Принцип роботи автоматичної коробки передач

Динаміка автомобіля залежить від виду трансмісії, що використовується. Виробники машин постійно випробовують та впроваджують нові технології. Однак багато автолюбителів експлуатують транспортні засоби на механіці, вважаючи, що вони зможуть уникнути великих фінансових витрат на ремонт АКПП. Проте коробка-автомат легша і зручніша у використанні, вона незамінна в густонаселеному місті. Наявність всього 2-х педалей у автомобіля з автоматичною коробкою передач робить його найкращим видом транспорту для недосвідчених водіїв.

Що таке АКПП та історія її створення

Під АКПП розуміється трансмісія, яка без участі автомобіліста обирає оптимальний показник передавального числа згідно з умовами пересування. В результаті забезпечується плавність ходу ТЗ та комфорт для самого водія.

Керування коробкою передач.

Історія винаходу

Основою автомата вважають планетарну коробку передач та гідротрансформатор, який створив німець Герман Фіттенгер у 1902 році. Винахід спочатку передбачалося використовувати у галузі суднобудування. У 1904 р. братами Стартевентами з Бостона було представлено інший варіант АКПП, що з 2-х коробок передач.

Перші автомобілі, на яких були встановлені планетарні коробки, випускалися під назвою Ford T. Принцип їх роботи полягав у наступному: водій перемикав режим їзди за допомогою 2-х педалей. Одна відповідала за підвищення та зниження передачі, інша забезпечувала рух назад.

У 1930-х роках конструктори General Motors випустили напівавтоматичну трансмісію. У машинах ще передбачалося зчеплення, натомість гідравліка керувала планетарним механізмом. Приблизно в ці роки інженери Крайслера додали в коробку гідромуфту. Двоступінчаста коробка замінилася овердрайвом - передачею, що підвищує, де передатне число менше 1.

Перша АКПП з'явилася 1940 р. у General Motors. У ній поєднувалися гідромуфта та чотириступінчаста планетарна коробка, а автоматичне керування досягалося за рахунок гідравліки.

Плюси і мінуси АКПП

Кожен типу трансмісії є шанувальники. Але гідроавтомат не втрачає своєї популярності, оскільки має безперечні переваги:

• передачі активуються автоматично, що сприяє повному зосередженню на дорозі;
• процес початку руху максимально полегшений;
• ходова частина з двигуном експлуатуються у більш щадному режимі;
• прохідність машин із АКПП постійно покращується.

Незважаючи на наявність плюсів, автолюбителі виявляють у роботі автомата такі недоліки:

• відсутня можливість швидко розігнати машину;
• приймальність двигуна має нижчі показники, ніж у МКПП;
• транспорт не можна завести з штовхача;
• автомобіль складно буксирувати;
• неправильне використання коробки веде до появи поломок;
• АКПП недешево обслуговувати та ремонтувати.

Пристрій автоматичної трансмісії

У класичному автоматі є 4 основні компоненти:

1. Гідравлічний трансформатор. У розрізі виглядає як бублик, за що й отримав відповідну назву. Гідротрансформатор захищає коробку у разі швидкого набору швидкості та гальмування двигуном. Усередині знаходиться трансмісійне масло, потоки якого забезпечують системі мастило і створюють тиск. За рахунок нього між мотором та трансмісією утворюється зчеплення, обертальний момент передається на ходову частину.
2. Планетарний редуктор. Містить шестерні та інші робочі елементи, що рухаються навколо одного центру (планетарне обертання) за допомогою зубчастої передачі. Шестерням дано такі назви: центральна – сонячна, проміжні – сателіти, зовнішня – коронна. Редуктор має планетарне водило, яке призначене для фіксування сателітів. Щоб передачі перемикалися, одні шестерні блокуються, а інші рухаються.
3. Гальмівні стрічки з набором фрикціонів. Ці механізми відповідають включення передач, у потрібний момент блокують і зупиняють елементи планетарної передачі. Багато хто не розуміє, для чого потрібна гальмівна стрічка в АКПП. Вона і зчеплення послідовно включаються і вимикаються, що призводить до перерозподілу моменту, що крутить, від двигуна і забезпечення плавного перемикання передач. Якщо стрічку неправильно відрегулювати, під час руху будуть відчуватися ривки.
4. Система управління. Складається з шестерного насоса, маслозбірника, гідравлічного блоку та ЕБУ (електронного блоку управління). Гідроблок має контрольні та управлінські функції. В ЕБУ надходять дані від різних датчиків про швидкість руху, вибір оптимального режиму і т.д., завдяки цьому АКПП управляється без участі водія.

Конструкція коробки.

Принцип роботи і термін служби АКПП

При запуску двигуна в гідротрансформатор потрапляє трансмісійне масло, тиск усередині збільшується, починають обертатися лопаті відцентрового насоса.

Цей режим передбачає повну нерухомість реакторного колеса разом із головною турбіною.

Коли водій перемикає важіль і натискає педаль, збільшується кількість обертів лопатей насоса. Швидкість вихрових масляних потоків збільшується і запускаються лопаті турбіни. Рідина поперемінно перекидається на реактор і повертається до турбіни, забезпечуючи збільшення її ефективності. Крутний момент передається на колеса, автотранспорт починає рухатися.

Як тільки необхідна швидкість буде набрано, то центральна лопатева турбіна і насосне колесо почнуть рухатися однаково. Вихори олії потрапляють на реакторне колесо з іншого боку, оскільки рух може бути лише в один бік. Воно починає крутитися. Якщо машина йде на підйом, то колесо зупиняється і передає відцентровому насосу більше моменту, що крутить. Досягнення необхідної швидкості веде до зміни передачі планетарному ряду.

По команді електронного блоку управління гальмівна стрічка з фрикціонами здійснюють уповільнення зниженої передачі, що призводить до збільшення руху потоків масла через клапан. Потім розганяється підвищена передача, її зміна провадиться без втрати потужності.

Якщо машина зупиняється або її швидкість знижується, тиск робочої рідини також зменшується, і передача перемикається вниз. Після вимкнення двигуна в гідротрансформаторі зникає тиск, через що неможливо завести автомобіль з штовхача.

Вага АКПП досягає 70 кг у сухому стані (гідравлічний трансформатор відсутня) та 110 кг – у заправленому. Щоб автомат нормально функціонував, треба контролювати рівень робочої рідини та правильний тиск – від 2,5 до 4,5 бар.

Ресурс коробки може бути різним. В одних автомобілях вона служить близько 100 000 км, в інших більше 500 000 км. Період служби залежить від того, як водій стежить за станом агрегату, чи вчасно замінює витратні матеріали.

Різновиди АКПП

На думку техніків, автоматична гідромеханічна коробка представлена ​​лише планетарною частиною вузла. Адже вона відповідає за перемикання передач і разом із гідротрансформатором є єдиним автоматичним пристроєм. До АКПП відноситься класичний гідравлічний трансформатор, робот та варіатор.

Класична автоматична коробка передач

Перевага класичного автомата полягає в тому, що передачу обертального моменту на ходову частину забезпечує масляна рідина гідротрансформаторі.

Це дозволяє уникнути проблеми зі зчепленням, які часто виявляються при експлуатації машин, на яких встановлені інші типи КПП. Якщо вчасно обслуговувати коробку, то скористатися ним можна практично завжди.

роботизована КПП

Перегляд роботизованої коробки передач.

Є своєрідною альтернативою механіки, тільки конструкції є подвійне зчеплення, кероване електронікою. Головною перевагою робота вважається економічність витрати пального. У конструкції встановлено програмне забезпечення, робота якого полягає в раціональному визначенні моменту, що крутить.

Коробку називають адаптивною, т.к. вона здатна підлаштовуватися під манеру водіння. Найчастіше у роботі ламається зчеплення, т.к. воно не може переносити важкі навантаження, наприклад, під час їзди у важкопрохідних місцях.

варіатор

Пристрій забезпечує плавну безступінчасту передачу обертального моменту ходової частини автомобіля. Варіатор знижує витрату бензину і підвищує показники динаміки, забезпечує двигуну щадний режим роботи. Така автоматизована коробка не відноситься до довговічних і не зазнає великого навантаження. Усередині агрегату деталі постійно труться між собою, що обмежує термін експлуатації варіатора.

Як користуватися автоматичною коробкою передач

Слюсарі СТО стверджують, що найчастіше поломки АКПП з'являються після недбалого використання та невчасної заміни олії.

Режими роботи

На важелі розташована кнопка, яку водій повинен натиснути, щоб вибрати потрібний режим. На селекторі передбачено кілька можливих положень:

• паркінг (P) - провідна вісь блокується разом з валом коробки, режим прийнято використовувати в умовах тривалої стоянки або прогріву;
• нейтраль (N) - вал не фіксується, машину можна акуратно буксирувати;
• драйв (D) - рух автотранспорту, передачі підбираються автоматично;
• L (D2) - машина пересувається у складних умовах (бездоріжжя, круті спуски, підйоми), максимальна швидкість 40 км/год;
• D3 - зниження передачі при невеликому спуску або підйомі;
• реверс (R) - задній хід;
• овердрайв (O/D) — якщо кнопка активна, при наборі великої швидкості включається четверта передача;
• PWR – режим «спорт», що забезпечує поліпшення динамічних показників за рахунок підвищення передач на високих оборотах;
• normal - плавна та економічна їзда;
• manu - передачі включаються безпосередньо водієм.

Перемикання режимів роботи АКПП.

Як заводити машину на автоматі

Стабільна робота АКПП залежить від правильного запуску. Щоб захистити коробку від неписьменного впливу та подальшого ремонту, розроблено кілька ступенів захисту.

При запуску двигуна важіль селектора повинен розташовуватись на значенні «P» або «N». Ці положення дозволяють захисній системі пропустити сигнал про старт двигуна. Якщо важіль перебуватиме в іншому положенні, то водій не зможе включити запалення або після обороту ключа нічого не відбудеться.

Щоб правильно почати рух, краще використовувати режим паркування, оскільки при значенні «P» у машини блокуються провідні колеса, що не дозволяє їй скотитися. Застосування нейтрального режиму дозволяє здійснити екстрене буксирування транспорту.

Більшість автомобілів з АКПП запускаються не тільки при правильному положенні важеля, а й після вичавлювання гальмівної педалі. Ці дії перешкоджають випадковому відкочування автомобіля, якщо важіль встановлений на значенні «N».

Сучасні моделі обладнуються функцією блокування керма та замком від угону. Якщо водій виконав всі дії правильно, а кермо не рухається і неможливо провернути ключ, то це означає включення автоматичного захисту. Щоб розблокувати її, необхідно ще раз вставити та повернути ключ, а також обертати кермо в обидві сторони. Якщо ці дії виконуються синхронно, захист знімається.

Як їздити на автоматичній КПП і чого не можна робити

Щоб досягти тривалої служби КПП, потрібно правильно ставити режим залежно від поточних умов переміщення. Щоб правильно експлуатувати автомат, необхідно дотримуватися таких правил:

• дочекатися поштовху, який повідомляє про повне включення передачі, тільки потім треба розпочати рух;
• при буксуванні необхідно переходити на знижену передачу, а при роботі гальмівною педаллю - стежити за тим, щоб колеса оберталися повільно;
• використання різних режимів дозволяє здійснювати гальмування двигуном та обмежувати розгін;
• під час буксирування автотранспорту з увімкненим мотором повинен дотримуватися швидкісний режим до 50 км/год, причому максимальна відстань має бути меншою за 50 км;
• не можна буксирувати інший автомобіль, якщо він важчий за машину з АКПП, при буксируванні треба ставити важіль на «D2» або «L» і їхати не більше 40 км/год.

Щоб не потрапити на дорогий ремонт, водії не повинні:

• пересуватися у паркувальному режимі;
• спускатися на нейтральній передачі;
• намагатися завести мотор із поштовху;
• ставити важіль на "P" або "N", якщо потрібно ненадовго зупинитися;
• включати задній хід із положення «D» та до повного припинення руху;
• на схилі перемикатися в режим паркування до встановлення автомашини на ручник.

Щоб почати рухатися з ухилу, треба спочатку вичавити педаль гальма, потім зняти машину з ручного гальма. Лише після цього вибирається режим руху.

Як експлуатувати АКПП взимку

У холодних погодних умовах часто виникають проблеми із машинами. Для збереження ресурсу агрегату в зимові місяці водіям слід дотримуватись таких рекомендацій:

1. Після включення двигуна протягом декількох хвилин прогрівати коробку, а перед рухом - натиснути і тримати гальмо педаль і перемикати всі режими. Ці дії дозволяють трансмісійному маслу швидше прогрітися.
2. Протягом перших 5-10 км не потрібно різко розганятися та буксувати.
3. Якщо треба виїхати зі снігової чи крижаної поверхні, слід включати знижену передачу. По черзі треба працювати обома педалями і акуратно виїжджати.
4. Розгойдування робити не можна, оскільки воно згубно позначається на гідравлічному трансформаторі.
5. Сухе дорожнє покриття дозволяє переходити на знижені передачі та включати напівавтоматичний режим, щоб припиняти рух гальмуванням двигуна. Якщо спуск слизький, треба користуватися педаллю гальма.
6. На крижаному підйомі забороняється різко натискати педаль і допускати пробуксування коліс.
7. Щоб акуратно вийти із заносу та стабілізувати машину, рекомендується короткочасно вмикати нейтральний режим.

Різниця між коробкою автомат у задньопривідних та передньопривідних автомобілів

В автомашині з переднім приводом АКПП має більш компактні розміри і диференціал, який являє собою відділення головної передачі. За іншими аспектами схема та функціонал коробок відмінностей не має.