъем в гору), реактор снова прекращает вращаться и обогащает крутящим моментом насосное колесо. Во время достижения необходимой скорости и момента, происходит смена передачи. Электронный блок управления подает команду, после чего тормозная лента и фрикционы тормозят пониженную передачу, а повышающее давление масла через клапан разгоняет повышенную, за счет этого и происходит переключение без потери мощности. При остановке двигателя или снижения скорости, давление в системе понижается и происходит обратное переключение. На выключенном двигателе гидротрансформатор находится не под давлением, поэтому запуск двигателя с «толкача» невозможен.
Преимущества и недостатки
По сравнению с механическими коробками передач, у автоматических есть весомые преимущества:
- автомобилем с АКПП проще и комфортнее управлять, дополнительные навыки и рефлексы водителю не требуются, переключения скоростей более плавные, что особенно актуально для перемещений по городу;
- двигатель и ведущие части автомобиля защищены от перегрузок и их ресурс повышается;
- ресурс многих АКПП значительно превышает аналогичный ресурс МКПП. При своевременном техническом обслуживании, необходимость ремонта наступает реже.
Расходные части, такие как, например, диск сцепления или тросик, отсутствуют, вывести из строя АКПП значительно сложнее. Ресурс АКПП американского и японского производства, при современном обслуживании может достигать миллиона километров.
Существует мнение, что у автомобилей с АКПП несколько больший расход топлива. Автомобили до конца 20-го века имели зачастую неправильно выбранные моменты и ограниченное количество скоростей (2–3). На современных АКПП количество передач составляет не менее 4–5 (на грузовых до 19). Современная компьютерная автоматика справляется с выбором крутящего момента и скорости ничуть не хуже водителя. Кроме того, расход топлива на машинах с МКПП сильно зависит от манеры езды и профессиональных умений водителя. У современных АКПП есть множество режимов, они адаптированы под стиль вождения автовладельца.
Коробка-атомат в разрезе
Серьезным недостатком АКПП является невозможность точного и безопасного переключения передач в экстремальных условиях – на обгоне, выезд из сугроба быстрым переключением задней и первой передачи (раскачка), запуск двигателя «с толкача». Однако, большинство городских жителей выберут комфортное перемещение по пробкам взамен возможностей «прошаренного» водителя.
Вторым заблуждением автолюбителей является то, что АКПП не предназначены для вождения автомобиля в условиях гонок и бездорожья. Гражданские АКПП действительно не предназначены для спортивного вождения и управления заносами — в них нет соответственного охлаждения для таких нагрузок, и моменты переключения выбраны для спокойного вождения в городских условиях. Однако, АКПП оснащенная дополнительным охлаждением и перенастроенная на быстрое переключение скоростей покажет лучшее результаты чем МКПП. Автомобили «Формулы-1» комплектуются АКПП и с очень быстрым движением справляются лучше, чем гоночные автомобили с МКПП. Долгие, управляемые заносы также возможны. Внедорожные автомобили уже продолжительное время оснащаются автоматами, которые на проходимость никак не влияют. Большинство водителей просто не понимают, как работает автоматическая коробка передач.
АКПП болида Формула-1
Характеристики и возможности
АКПП позволяет лучше управлять автомобилем, снижая требования к действию водителя – управление сцеплением и ручкой переключения, делает вождение менее утомительным. АКПП имеет нейтральное положение, положение парковки (вращение коробки блокируется дополнительно с помощью агрегатов), заднюю передачу и несколько скоростей для движения. Переключение осуществляется исходя из скорости и условий (например, при движении на подъеме, автоматически может включаться пониженная скорость). Время переключения исправной коробки передач для городских автомобилей составляет в районе 150 мс, что значительно быстрее реакции обычного водителя.
Основным органом управления АКПП является ручка переключения передач, она может располагаться в районе руля (старые американские и японские седаны либо современные минивэны) либо на традиционном месте расположения рычага АКПП. На старых моделях люкс класса коробка могла управляться с помощью кнопочной панели.
Во избежание случайных переключений или опасных ситуаций, в АКПП применяются различные виды защит. В автомобилях с АКПП нельзя запустить двигатель если селектор находится в положении скорости. Переключение режимов осуществляется с помощью кнопки для напольных компоновок рычага, или оттягивания рычажка при расположении на руле. С парковки автомобиль можно снять только при нажатом тормозе. В некоторых случаях прорезь выполняется в виде ступенек.
Общепринятые режимы АКПП:
P – парковка, АКПП механически заблокирована, при нахождении в горизонтальных поверхностях использование стояночного тормоза необязательно.
N – нейтраль. Можно осуществлять буксировку автомобиля.
L(D1, D2, S)– езда на пониженной передаче ( 1 передаче либо 2 передаче).
D – автоматический режим переключения с первой по последнюю скорость.
R – режим заднего хода. Кроме того, на АКПП может присутствовать кнопка overdrive, запрещающая переход на более высокую передачу при обгоне.
Нейтральная передача обычно располагается между D и R либо R находится в противоположном конце ручки селектора. Это требование было введено во избежание аварийных ситуаций на дороге и парковке.
Удаление царапин на кузове автомобиля без покраски.
НЕ ТРАТЬТЕ ДЕНЬГИ НА ПЕРЕКРАСКУ!
Теперь Вы сами сможете всего за 5 секунд убрать любую царапину с кузова вашего автомобиля.
Так же в АКПП могут присутствовать различные режимы и протоколы работы. Eco – экономный режим, для разных фирм реализован по-разному.
*Snow(Winter) – троганье с места со второй либо с третьей передачи для скользкого дорожного покрытия или перемещения в сугробе или грязи.
*Sport(Power) – передачи переключаются при более высоких оборотах двигателя.
*ShiftLock (кнопка или ключ) – разблокирование селектора при выключенном двигателе, применяется для транспортировки машины если вышел из строя двигатель или аккумулятор.
Некоторые АКПП имеют режим ручного переключения передач. Самым удачным и распространённым вариантом такой АКПП стал Типтроник, созданный компанией Порше. Отличительной чертой является орган управления, он выполнен в виде буквы Н и имеет символы «+» и «–« .
Типтроник Porsche Cayenne
Кроме Типтроника к автоматам можно отнести вариатор и роботизированную КПП.
Особенности автомобиля с автоматом
Устройство автоматической коробки передач является более сложным, чем МКПП. Ремонт АКПП значительно сложнее — она состоит из куда большего количества запчастей. Обычно о неисправностях АКПП свидетельствуют пинки и паузы при переключении передач, задний ход или одна из скоростей, могут вообще пропасть. В иных случаях, автомобиль может перестать двигаться.
АКПП в процессе ремонта
Диагностика АКПП обычно проводится в несколько этапов:
Визуальный контроль масла. Если масло черное или содержит в своем составе металлические осколки – это свидетельствует о внутреннем повреждении или износе АКПП. Необходима замена масла в АКПП, что может решить основную часть проблем.
Диагностика ошибок с помощью разъема диагностики. Могли выйти из строя электронные элементы управления коробкой (датчики, компьютер), после чего коробка нормально функционировать не может.
Тест-драйв работы АКПП, для этого изучают поведение коробки во время езды.
Замеры давления в каждом режиме работы АКПП.
Осмотр внутреннего состояния АКП.
Ремонт АКПП своими руками может подразумевать только с 1 по 3 пункт данного списка. Для остальных операций понадобиться теплый бокс, специальное оборудование и опытный специалист. Последняя операция потребует подъемника, крана и целого набора инструментов. Снятие, установка и замена АКПП один из самых сложных и трудоемких в ремонте автомобиля. Ремонт внутренностей АКПП может быть сопоставим по стоимости с установкой новой или контрактной коробки. Будет лучше, если диагностика АКПП и ремонт будут произведены специалистами.
Снятие АКПП для ремонта
Чтобы избежать таких неприятностей необходимо следить за уровнем и цветом масла в коробке и своевременно его менять (когда написано в регламенте). Для разных АКПП применяются различные масла, описанные в литературе по автомобилю. В машинах фирмы Хонда применяется свое особенное масло, если залить другое коробка может выйти из строя.
Эксплуатировать автомат необходимо максимально бережно, не допуская пробуксовок, постоянных резких торможений и ускорений.
В холодное время года автомату необходимо дать время насытиться загустевшим маслом. Для этого необходимо прогреть автомобиль, включить передачу и постоять на тормозах не менее минуты, после чего можно трогаться.
Для большинства людей соблюдение такого рода простых операций не доставит проблем. В их случае, АКПП прослужит им очень долго. Современные АКПП очень надежны по конструкции, стоят не особо дороже своим механических собратьев, дарят чувство комфорта за рулем и серьезно облегчают жизнь любого водителя.
Как управлять автоматической коробкой передач
Сейчас, наверняка, найдется совсем немного противников утверждения, что коробки передач с автоматическим их переключением довольно быстрыми темпами вытесняют с рынка механические КПП. Кстати, а вы знаете в чем разница между АКПП и МКПП? Но, несмотря на то, что подавляющая часть водителей выбирает автомобиль с коробкой автоматом, лишь малая их часть правильно пользуется «автоматом», что может повлечь существенное снижение эффективности или, что гораздо хуже, поломке узла.
Пользоваться коробкой автоматом очень просто и удобно
И, помимо базовых знаний о том, что АКПП автоматически выбирает передаточное число, наиболее подходящее условиям движения, и, тем самым наделяет езду удобством, каждый водитель должен знать основные принципы правильного использования такого агрегата, дабы не сокращать срок его службы.
Коробка автомат – как пользоваться
Прежде всего следует разобраться, как переключаются режимы в автоматической коробке передач
Режимы переключения и управления АКПП
Управление автоматической коробкой передач состоит в следующем.
• Парковочный (буква Р на селекторе) – предназначен для пуска двигателя. Переключение в позицию Р производится после полной остановки и постановки авто на «ручник»;
• Движение вперед (D) – стандартный режим работы АКПП, используемый чаще остальных;
• Реверс (задний ход, позиция R) – автомобиль способен двигаться только назад. Переключение во время остановки с нажатой педалью тормоза;
• «Нейтралка» (N) – режим, когда двигатель и коробка автомат полностью разомкнуты. Чаще всего используется для прогревания мотора на холостых оборотах при холодной погоде;
• D3 (S) — Режимы пониженной передачи: переключается на спусках или подъемах. Автомобиль больше тормозит двигателем;
• D2 – предназначен для тяжелых условий (скользкое покрытие, горная дорога и т.п.). Движение возможно на первой и второй передаче. Движение на третьей и четвертой передаче запрещено.
• D1 на японских автомобилях обозначается как L — движение возможно только на первой передаче. В основном применяется при торможение двигателем на крутых спусках, движение по грязной, заболоченной или заледенелой дороге, где нужно двигаться «внатяг», без перегазовки.
Дополнительные режимы работа АКПП
Кроме того, более современные коробки автоматы оснащаются все большим количеством добавочных алгоритмов работы: нормальный или обычный (N), экономичный (Е), спорт-режим (S) и прочие. Имеется режим овердрайв, этот режим обсуждается в отдельной статье.
Основные правила использования коробки автомата
Прежде всего следует помнить, что автоматические коробки не любят резких ускорений и длительной пробуксовки колес – это приводит к их перегреву «автоматов». В случае невозможности движения ни в одном направлении не стоит лихорадочно перемещать кулису в пазу селектора, а лучше обратиться за посторонней помощью и подтолкнуть или отбуксировать авто. Общий процесс вождения автомобиля и использования коробки автомата состоит в следующем. Чтобы начать пользоваться коробкой автоматом нужно:
- утопить педаль тормоза, селектор из положения Р, N или R переключается в положение D;
- автомобиль снимается с ручного тормоза;
- после плавного отпускания педали тормоза машина понемногу и плавно начнет двигаться вперед;
- для наращивания скорости следует больше задействовать акселератор, что будет сопровождаться повышением передач; — для снижения скорости достаточно ослабить давление или полностью отпустить педаль газа. Передачи будут сменяться уже в сторону понижения;
- при желании более существенного замедления или остановки необходимо задействовать тормоз, а во время возобновления движения достаточно снова прибегнуть к педали газа;
- важно помнить, что при таком ритме езды коробка передач должна постоянно находиться в «драйве» (положение D), сменять который целесообразно лишь во время длительной стоянки.
Добавочные алгоритмы работы автоматической коробки
Зимний режим «автомата» Зависимо от изготовителя он может иметь различную маркировку: Winter, значок *, Snow, W и т.п. Основным предназначением зимнего режима является минимизация пробуксовки, для чего исключается активация первой передачи. Для старта используется вторая ступень, что позволяет более плавно передать колесам крутящий момент, что очень важно на скользком покрытии. Любая смена передачи проходит при пониженных оборотах двигателя, обеспечивая тем самым плавность работы КПП и практически полностью исключая возможность возникновения заноса. При теплой температуре окружающего воздуха активизировать данный алгоритм строго запрещено.
Категорически запрещается переводить рычаг переключения скоростей в положение «Р» и «R» в движение. Чтобы перевести рычаг в это положение нужно остановиться. Иначе можно вывести из строя автоматическую коробку. Не рекомендуется также во время движения переводить рычаг в положение «N», это может вызвать занос, особенно на обледенелой дороге.Во все остальные положения рычаг переключения скоростей во время движения переводить можно. Также рекомендуется переводить рычаг в положение «N» при длительных остановках с работающим двигателем, например, в пробках или светофорах. Особенно это актуально летом, при высоких температурах, так как поможет избежать перегрева «автомата».
Видео : Как пользоваться автоматической коробкой АКПП
Особенности при управление автомобилем с АКПП
Во-первых , следует отчетливо помнить, что ни одна АКПП «не любит» работать непрогретой, особенно с повышенной нагрузкой. Именно по этой причине, даже при теплой температуре окружающего воздуха, первые несколько километров после длительной парковки следует проехать с низкой скоростью и без энергичных ускорений, дабы прогреть масло в трансмиссии. Также важен тот момент, что коробке передач нужно немного больше времени для выхода на рабочую температуру, нежели двигателю. Для быстрейшего прогрева автоматической коробки в холодную погоду можно стоя на месте несколько раз поменять режимы работы, постоять с активированным режимом D (удерживая тормоз) или же в начале движения на непродолжительное время активировать зимний режим.
Вторым моментом следует придерживаться дорог с хорошим покрытием. Поскольку современные коробки передач, даже механические, не отличаются любовью к бездорожью. Исключение – специальные автомобили, приспособленные к подобным условиям. Также автоматические трансмиссии плохо реагируют на буксировку тяжелых прицепов или других автомобилей. В таких ситуациях они подвержены быстрому перегреву, что значительно ускоряет износ. Кроме того, избегайте и буксировки самого «автоматического» авто. Некоторые исключения могут быть отражены в инструкции к машине, но они мало когда выходят за границы расстояния в 50 км и скорости перемещения более 50 км/ч.
Нужен ли автомобилю с коробкой автоматом ручной тормоз?
Абсолютно все автомобили оборудованы стояночным тормозом. Отличаются лишь механизмы его реализации: механический, электромеханический или полностью электронный. Однако, несмотря на это, подавляющее большинство владельцев авто с АКПП пренебрегают его использованием, мотивируя это тем, что достаточно поставить машину на «паркинг», а при короткой остановке и вовсе достаточно и рабочего тормоза. Но, к сожалению, такой подход не верен. Поскольку даже в инструкции производителя предписывается постоянное использование ручного тормоза при длительной стоянке. Вероятнее всего такая предосторожность вызвана банальной перестраховкой автомобильных компаний, которую, справедливо говоря, сложно назвать излишней. Тем более что существует множество ситуаций, в которых невозможно обойтись без «ручника»:
- его следует обязательно активировать при остановках или оставлении машины с работающим двигателем;
- ручной тормоз будет незаменим в качестве страховки при замене колеса или проведения подобных манипуляций;
- при незапланированной остановке на спуске или подъеме селектор автоматической трансмиссии потребует к себе излишних усилий при переводе в Р, если не будет затянут стояночный тормоз. В подобной ситуации, при начале движения, ослаблять «ручник» следует только после перевода селектора из «паркинга» в «драйв» Не лишним будет напомнить, что сколь бы опытным ни был водитель, только лишь соблюдение предписанных производителем последовательностей и условий эксплуатации АКПП позволить минимизировать проблемы в ее работе и максимизировать удовольствие от удобной езды. Ну а основным аргументом станет гарантированное достижение указанного срока службы коробки автомата.
Видео: Как водить машину с автоматической коробкой передач. Принципы управления
https://akppgid.ru/vse-ob-akpp/ustrojstvo-akpp.html
