Что означает автоматическая трансмиссия

Автоматическая трансмиссия: типы трансмиссий и принципы их работы

Автоматическая трансмиссия — это не только комфорт в повседневном использовании автомобиля, но и большая безопасность, потому что водитель не должен заниматься переключением передач и может сосредоточиться на управлении автомобилем. Современные автоматические трансмиссии также могут оптимизировать расход топлива, что иногда является финансовым преимуществом.

При поиске подержанного автомобиля полезно знать, какой тип трансмиссии использовался в конкретном транспортном средстве. Посмотрев на это сквозь пальцы, можно совершить серьезную ошибку, которая может сильно урезать наш бюджет. Итак, давайте посмотрим, какие типы автоматических трансмиссий можно найти на рынке и что нужно сделать, чтобы езда на «автомате» была как можно более беспроблемной.

Типы автоматической трансмиссии

1. Полуавтоматическая коробка передач

В этой конструкции инженеры намеревались роботизировать классическую механическую коробку передач, а это означает, что управление «обычным» сцеплением осуществляется электроникой. Кроме того, водитель может переключать передачи с помощью подрулевыx переключателей или «джойстика». Такое решение облегчает вождение, но имеет серьезные недостатки, так как при переключении передач автомобиль резко дергается и реагирует очень инертно, что может создавать неудобства, особенно на городских улицах. Кроме того, затраты на ремонт таких трансмиссий, как правило, высоки. Среди популярных их названий можно упомянуть Selespeed, Sensodrive или Easytronic, а использовались такие трансмиссии, например, в моделях Alfa Romeo 156, а также (что интересно) в BMW 3 Series (E36), Fiat 500, Opel Astra H, Peugeot 208, Renault Twingo, Toyota Corolla или даже в Volkswagen Up!

б) Трансмиссия с гидротрансформатором

Этот тип коробки передач еще не так давно был очень популярен, однако в наши дни производители автомобилей его заменяют более новыми решениями. Трансмиссия с гидротрансформатором состоит из гидрокинетической системы сцепления или гидрокинетической коробки передач вместе с несколькими планетарными передачами. В этой конструкции шестерни в планетарной коробке передач соединяются или блокируются с помощью фрикционных зажимов и многодисковых тормозов.

Такая коробка передач заполнена маслом, что обеспечивает плавную работу ее отдельных элементов. Преемниками гидравлической коробки передач стали гидравлико-электрическая коробка передач и коробка передач с электронным управлением. Недостатком этого решения является его относительно низкая эксплуатационная эффективность, а точнее, огромные потери энергии, что ухудшает ходовые характеристики автомобиля и увеличивает расход топлива. С другой стороны, эта коробка передач отличается исключительной долговечностью и благодаря своей плавной работе гарантирует комфорт вождения. Раньше ее использовали почти все производители автомобилей, в том числе Mercedes, BMW, Audi, Ford, Renault и Volvo (в моделях V70, XC70, S60 и S80).

в) Бесступенчатая трансмиссия

Принцип работы трансмиссии этого типа можно сравнить с переключателями передач на велосипеде, за исключением того, что в автомобильных коробках передач используются не звездочки, а конические шкивы. Они соединены с помощью ремня или цепи, а при переключении передач колеса автомобиля сближаются или отдаляются друг от друга. Нажатие на педаль газа выводит обороты двигателя в минуту на фиксированный уровень, при этом автомобиль набирает скорость, пока педаль газа не будет отпущена. Крутящий момент передается непрерывно, отсутствие рывков и плавное вождение являются отличительными чертами, которые оценят умеренные водители. С другой стороны, пользователи, предпочитающие динамичный стиль вождения, при более высоких оборотах в минуту могут жаловаться на громкую работу двигателя. Эти коробки передач раньше обозначались как CVT или Multitronic и использовались такими компаниями, как Nissan, Honda, Mitsubishi и Audi (в моделях A4 B6,B7, B8, A5, A6 или даже A8).

г) Трансмиссия с двойным сцеплением

Как следует из названия, такая трансмиссия состоит из двух сцеплений, которые поставляются в сухом (для более слабых двигателей) или мокром варианте. Одно из сцеплений предназначено для нечетных передач и заднего хода, а другое — для четных передач. Кроме того, в каждом сцеплении также установлены по два вала сцепления и два главных вала, и все это позволяет переключать передачи за доли секунды. Такая конфигурация приводит к лучшим ходовым характеристикам автомобиля и снижению среднего расхода топлива. Ее недостатками являются ограниченная долговечность и предрасположенность к рывкам при старте. Такие трансмиссии могут называться DSG, S-Tronic, PowerShift, TCT, DCT, а устанавливаются они, среди прочего, в Audi A4, A6, Seat Leon, Skoda Octavia и Superb, Volkswagen Golf и Passat, и даже в правосторонней версии Bugatti Veyron.

Основные принципы использования автоматической коробки передач

При использовании автоматической трансмиссии во время движения или коротких остановок следует не злоупотреблять режимом N, так как он может создать дополнительную нагрузку на коробку передач (например, диски сцепления будут изнашиваться быстрее), и, кроме того, со временем могут появиться пробелы между движущимися элементами. Использование холостого хода или режима N при движении под уклон может быть рискованным, а иногда и совершенно необоснованным, поскольку такое движение может вызвать перегрев коробки передач.

В такой ситуации двигатель работает на низких оборотах и не обеспечивает достаточного давления масла, которое отвечает за смазку и охлаждение коробки передач. В немного более старых автомобилях не рекомендуется отключать привод, когда коробка передач работает в режиме D, R или в ручном режиме, так как выключение двигателя приводит к падению давления в коробке передач, и, следовательно, к недостаточной смазке рабочих элементов. В более новых моделях электроника может переключиться в режим парковки самостоятельно, если мы забудем это сделать. Кроме того, во время движения вперед невозможно сразу выбрать задний ход: сначала нужно остановить автомобиль, и только тогда можно начать двигаться назад. Внезапное переключение с переднего хода (D) на задний (R) во время движения может привести к серьезной неисправности и повреждению трансмиссии.

Автоматическая трансмиссия — запуск двигателя «с толчка»

Пользователи автомобилей с «автоматом» часто задают вопрос, можно ли запустить двигатель такого автомобиля с помощью так называемого метода «толчка»? К сожалению, нет — все попытки предпринять вышеупомянутые действия приведут к отказу или окончательному разрушению коробки передач. В крайних случаях это может даже привести к повреждению системы клапанов или элементов приводного устройства.

Автоматическая трансмиссия — буксировка прицепа

Мы уже упоминали, что автоматические коробки передач, как правило, чувствительны к перегреву. В связи с этим, автомеханики уделяют особое внимание вопросу буксировки тяжелых прицепов. Если вы планируете делать это, сначала на паспортной табличке автомобиля проверьте допустимый вес прицепа, который может буксировать ваш автомобиль. Иногда бывает, что способности буксировки некоторых моделей в значительной степени символичны, и речь идет не только о размерах, но и о массе.

Также необходимо проверить, оборудован ли в вашей машине охладитель трансмиссионного масла. Он может отсутствовать в некоторых версиях, особенно импортированных из-за пределов Европы, а буксировка прицепа в таком случае может привести к перегреву коробки передач и, как следствие, к ее поломке. При необходимости на рынке можно найти компании, которые могут установить соответствующий охладитель. Стоимость такой услуги, безусловно, будет ниже, чем замена или капитальный ремонт коробки передач вашего автомобиля.

Автоматическая трансмиссия — буксировка автомобиля

Может показаться, что, поскольку автоматическая коробка передач имеет нейтральный режим с маркировкой N, в случае неисправности автомобиль можно отбуксировать на ближайшую сервисную станцию или место для парковки. Производители автомобилей часто допускают такую возможность, но с условием, что нельзя превышать определенную скорость и расстояние. В большинстве случаев ограничение устанавливается на уровне до 50 км/ч. Это вытекает из описанного выше риска перегрева коробки передач. Тем не менее, мы рекомендуем всегда следовать правилу, согласно которому автомобиль с автоматической коробкой передач можно буксировать только в чрезвычайных ситуациях, и всегда лучше использовать эвакуатор.

Автоматическая трансмиссия — замена масла в коробке передач

Специалисты утверждают, что в классической коробке передач (с гидротрансформатором) менять масло следует каждые 60 тысяч км, если производитель не рекомендует иное. Интервалы замены зависят от конструкции коробки передач и используемой смазки – синтетическое масло можно использовать дольше, а минеральное следует менять чаще. Также придется заменить фильтр, что иногда может быть сложно, так как в старых конструкциях он обычно устанавливается довольно глубоко в коробке передач. Однако если вы не поменяете масло, это приведет к скоплению примесей, которые могут, например, забить электроклапаны и со временем повредить весь блок управления.

В некоторых трансмиссиях с двойным сцеплением производители определяют интервал замены масла каждые 120 тыс. км. Рекомендуем сократить этот период наполовину и обратиться в станцию техобслуживания, проехав 60 тыс. км. Наиболее устойчивой к эксплуатационной небрежности является полуавтоматическая коробка передач, однако в этом случае вы должны прежде всего помнить о замене масла в гидравлической системе, которая управляет сцеплением. Бесступенчатые трансмиссии чувствительны к содержанию и качеству масла, и его лучше менять каждые 60 тыс. км или даже чаще, например, проехав 30 тыс. км.

Автоматическая трансмиссия — наиболее распространенные неисправности

Если в классической автоматической коробке передач случается перегрев масла или самой коробки, в результате могут быть повреждены прокладки и фрикционные пластины, а также гидрокинетическая муфта. В трансмиссии с двойным сцеплением частой проблемой для двухмассовых маховиков и самого сцепления является избыточный износ, кроме того, так называемые сухие коробки передач ломаются чаще, чем трансмиссии с «мокрым» сцеплением.

В полуавтоматических коробках передач чаще всего происходит поломка оборудования, поскольку переключение передач осуществляется гидравлическими и электрическими приводами. Бесступенчатые коробки передач не обладают исключительной долговечностью, они также страдают от неисправностей блока управления, поломок системы сцепления, растянутой или сломанной цепи и неисправного масляного насоса. Во многих случаях на работу автоматической коробки передач влияет способ использования автомобиля, качество выполняемого техобслуживания, а также (что интересно) оборудование двигателя, а именно, свечи зажигания, кабели высокого напряжения и генератор переменного тока.

Автоматическая трансмиссия — «переключение передач с помощью проводов»

При обсуждении темы автоматических коробок передач также стоит упомянуть технологию «переключение передач с помощью проводов», о которой много не говорят, однако она становится все более распространенной. Возможно, что через некоторое время данная технология станет значительным элементом автомобилей с автономными системами нового поколения или даже полностью автономных транспортных средств, потому что такие автомобили сами определяют направление движения и скорость. Вам достаточно указать пункт назначения, так как режимы передачи выбираются с помощью электроники (их подбирает блок управления).

Требуемый режим (D, N или R) активируется небольшим рычагом или кнопками, которые можно найти на рулевой колонке либо около центральной панели. Затем сигнал по беспроводной связи передается на приемник коробки передач, который включает или выключает определенную передачу. Кроме того, эта инновационная технология позволяет более эффективно проектировать интерьер автомобиля и уменьшает его массу за счет исключения большого количества механических элементов, которые в противном случае находились бы под центральным туннелем или приборной панелью. Система «переключение передач с помощью проводов» может быть оборудована вместе с бесступенчатой трансмиссией, трансмиссией с двойным сцеплением или полуавтоматической трансмиссией. Она уже используется многими производителями автомобилей и доступна в таких марках как Audi, BMW, Citroen, Mercedes, Volkswagen или Toyota.

Источник

Устройство и принцип работы классической АКПП

С развитием автомобилестроения и выпуском новых видов трансмиссий вопрос, какая коробка передач лучше, становится все более актуальным. АКПП – что это такое? В этой статье разберемся с устройством и принципом работы автоматической коробки передач, узнаем, какие виды АКПП существуют и кто придумал АКПП. Проанализируем достоинства и недостатки разных видов автоматических трансмиссий. Познакомимся с режимами работы и управления АКПП.

Что такое АКПП и история ее создания

Автоматическая коробка передач, или АКПП, представляет собой трансмиссию, обеспечивающую выбор оптимального передаточного числа в соответствии с условиями движения без участия водителя. Это обеспечивает хорошую плавность хода автомобиля, а также комфорт при движении для водителя.

В настоящее время существует несколько видов автоматической КПП:

В данной статье все внимание будет уделено классическому автомату.

История изобретения

Основу автоматической трансмиссии составляет планетарная коробка передач и гидротрансформатор, впервые изобретенный исключительно для нужд судостроения в 1902 году немецким инженером Германом Фиттенгером. Далее в 1904 году братья Стартевенты из Бостона представили свой вариант автоматической КПП, имеющий две коробки передач и напоминающий чуть доработанную механику.

Первая серийная автоматическая коробка передач GM Hydramatic

Автомобиль, оснащенный планетарной коробкой передач, впервые увидел свет под маркой Ford Т. Суть коробки заключалась в плавном переключении скоростей за счет двух педалей. Первая включала повышающую и понижающую передачи, а вторая – заднюю.

Эстафету приняла компания General Motors, которая в середине 1930-х годов выпустила полуавтоматическую трансмиссию. Сцепление в автомобиле еще продолжало присутствовать, а планетарным механизмом управляла гидравлика.

Приблизительно в это же время компания Крайслер доработала конструкцию коробки гидромуфтой, а вместо двухступенчатой коробки стал использоваться овердрайв – повышающая передача с передаточным числом менее единицы.

Первую в мире полностью автоматическую КПП в 1940 году создала все та же компания General Motors. АКПП представляла собой сочетание гидромуфты с четырехступенчатой планетарной коробкой с автоматическим управлением посредством гидравлики.

Сегодня известны уже шести-, семи-, восьми- и девятиступенчатые АКПП, производителями которых являются как автоконцерны (KIA, Hyundai, BMW, VAG), так и специализированные компании (ZF, Aisin, Jatco).

Плюсы и минусы АКПП

Как и любая коробка передач, автоматическая трансмиссия имеет как плюсы, так и минусы. Представим их в виде таблицы.

Устройство автоматической трансмиссии

Устройство АКПП достаточно сложное и состоит из следующих основных элементов:

Гидротрансформатор представляет собой корпус, заполненный специальной рабочей жидкостью ATF, и предназначен для передачи крутящего момента от двигателя к коробке передач. Фактически он заменяет сцепление. В его состав входят насосное, турбинное и реакторное колеса, блокировочная муфта и муфта свободного хода.

Колеса оснащены лопастями с каналами для прохода рабочей жидкости. Блокировочная муфта необходима для блокировки гидротрансформатора в конкретных режимах работы автомобиля. Муфта свободного хода (обгонная муфта) необходима для вращения реакторного колеса в противоположную сторону. Более подробно про гидротрансформатор можно почитать здесь.

Планетарный механизм АКП включает в себя планетарные ряды, валы, барабаны с фрикционными муфтами, а также обгонную муфту и ленточный тормоз.

Механизм переключения скоростей в АКПП достаточно сложен, и, по сути дела, работа трансмиссии состоит в выполнении некоторого алгоритма включения и выключения муфт и тормозов посредством давления жидкости.

Планетарный ряд, точнее блокировка одного из его элементов (солнечная шестерня, саттелиты, коронная шестерня, водило), обеспечивает передачу вращения и изменение крутящего момента. Элементы, входящие в планетарный ряд, блокируются при помощи обгонной муфты, ленточного тормоза и фрикционных муфт.

Пример гидравлической схемы АКПП

Блок управления АКПП может быть гидравлическим (уже не применяется) и электронным (ЭБУ АКПП). Современная гидромеханическая трансмиссия оснащается только электронным блоком управления. Он обрабатывает сигналы датчиков и формирует управляющие сигналы на исполнительные устройства (клапаны) гидроблока, обеспечивающие работу фрикционных муфт, а также управляющие потоками рабочей жидкости. В зависимости от этого жидкость под давлением направляется в ту или иную муфту, включая определенную передачу. TCU также управляет блокировкой гидротрансформатора. При неисправности блок TCU обеспечивает функционирование КПП в “аварийном режиме”. Селектор АКПП отвечает за переключение режимов работы КПП.

В автоматической коробке применяются следующие датчики:

• датчик частоты вращения на входе;
• датчик частоты вращения на выходе;
• датчик температуры масла АКПП;
• датчик положения рычага селектора;
• датчик давления масла.

Подробнее про датчики АКПП можно почитать тут.

Принцип работы и срок службы АКПП

Время, необходимое на переключение скорости в АКПП, зависит от скорости автомобиля и нагрузки на двигатель. Система управления вычисляет нужные действия и передает их в виде гидравлических воздействий. Гидравлика перемещает муфты и тормоза планетарного механизма, тем самым происходит автоматическое изменение передаточного числа в соответствии с оптимальным режимом двигателя в данных условиях.

Одним из главных показателей, влияющих на эффективность работы автоматической трансмиссии, является уровень масла, который нужно регулярно проверять. Рабочая температура масла (ATF) составляет около 80 градусов. Поэтому для того, чтобы избежать повреждений пластиковых механизмов коробки в зимний период, перед движением машину необходимо прогревать. А в жаркое время года, наоборот, охлаждать.
Охлаждение АКПП может осуществляться охлаждающей жидкостью или воздухом (с помощью масляного радиатора).

Наибольшее распространение получил жидкостный радиатор. Температура atf, необходимая для нормальной работы двигателя, не должна превышать 20% от температуры в системе охлаждения. Температура охлаждающей жидкости не должна превышать 80 градусов, за счет этого и происходит охлаждение atf. Теплообменник соединен с внешней частью корпуса масляного насоса, к которой крепится и фильтр. При циркуляции масла в фильтре происходит его контакт с жидкостью охлаждения через тонкие стенки каналов.

Кстати, автоматическая трансмиссия считается очень тяжелой. Вес АКПП составляет около 70 кг (если она сухая и без гидротрансформатора) и около 110 кг (если она заправленная).

Для нормального функционирования АКПП необходимо и правильное давление масла. От этого во многом зависит срок службы АКПП. Давление масла должно быть на уровне 2,5-4,5 бар.

Ресурс коробки-автомат может быть различен. Если в одном автомобиле трансмиссия может прослужить только 100 тысяч км., то в другом – порядка 500 тысяч. Это зависит от эксплуатации автомобиля, от регулярного контроля за уровнем масла и его замены вместе с фильтром. Продлить ресурс АКПП возможно также используя оригинальные расходные материалы и своевременно обслуживая КПП.

Управление АКПП

Управление автоматической трансмиссией осуществляет селектор АКПП. Режимы работы автоматической трансмиссии зависят от перемещения рычага в определенное положение. В автомате доступны следующие режимы:

1. Р – Parking. Используется при парковке. В данном режиме механически блокируется выходной вал трансмиссии.
2. R – Reverse. Используется для включения передачи заднего хода.
3. N – Neutral. Нейтральный режим.
4. D – Drive. Движение вперед в режиме автоматического переключения скоростей.
5. M – Manual. Режим ручного переключения скоростей.

В современных автоматических трансмиссиях с большим числом рабочих диапазонов могут использоваться дополнительные режимы работы:

• (D), или O/D— овердрайв – «экономичный» режим движения, при котором возможно автоматическое переключение на повышающую передачу;
• D3, или O/D OFF— расшифровывается как “отключение овердрайва”, это активный режим движения;
• S (либо цифра 2) — диапазон пониженных передач (первая и вторая, либо только вторая передача) , «зимний режим»;
• L (либо цифра 1) — второй диапазон пониженных передач (только первая передача).

Схема режимов АКПП

Также имеются и дополнительные кнопки, характеризующие режимы работы АКП:

• кнопка Sport, или Power — переключение передач происходит на более высоких оборотах двигателя;
• кнопка Winter, или Snow — движение с места происходит со второй или третьей передачи;
• кнопка Shift lock (шифт лок) — возможность разблокирования селектора при остановленном двигателе.

В некоторых коробках есть режим “кик даун” (kick-down). Режим “кик даун” предполагает резкое ускорение транспортного средства путем переключения на пониженную передачу. В некоторых случаях режим “кик даун” запрещен при отключении режима овердрайв.

Заключение

Автоматическая КПП занимает достойное место среди известных коробок передач и составляет конкуренцию привычной механике. Разнообразие режимов движения, а также плавное переключение передач позволяют водителю наслаждаться комфортным вождением.

Источник