Сцепление в АКПП как оно может быть причиной отказа АКПП?

История автоматической коробки передач

Посредством двух педалей в планетарной трансмиссии Ford T, состоявшей из двух ступеней, переключались передачи(одна педаль включала высшую и низшую передачу, а вторая задний ход), а для того чтобы делать это плавно и своевременно нужны были определенные навыки. Но все же они уже тогда существенно упрощали работу, тем более по сравнению с применяемыми тогда традиционными коробками без синхронизаторов.

Последующее направление разработок в этой области, включало в себя работы по созданию трансмиссий-полуавтоматов, в которых частично было автоматизированно переключение передач, в последствии из всего этого появилась АКПП в том виде в каком мы ее знаем. Так, к примеру, две фирмы в Америке (General Motors и Reo)в тридцатых годах прошлого века буквально в одно время представили разработки трансмиссий-полуавтоматов.

Стоит отметить разработку General Motors как наиболее интересную, так как в ней (как и современных АКПП) был использован планетарный механизм управляемый гидравликой с учетом скорости автомобиля. Минусом таких конструкций была их абсолютная ненадежность, к тому же они при переключении передач для временного отключения трансмиссии от двигателя продолжали использовать сцепление.

Vacamatic и Simplimatic

В третьей линии разработок в трансмиссию был внедрен гидравлический элемент. Несомненным лидером в этом направлении стала компания Chrysler. Хотя разработки начались в тридцатых годах, повсеместное применение такой трансмиссии на своих автомобилях фирма начала только в пред- и послевоенные годы. Отличительной особенностью этой конструкции была не только гидромуфта, которая в дальнейшем была заменена гидротрансформатором, как же к особенностям можно отнести овердрайв(передаточное число повышающей передачи меньше единицы) автоматически включающийся, который параллельно работал с обычной двухступенчатой мех. коробкой. Так заявленный производителем полуавтомат — фактически был обычной механикой с овердрайвом и гидравлическим элементом.

Имела она обозначение М4 (Vacamatic или Simplimatic — это коммерческие обозначения довоенного периода) а также М6 (Presto-Matic, Fluidmatic, Tip-Toe Shift, Gyro-Torque и Gyro-Matic — коммерческие обозначения послевоенного периода) в начале это был симбиоз из трех агрегатов — традиционной двухступенчатой коробки-механики, гидромуфты и включающегося автоматически овердрайва ( с вакуумным приводом на М4 и электрическим на М6).

Трогание с места делает более мягким гидромуфта, она позволяет, не выключая сцепления или передачи, остановится «бросив сцепление». Со временем ее заменили более функциональным гилротрансформатором, он более улучшал автомобильную динамику и увеличивал крутящий момент в отличии от гидромуфты, которая динамику разгона ухудшала.
За выбор режима рабочего диапазона трансмиссии в целом отвечала механическая коробка переключения передач. Таких диапазонов было три — верхний(High), нижний(Low) и заднего хода(Reverse). У каждого из этих диапазонов было по две передачи.

При превышении автомобилем заданной скорости в работу автоматически включался овердрайв, внутри действующего диапазона переключая передачи.

Рычаг, которым производилось переключение диапазонов работы, располагался на рулевой колонке. Позднее такие переключатели как бы имитировали АКПП и даже могли иметь квадрант-указатель диапазона у рычага, но сам процесс переключения передач остался неизменным. Имеющаяся педаль сцепления была окрашена в красный цвет, так как предназначалась только лишь для выбора диапазона. Начинать движение при обычных дорожных условиях было рекомендовано в High-диапазоне, т. е. На второй ступени МКПП двухступенчатой и третьей передаче трансмиссии — это делать позволяли многолитровые шести-, а также восьмицилиндровые двигатели Chrysler с их высоким крутящим моментом. При движении по грязевым участкам, а также при подъеме начинать движение необходимо было с первой передачи, т. е. В диапазоне Low.

По превышению определенной скорости путем автоматического включения овердрайва производилось переключение на вторую передачу, при этом сама МКПП при этом оставалась на первой передаче. Переключаясь по необходимости в верхний диапазон, зачастую включалась четвертая передача (это связанно с тем, что овердрайв включен был для получения второй передачи) — передаточное значение она имела 1:1. При практическом вождении перебрать все из четырех передач было фактически нереально, при этом формально трансмиссия считалась четырехступенчатой. Две передачи включал в себя и задний диапазон и включался, как правило, после полной остановки машины. Езда на автомобиле с такой трансмиссией для водителя была сходна с ездой на автомобиле с двухступенчатой АКПП, разница заключается в том что при переключениях задействуется педаль сцепления.

Такая трансмиссия в сороковых — пятидесятых годах прошлого столетия устанавливалась на заводе в виде опции на крайслеровские автомобили во всех их подразделениях. После того как появились автоматические двухступенчатые коробки PowerFlite, а также трехступенчатые автоматы TorqueFlite, полуавтоматы Fluid-Drive, мешающие продажам полностью автоматических кпп, пришлось с производства убрать. Последней маркой автомобиля корпорации «Крайслер», на которую была установлена трансмиссия, был «Плимут» в одна тысяча девятьсот пятьдесят четвертом году. На деле же эта трансмиссия стала своеобразным переходным звеном от обычной «механики» к гидродинамическим автоматическим коробкам переключения передач и была для их технических решений своеобразной «обкаткой», которая использовалась и в дальнейшем.

Существовавшая также в сороковых годах прошлого века трансмиссия состоящая из трех ступеней и обозначалась как — Slushomatic, первая передача здесь была обычной, вторая же передача была частью единого диапазона вместе с включающейся автоматически третьей. Однако, фирмой, которая первая создала полностью автоматическую коробку переключения передач, был General Motors. В одна тысяча девятьсот сороковом году такая АКПП стала доступной опционально на машинах марки Oldsmobile, спустя время на — Cadillac, а еще позднее на — Pontiac.

Ее коммерческое обозначение было — Hydra-Matic, это была комбинация из автоматически гидровлически управляемой планетарной коробки передач с тремя ступенями и гидромуфты. Приплюсовав сюда и задний ход такую трансмиссию можно было считать четырехступенчатой. Скорость автомобиля и положение дроссельной заслонки учитываются системой управления трансмиссией. АКП Hydra-Matic помимо автомобилей фирмы GM также использовались такими фирмами как — Rolls-Royse, Bentley, Nash, Hudson и Kaiser, применялась она и в военной технике.

В период с одна тысяча девятьсот пятидесятого года по одна тысяча девятьсот пятьдесят четвертый год трансмиссия Hydra-Matic использовалась в автомобилях Lincoln. По прошествии времени фирма Mersedes-Benz осуществила разработку на основе трансмиссии Hydra-Matic свою четырехступенчатую коробку-автомат, имеющую свои конструктивные особенности. General Motors в 1956 году разработала усовершенствованную АКПП Jetaway, в которой в отличии от Hydra-Matic использовались две гидромуфты, а не одна. Все это привело к более плавному переключению передач, но существенно снизило КПД. Помимо прочего тут добавился режим парковки Р, в этом режиме специальным стопором АКПП блокируется. Блокировку на Hydra-Matic осуществлял режим заднего хода R.

На автомобилях Buick (прнадлежит той же General Motors) с одна тысяча девятьсот сорок восьмого года стала примнятся двухступенчатая АКПП Dynaflow, в которой вместо гидромуфты стал использоваться гидротрансформатор. Спустя время такие трансмиссии появились и на автомобилях таких марок, как (1949)Packard и (1950)Chevrolet. По задумке инженеров недостаток третьей передачи компенсировался посредством гидротрансформатора с его способностью увеличивать крутящий момент. Далее в пятидесятых годах фирма Borg-Warner представила абсолютно новую трёхступенчатую АКПП с гидротрансформатором.

Разновидности таких АКПП применялись такими производителями автомобилей, как — Ford, Studebaker, American Motors и др., как в самих Соединенных Штатах Америки так и в других странах у таких производителей, как — Volvo, International Harvester и Jaguar. В Союзе Советских Социалистических Республик также также их идеи использовались при разработках АКПП на Горьковском автозаводе, которые впоследствиии устанавливались на автомобили «Чайка» и «Волга».

Двухступенчатую АКПП PowerFlite в одна тысяча девятьсот пятьдесят третьем году представил и Chrysler. А с 1956 года ее дополнила TorqueFlite с тремя ступенями. Из всех АКПП ранних разработок, именно трансмиссии Chrysler небезосновательно считаются наиболее удачными. Схема переключений АКПП P-R-N-D-L в Соединенных Штатах Америки окончательно утвердилась в середине шестидесятых годов. Трансмиссии старых образцов не имеющие парковочной блокировки и устаревшие кнопочные переключатели режимов ушли в прошлое. В конце 60-х годов прошлого столетия ранние образцы АКПП двух- и четырехступенчатые на территории США полностью вышли из применения, их место заняли трехступенчатые коробки-автоматы с гидротрансформатором. В тот же период произошла модификация жидкости для автоматических коробок переключения передач и на смену весьма дефицитной китовой ворвани пришла жидкость синтетическая.

Повышенное требование экономичности у автомобилей в 80-е годы послужило причиной возврата к трансмиссиям с четырьмя передачами, именно четвертая передача передаточное число имела менее единицы (OverDrive). Гидротрансформаторы, которые блокируются на высокой скорости, получили большое распространение, они довольно ощутимо повысили КПД АКПП посредством снижения потерь в гидравлическом элементе.

Наконец в 80-90е годы в системах управлением двигателем произошла компьютеризация. Такие же системы стали повсеместно применятся и в управлении АКПП. В прежних системах управления применялись только мех. клапана и гидравлика, сейчас контролируемые компьютером соленоиды управляют потоками трансмиссионной жидкости.

Благодаря этому переключения стали более комфортными и плавными, экономичность улучшилась из=за увеличения эффективности работы АКПП. Позже начали появляться «спортивные» режимы работы трансмиссии и ручное управление автоматической коробкой переключения передач (типтроник) становится возможным. Затем появились АКПП с пятью ступенями. Расходные материалы усовершенствованы, что позволяет избежать такой процедуры как смена масла в АКПП потому как срок службы масла равен ресурсу коробки-автомат.

Есть ли сцепление в автомате

Знаете ли вы, что в автомобиле с автоматической коробкой передач первую педаль выполняет гидротрансформатор? Такая модель появилась в начале ХХ века. Первым производителем автоматических трансмиссий стал завод Ford.

Вторая попытка сделать полностью автоматические ящики произошла в двадцатых годах двадцатого века. General Motors участвовала в разработке машин с сервоуправлением. Они были полуавтоматическими, но первым делом нужно было автоматизировать работу водителя в машине.

И первой полностью автоматической коробкой стала «Коктал». АКПП была ненадежной и постоянно ломалась. Крайслер взял на себя разработку. Он внедрил в машину гидротрансформатор и гидравлическую муфту. В итоге в сороковые годы появилась полноценная автоматическая коробка передач.

А электронный блок управления был добавлен в 1980-х годах. Тогда же появились четырех- и пятиступенчатые автоматические трансмиссии. Электронные блоки управления на автоматах помогли снизить расход топлива автомобилем.

Практически все иномарки сейчас используют автоматическую коробку передач. Это связано с тем, что машина имеет ряд преимуществ перед механической коробкой передач:

• простота и комфорт управления даже для начинающих автолюбителей. Потому что нет педали сцепления. В случае с механической коробкой передач владелец недавно проехавшего автомобиля мог сжечь сцепление, долго удерживая ногу на педали. Этого не случится с автоматической коробкой передач;
• машина имеет более продолжительный срок службы, чем механические редукторы, при условии проведения профилактических мероприятий: замена смазки, фильтра, доливка масла.
• двигатель и другие механические части защищены от перегрузки;

Читайте Как можно и как нельзя заправить автомат на коробку

https://youtube.com/watch?v=04-HTzV0gE8%3Ffeature%3Doembed

Все бюджетные автомобили, рассматриваемые на вторичном рынке, нуждаются в тщательной проверке. Скрученный пробег, разгерметизация системы охлаждения, нерабочие подушки безопасности – это лишь часть проблем, с которыми может столкнуться потенциальный покупатель.

Устройство коробки «автомат»

Идея отказа от ручного переключения передач возникла почти сразу после появления автомобиля, но впервые полноценно реализовать ее смогли лишь в 30-х годах XX века.

В 1902 году немецкий инженер Герман Феттингер создал судовой автомат. Спустя два года братья Стартевенты из Бостона явили миру свою конструкцию, предназначенную для установки на автомобили. По сути это была усовершенствованная механика с двумя передачами, переключение которых происходило автоматически.

Полноценный же автомат запатентовал Оскар Бэнкер (Асатур Сарафян) в 1935 году — его изобретением воспользовалась компания General Motors. С внесением доработок в 1940 году появился тот самый классический гидротрансформаторный автомат, который применяется в усовершенствованном виде по сегодняшний день.

В его основе лежат не пары шестерен, а планетарный механизм с переменным передаточным отношением: центральная (солнечная) шестерня, коронная шестерня и шестерни-сателлиты. Передаточное отношение у такого набора может меняться в зависимости от того, как именно вращаются его части относительно друг друга. Соединяя разные части планетарного механизма, можно заставить шестерни вращаться с разными скоростями, то есть получить коробку передач.

За переключение передач здесь отвечают многофункциональные гидромуфты, выполняющие функции сцепления. Муфты сжимаются давлением гидравлической жидкости. Крутящий момент от двигателя передается коробке передач так называемым гидротрансформатором, избавляющим от жесткой связи двигателя и коробки передач. Благодаря гидротрансформатору переключение передач происходит плавно, почти незаметно.

Основными элементами классического автомата являются:

• Гидротрансформатор (отвечает за преобразование и передачу оборотов).
• Планетарный редуктор (управляет гидротрансформатором).
• Система гидроуправления (отвечает за работу планетарного редукторного узла).

Структура сцепления

Конструкция сцепления состоит из двенадцати элементов. Каждый из них выполняет ведомую или ведущую роль. Рассмотрим только пять основных элементов и их функциональность.

• Корзина или нажимной диск. Он имеет форму круглый вид. В нем автовладелец найдет нажимные пружины, которые находятся в центре корзины. А размеры идентичны размерам маховика, с которым они прочно соединены. Ведомый диск обычно вставляется между маховиком и корзиной площадки.
• Ведомый диск. Он имеет лучевое основание и круглую форму. Автовладелец найдет в нем фрикционные накладки, муфту, которая соединяет этот диск и первичный вал автомата. Демпферные пружины расположены вокруг ведомого вала. Они способствуют уменьшению вибраций при переключении передачи скоростей.
• Фрикционные накладки изготавливаются из углерода или кевларовых нитей. Их можно найти у основания. Скреплены с диском с помощью заклепок.
• Выжимной подшипник. Он состоит из нажимной площадки с одной стороны. Подшипник находится на первичном вале. Крепится он к защитному кожуху. Работает подшипник за счет воздействия на него вилки.

• Авто с АКПП преимущества и недостатки коробки автомат
• Как долить масло в коробку передач автомат долив масла в АКПП
• Вариатор или автомат. Что лучше — надежнее, основные плюсы и минусы. Также видео версия
• Гидротрансформатор АКПП принцип работы признаки неисправностей и устройство Бублика в коробке автомат

Когда появились современные варианты

В середине шестидесятых годов прошлого века в США окончательно утвердилась и закрепилась современная система переключения передач. Она включает следующие элементы:

• «P» или «Parking» – означает «стоянка». Этот режим подразумевает включение нейтрального режима. При этом выходной вал коробки блокируется механическим способом. За счет этого автомобиль стоит на месте и не перемещается.
• «R» или «Reverse» – означает «Задний ход». Этот вариант подразумевает включение режима заднего хода.
• «N» или «Neutral» – переводится как «Нейтраль». В этом случае отсутствует связь между выходными и входными валами КПП. Но выходной вал не блокируется, потому машина может двигаться.
• «D» или «Drive» – представляет собой «Основной режим». При этом речь идет об автоматическом переключении.
• «L» или «Low» – подразумевает движение исключительно на первой передаче. Этот режим сопровождается блокировкой гидротрансформатора.

По мере развития автомобильного транспорта увеличивались требования к показателям его экономичности. Это привело к тому, в восьмидесятых годах прошлого века вернулись трансмиссии с 4 ступенями. В них получили большое распространение гидротрансформаторы, которые блокировались на высокой скорости. Это помогало повысить коэффициент полезного действия трансмиссии благодаря уменьшению потерь, которые появлялись в гидравлическом элементе.

Восьмидесятые-девяностые годы ознаменовались компьютеризацией систем управления мотором. Такие же системы управления использовались и в автоматических коробках переключения передач. Там течение гидравлической жидкости регулировали соленоиды, которые были связаны с компьютером. Благодаря этому переключение передач стало комфортнее, а также повысилась экономичность и эффективность работы.

В тот же период появилась возможность управлять коробкой передач вручную. Она касалась таких устройств, как «типтроник» и аналогичных конструкций. По мере совершенствования устройства была создана первая коробка передач с 5 ступенями. К тому же исчезла потребность менять масло в конструкции. Это было связано с тем, что ресурс залитой жидкости был сопоставим со сроком жизни самого устройства.

Автоматическая коробка переключения передач считается очень важным устройством, которое сделало вождение автомобиля более простым и доступным занятием. При этом далеко не каждому известно, что это устройство появилось еще в начале двадцатого века. Оно претерпело много изменений и усовершенствований. Благодаря этому удалось улучшить качественные характеристики конструкции и сделать ее более надежной.

Автоматическая коробка передач

Сцепления в классическом понимании на машинах с коробкой «автомат» нет. Диски, которые бы тесно прижимались друг к другу, отсутствуют.

Но принцип переключения передач все же есть. Просто реализован он абсолютно по-другому. К тому же, не менее стар, чем механическая коробка. Автоматическая КПП была придумана более 100 лет назад.

Чтобы заставить ехать машину на АКПП, водитель нажимает педаль тормоза, переводя рычаг сцепления в положение D (drive). После нужно отпустить педаль тормоза и нажать на газ.

Работу ведомого и нажимного дисков здесь выполняет гидротрансформатор, который работает за счет трансмиссионной жидкости. Принцип не менее прост: скорость вращения маховика передается на турбины гидротрансформатора, который, в свою очередь, распределяет момент вращения на ведущие колеса.

Турбины находятся в герметичном корпусе и помещены в масло. И чем быстрее вращается маховик, тем больше вращающего импульса получают колеса.

Если одна из турбин начинает вращение, вторая его повторяет. Как только обе турбины начинают двигаться с одинаковой скоростью, они жестко сцепляются между собой.

Это мокрый тип сцепления. А масло используют, чтобы снизить трение и обеспечить стабильную работу механизма.

Таким образом, на АКПП осуществляется «автоматическое» сцепление, только без использования педалей и прижимных дисков.

Многие производители выпускают авто как на механических, так и переходят на автоматические коробки, например «Хендай»: главный цилиндр сцепления купить и заменить так же просто, как и любую другую деталь.

Коробка автомат

Итак, даже с учетом определенных недостатков, автоматическая гидромеханическая   коробка по ряду причин долгое время оставалась наиболее распространенным решением для изменения крутящего момента среди других типов автоматических трансмиссий.

Прежде всего, даже с учетом того, что ресурс и производительность таких коробок ниже, чем у «механики», гидромеханическая коробка передач достаточно надежна и долговечна. Теперь давайте рассмотрим устройство АКПП.

Автоматическая коробка передач состоит из следующих базовых элементов:

• Гидротрансформатор. Устройство выполняет функцию сцепления по аналогии с МКПП, однако для перехода на ту или иную передачу не требуется участия водителя;
• Планетарный ряд, который аналогичен блоку шестерен в ручной «механике» и позволяет изменять передаточное отношение при переключении передач;
  Тормозная лента и фрикционы (передний, задний фрикцион)  позволяют  плавно и своевременно переключать передачи;
• Управление АКПП. Данный узел включает в себя маслосборник (поддон коробки), шестеренчатый насос, а также клапанную коробку;

Управление коробкой автомат производится при помощи селектора. Как правило, АКПП имеют следующие основные режимы:

• Режим Р – парковка;
• Режим R – движение задним ходом;
• Режим N –нейтральная передача;
• Режим D –езда вперед с автоматическим переключением передач;

Также могут иметься и другие режимы. Например, режим L2 означает, что включаться будет только первая и вторая передачи при движении вперед, режим L1 указывает на включение только первой передачи, режим S следует понимать как спортивный, могут иметься различные «зимние» режимы и т.д.

Дополнительно может быть реализована имитация ручного управления АКПП, то есть водитель может повышать или понижать передачи самостоятельно (вручную). Еще добавим, что коробка автомат также зачастую имеет режим kick-down (кик-даун), который позволяет автомобилю резко разгоняться при такой необходимости.

Срабатывает режим «кик-даун» в том случае, когда водитель резко нажимает на газ, после чего коробка быстро переходит на пониженные передачи, тем самым позволяя раскрутить двигатель до высоких оборотов.

Как видно, коробка — автомат фактически состоит из гидротрансформатора, механической коробки передач, а также системы управления, что в совокупности и образует гидромеханическую коробку. Давайте рассмотрим ее устройство.

Принцип работы и конструкция гидротрансформатора

Гидротрансформатор необходим для того, чтобы передавать и изменять крутящий момент от двигателя на коробку. Также гидротрансформатор уменьшает вибрации. Устройство гидротрансформатора предполагает наличие насосного, турбинного и реакторного колеса.

Также в гидротрансформаторе имеется блокировочная муфта и муфта свободного хода. Гидротрансформатор (ГДТ, часто в обиходе называется «бублик») является частью АКПП, однако имеет отдельный корпус из прочного материала, заполненный рабочей жидкостью.

Насосное колесо ГДТ присоединено к коленвалу двигателя. Турбинное колесо связано с самой коробкой передач. Между турбинным и насосным колесом также присутствует реакторное колесо, которое является неподвижным. Каждое из колес гидротрансформатора имеет лопасти, которые отличаются по своей форме. Между лопастями реализованы каналы, через которые проходит трансмиссионная жидкость (трансмиссионное масло, ATF, от  англ. Automatic Transmissions Fluid).

Блокировочная муфта необходима для блокировки гидротрансформатора в некоторых режимах работы. Обгонная муфта или муфта свободного хода отвечает за то, чтобы жестко закрепленное реакторное колесо получило возможность вращаться в противоположную сторону.

Теперь давайте рассмотрим, как работает гидротрансформатор. Его работа основана на замкнутом цикле и заключается в том, что от насосного колеса трансмиссионная жидкость подается на турбинное колесо. Затем поток  жидкости поступает к реакторному колесу.

Лопасти реактора сконструированы так, чтобы усиливать скорость потока жидкости АТФ. Затем ускоренный поток перенаправляется на насосное колесо, заставляя его вращаться с большей скоростью Результат — увеличение величины крутящего момента. Стоит добавить, что максимальный момент достигается при вращении гидротрансформатора  на самой малой скорости.

Когда раскручивается коленвал двигателя, происходит выравнивание угловых скоростей  насосного и турбинного колеса, при этом поток трансмиссионной жидкости изменяет направление. Затем происходит срабатывание муфты свободного хода, после чего начинает вращаться реакторное колесо. В этом случае гидротрансформатор переходит в режим гидромуфты, то есть происходит передача только крутящего момента.

Дальнейший набор скорости приводит к блокировке гидротрансформатора (блокировочная  муфта замкнута), в результате чего происходит прямая передача крутящего момента от мотора к коробке. При этом блокировка ГДТ происходит на разных передачах.

Следует отметить, что  в современных автоматических коробках передач реализован режим работы с проскальзыванием муфты блокировки гидротрансформатора. Такой режим исключает полную блокировку гидротрансформатора.

Данный  режим работы возможно реализовать в том случае, если условия соответствующие, то есть когда нагрузка и скорость подходят для его активации. Главной же задачей проскальзывания муфты становится более интенсивный разгон автомобиля, снижение расхода горючего, более мягкое и плавное включение передач.

Как устроена и работает механическая часть коробки

Сама автоматическая коробка передач (АКПП), как и механическая, ступенчато изменяет крутящий момент при движении машины вперед, а также позволяет двигаться назад при включении задней передачи.

При этом в автоматических коробках обычно используется планетарный редуктор. Данное решение компактное, позволяет реализовать эффективную работу. Например, МКПП зачастую имеет два планетарных редуктора, которые соединены последовательно и работают совместно.

Объединение редукторов делает возможным получить необходимое число ступеней (скоростей) в коробке. Простые АКПП имеют четыре ступени (четырехступенчатый автомат), тогда как современные решения могут иметь шесть, семь, восемь, или даже девять  ступеней.

Планетарный редуктор включает в себя несколько последовательных планетарных передач. Такие передачи образуют планетарный ряд. Каждая из планетарных передач включает:

• солнечную шестерню;
• сателлиты;
• коронную шестерню;
• водило;

Возможность изменить крутящий момент и передать вращение становится доступной в том случае, когда происходит блокировка элементов планетарного ряда. Заблокирован может быть один или два элемента (солнечная или коронная шестерня, водило).

Если заблокирована коронная шестерня, тогда происходит увеличение передаточного числа. Если же солнечная шестерня неподвижна, тогда передаточное отношение будет уменьшено. Заблокированное водило означает, что происходит смена направления вращения.

За саму блокировку отвечают фрикционные муфты (фрикционы), а также тормоз. Муфты блокирует детали планетарного ряда между собой, тогда как тормоз удерживает нужные элементы редуктора благодаря соединению с корпусом КПП. В зависимости от конструкции той или иной АКПП, могут быть использованы ленточный или многодисковый тормоз.

Замыкание муфт и тормозов происходит благодаря гидроцилиндрам. Управление такими гидроцилиндрами реализовано из специального модуля (распределительный модуль).

Еще в общей конструкции автоматической коробки может присутствовать обгонная муфта, задачей которой становится удерживание водило, что позволяет предотвратить его вращение в противоположную сторону. Получаются, передачи в АКПП переключаются благодаря фрикционам и тормозам.

Управление АКПП и принцип работы автоматической коробки

Что касается принципов работы АКПП, коробка работает по заданному алгоритму включения и выключения фрикционов и тормозов. Система управления такими включениями и выключениями на современных коробках электронная,  то есть имеет селектор (рычаг), датчики и ЭБУ коробкой передач.

Блок управления автоматической коробкой передач интегрирован в ЭСУД и тесно связан с блоком управления двигателем. По аналогии с ЭБУ двигателем, блок управления АКПП также взаимодействует с различными датчиками, которые передают на него сигналы о частоте вращения КПП, температуре трансмиссионной жидкости, положении педали газа, режимах установки селектора и т.д.

ЭБУ коробкой передач производит обработку полученных сигналов, затем отправляет команды на исполнительные устройства в распределительном модуле. В результате коробка определяет, какую передачу включить в тех или иных условиях (повышенную или пониженную).

При этом нет четкого заданного алгоритма, то есть точка перехода на разные передачи «плавающая» и определяется самим ЭБУ коробкой. Такая особенность позволяет системе работать более гибко.

Гидроблок (он же гидравлический блок, гидроплита, распределительный модуль) фактически осуществляет управление трансмиссионной жидкостью ATF, отвечая за срабатывание фрикционов и тормозов в АКПП. Данный модуль имеет электромагнитные клапаны (соленоиды) и специальные распределители, которые соединены между собой узкими каналами.

Соленоиды нужны для переключения передач, так как они регулируют давление рабочей жидкости в коробке. Работа данных клапанов контролируется и регулируется блоком управления АКПП. Распределители отвечают за выбор рабочих режимов и задействуются посредством рычага (селектора).

За циркуляцию гидравлической жидкости в автоматической коробке отвечает насос коробки. Насосы бывают шестеренчатыми и лопастными, их приводит в действие ступица гидротрансформатора. Важно понимать, что насос вместе с гидроплитой (гидроблоком) являются важнейшими деталями в конструкции гидравлической части коробки автомат.

С учетом того, что в процессе работы коробка имеет свойство нагреваться, АКПП зачастую имеет собственную систему охлаждения. При этом, в зависимости от конструкции, может присутствовать отдельный масляный радиатор коробки автомат, или же охладитель или теплообменник, который включается в общую систему охлаждения силового агрегата.

Коробка автомат и сцепление

Чтобы было понятнее, начнем с привычной механики. Конструкция сцепления на таких КПП простая. В основе лежит взаимодействие двух дисков: ведомого и ведущего. В двух словах, ведомый диск прижимается к ведущему диску усилием пружин, за счет чего и происходит передача крутящего момента от двигателя.

Как только водитель нажмет на педаль сцепления, диски разжимаются, отодвигаясь один от другого. Передача момента от ДВС прекращается, при этом появляется возможность переключать передачи.

Если просто, пока автомобиль с МКПП движется на той или иной передаче, сцепление замкнуто, для переключения передачи (как пониженной, так и повышенной) выжимается педаль сцепления, диски сцепления при этом размыкаются, водитель включает нужную передачу, после чего отпускает педаль сцепления.

Далее сцепление снова замыкается и крутящий момент продолжает передаваться от ДВС на КПП. Кстати, по такому же принципу работают и роботизированные коробки передач, только в этом случае за выжим сцепления и выбор/включение нужной передачи отвечают исполнительные устройства под управлением ЭБУ.

Будет полезно: Ремонт, замена и тюнинг задних фонарей автомобиля своими руками: как разобрать фары

Отметим, что сам механизм сцепления надежный и выносливый, но только при условии правильного обращения. Если сцепление передерживать, выжимать не полностью, буксовать и т.д., тогда быстро выходит из строя выжимной подшипник, сцепление «подпаливается», его диски стираются.

В результате связь изношенных дисков ухудшается, нет должного прилегания поверхностей, сцепление начинает пробуксовывать. Не удивительно, что машина с изношенным сцеплением хуже разгоняется, так как теряется часть крутящего момента от силового агрегата, при езде передачи могут включаться с трудом и т.д.

Теперь перейдем к гидромеханической АКПП. Что касается данной трансмиссии и вопроса, есть ли на автоматической коробке передач сцепление, а также как переключаются передачи, сразу ответим, что привычного сцепления по аналогии с механикой там нет.

Другими словами, полное отсутствие сухих дисков, прилегающих друг к другу и размыкающихся в нужный момент, корзины сцепления, выжимного подшипника и т.д. При этом разрыв мощности (отключение передачи крутящего момента от ДВС на КПП при переключении передач) на автомате все же имеет место быть.

Получается, сцепление на АКПП есть, но оно сильно отличается от МКПП и работает по другому принципу. Сцеплением на автомате является отдельное устройство, известное под названием гидротрансформатор (ГДТ) или преобразователь (конвертер) крутящего момента.

Также в гидротрансформаторе важную функцию выполняет трансмиссионное масло (жидкость ATF), которая является не просто смазкой, а рабочим телом. Если просто, гидротрансформатор можно представить как герметичный корпус, в котором установлены две крыльчатки (турбины) друг напротив друга.

Вращается одна крыльчатка благодаря приводу от двигателя, далее через трансмиссионную жидкость усилие передается на вторую крыльчатку, которая также начинает вращаться и передает крутящий момент на КПП. В зависимости от скорости вращения первой турбины, с такой же скоростью будет вращаться и вторая.

Если иначе, ведущая и ведомая турбины находятся в масле, образуя сцепление «мокрого» типа. Именно масло в гидротрансформаторе позволяет наилучшим образом передавать момент от ДВС, выдерживает высокие температуры, так как во время работы ГДТ жидкость сильно разогревается, эффективно защищает детали гидротрансформатора от коррозии и преждевременного износа.

Еще отметим, что современные автоматы также имеют возможность блокировки гидротрансформатора. Когда обороты ведущей и ведомой турбин выравниваются, происходит их жесткое зацепление посредством муфт. Такое решение позволяет повысить КПД АКПП и уменьшить потери полезной энергии при передаче крутящего момента.

Виды сцепления

Кроме различий между приводами есть отличия и между видами сцепления на автоматической коробке передач. Но типов всего два штуки:

• сухое;
• «мокрое». Или еще называют его влажное.

В первом фрикционы коробки передач работают в воздушной среде, а в последнем в трансмиссионной жидкости.

В автоматах масло выполняет не только пассивную роль смазки, но и является активным веществом, которое заставляет лопасти гидротрансформатора вращаться под давлением.

АКПП на машине дергается при переключении передач, ощущаются толчки и рывки

https://youtube.com/watch?v=2LyklFA-tvY%3Ffeature%3Doembed

https://youtube.com/watch?v=9fYrfXqWYYg%3Ffeature%3Doembed

Обозначения на коробке автомат

Режимы работы коробки автомат могут поставить в тупик водителя, который прежде ездил только на механике. Для наглядности мы оформили обозначения и описания в виде таблицы.

Наиболее часто встречающейся на моделях с «автоматом» является раскладка режимов P-R-N-D-L. Остальные перечисленные обозначения и некоторые другие используются опционально. О них в обязательном порядке рассказывается в инструкции.

Принцип работы автомата

Принцип работы автомата различается в зависимости от вида автоматической трансмиссии. На каждом из них остановимся отдельно.

Классическая (гидротрансформаторная) АКП

Принцип работы классической АКП основан на давлении трансмиссионной жидкости. За передачу крутящего момента от двигателя к элементам автоматической коробки передач отвечает гидротрансформатор (он же «бублик»). В состав устройства входят три лопастных колеса — насосное, турбинное и реакторное, — заключенные в герметичный корпус. Насосное колесо соединено с коленчатым валом двигателя, а турбинное — с первичным валом КПП.

После запуска двигателя в «бублике» под давлением насоса начинает рециркулировать масло. Проходя через крыльчатки реактора, оно трансформирует механическую силу от маховика в гидравлическую — крутящий момент начинает передаваться на планетарный механизм. Гидротрансформатор выполняет функции как сцепления, так и гидромуфты.

Система гидроуправления позволяет автомату переключать передачи без тяг и муфт с синхронизаторами. Открывая и закрывая в гидроблоке нужные клапаны, коробка передач самостоятельно сжимает нужные пакеты фрикционов давлением масла. Плавная их блокировка, управляемая электроникой, позволяет автомату переключаться почти незаметно.

Вариатор (CVT)

Основа бесступенчатой трансмиссии — два конических шкива, один из которых соединен с валом двигателя, а второй передает крутящий момент на ведущие колеса автомобиля. Мощность передается с ведущего вала на ведомый посредством соединяющего их ремня (или цепи). На каждом из валов имеются два конуса, обращенные вершинами друг к другу. Изменение зазора между ними приводит к смещению ремня и изменению передаточного отношения.

Когда конусы раздвигаются, ремень смещается ближе к оси вращения, и наоборот. Для изменения передаточного отношения достаточно просто сдвигать конусы на одном валу и одновременно раздвигать на другом.

За управление конусами отвечают гидравлическая система и электроника. Гидротрансформатор позволяет автомобилю с вариатором трогаться и останавливаться, а планетарный редуктор — включать задний ход и расширять диапазон передаточных чисел. Все современные вариаторы умеют имитировать фиксированные передачи.

«Робот» (РКП)

Роботизированная коробка передач по своей сути — это механика, дополненная электроникой и сервоприводами. Такая трансмиссия полностью берет на себя процесс переключения передач. Выбор той или иной передачи контролируется электроникой. Вместо педали сцепления и рычага коробки стоят электромоторы, которые по команде электроники «выжимают» сцепление и меняют ступени.

Простейшие роботы уже практически не применяются в современном автопроме. Им на смену пришли коробки следующего поколения — так называемые преселективные роботы с двумя сцеплениями (к примеру, коробки DSG). Каждое из сцеплений отвечает за свой набор передач — четных и нечетных. Процесс переключения с одной передачи на другую происходит практически мгновенно, без разрыва крутящего момента.

Как управлять коробкой автомат

Научиться пользоваться машиной с коробкой автомат намного проще, чем автомобилем с механикой. Именно по этой причине существует разделение в водительских правах: водители, обучавшиеся в автошколе на машине с АКП, не могут ездить на механике — требуется переобучение. Те, кто прежде ездил на машине с МКП, с автоматом легко совладают.

Алгоритм обращения с автоматом максимально прост:

• Чтобы завести машину, нужно сесть за руль, нажать тормоз и повернуть ключ в замке/нажать кнопку запуска двигателя. Селектор коробки должен находиться в парковочном положении P. Запускать ДВС можно и с нейтрального режима, но производители рекомендуют использовать именно режим паркинга. Запустить мотор из любого другого режима не получится.
• Для начала движения селектор выставляется в D или R (вперед и назад соответственно). После того как вы отпустите педаль тормоза, машина сама начнет движение. Нажатием на газ можно увеличить скорость.
• Для остановки машины нужно отпустить педаль газа и нажать на тормоз.
• Перед тем как заглушить двигатель следует перевести селектор коробки в парковочное положение Р.

Как правильно ездить с коробкой автомат

При эксплуатации автомобиля с автоматической трансмиссией нужно придерживаться некоторых важных рекомендаций, которые помогут продлить коробке жизнь.

История изобретения

Автоматическую коробку переключения передач первыми придумали американские исследователи – братья Стартевенты. Их важное изобретение появилось в 1904 году. По сути, конструкция исследователей представляла собой улучшенную механику, оснащенную двумя ступенями. При этом процесс переключения между ними осуществлялся автоматическим способом. Нужно сказать, что массовое производство этой конструкции так и не было налажено.

Изобретение Г. Феттингера

Одним из самых важных элементов, который повлиял на создание настоящей автоматической коробки передач, был гидротрансформатор. Изначально эту конструкцию создали в судостроительной отрасли, и она была связана с различными техническими проблемами.

Решить их помогло изобретение Феттингера. Ученый предложил гидравлическую машину, в которой удалось в одном корпусе объединить насос, реактор и турбину. Туда же входили колеса гидродинамической передачи.

Патент на свое изобретение ученый получил в 1902 году. Его конструкция обладала большим количеством плюсов, если сравнивать с другими аналогичными устройствами. С помощью гидротрансформатора Феттингера удалось уменьшить потери полезной энергии и нарастить коэффициент полезного действия.

Дальнейшие улучшения

Впоследствии коробка-автомат претерпела много изменений. Более совершенная модель появилась благодаря инженерам фирмы Ford. Этот бренд выпустил уникальную версию Model-T с планетарной коробкой передач. Она получила 2 скорости для движения вперед. Также конструкцию оснастили задней передачей. Управление коробкой было реализовано с помощью педалей.

Следующим этапом стало создание коробки компанией Reo. Она использовалась на моделях General Motors. Это устройство вполне можно назвать первой роботизированной коробкой передач, поскольку оно представляло собой механическую конструкцию, оснащенную автоматизированным сцеплением. Чуть позже начала применяться и планетарная система передач.

Именно планетарный механизм лучше всего подходит для автоматической коробки. Чтобы управлять направлением вращения выходного вала и передаточным числом, производится торможение ряда фрагментов планетарной передачи. Чтобы решить такую задачу, допустимо применять незначительные, но постоянные усилия.

Роль коробки автомата в автомобиле

Автоматическая коробка переключения передач – это достаточно распространенное устройство.  При движении машины эта конструкция сама определяет самое подходящее передаточное отношение, которое позволяет переключаться с одного режима на другой. Это существенно облегчает для водителя процедуру трогания.

Устройство самостоятельно подстраивает внешнюю скоростную характеристику мотора под заданную водителем скорость движения. Этот вид коробок становится все популярнее. Однако далеко не каждый человек знает, кто именно изобрел ее.

Автомобиль с автоматической трансмиссией

Начнем с плюсов. Установка автоматической трансмиссии  позволяет  водителю во время езды не использовать рычаг переключения передач, также не задействована нога для постоянного выжима сцепления при переходе на повышенную или пониженную ступень.

Другими словами, изменение скорости  происходит автоматически, то есть сама коробка учитывает нагрузку на ДВС, скорость движения ТС, положение педали газа, желание самого водителя резко ускориться или двигаться плавно и т.д.

В результате комфорт вождения автомобиля с АКПП значительно возрастает, передачи переключаются автоматически, мягко и плавно, двигатель, элементы трансмиссии и ходовой части защищены от сильных нагрузок. Более того, многие коробки автомат предусматривают возможность не только автоматического, но и ручного переключения передач.

Что касается минусов, они также имеются. Прежде всего, конструктивно АКПП является сложным и дорогостоящим агрегатом, отличается сниженной ремонтопригодностью и ресурсом по сравнению с механическими (ручными) КПП. Автомобиль с  данным типом КПП  расходует больше топлива, автоматическая коробка отдает меньше крутящего момента на колеса, так как КПД коробки автомат несколько снижен.

Также наличие в автомобиле автоматической трансмиссии накладывает на водителя определенные ограничения. Например, коробку автомат нужно прогревать перед поездкой, желательно избегать постоянных резких стартов и слишком интенсивного торможения.

На машине с автоматической коробкой нельзя буксовать, не допускается буксировка автомобиля с коробкой автомат на высокой скорости на большие расстояния без вывешивания ведущих колес и т.д. Еще добавим, что такую коробку сложнее и дороже обслуживать.

Чем отличается робот от автомата

Чтобы понять, чем отличается коробка автомат от робота, стоит разобраться с принципом работы каждой из указанных трансмиссий и устройством системы в целом.

Устройство и принцип работы АКПП

В основе автоматики система управления, гидротрансформатор и сама КПП планетарного типа с конкретными шестернями и фрикционами. Благодаря подобной конструкции скорости переключаются в автономном режиме без участия водителя. Ориентиром в данном случае являются такие параметры, как режим движения, нагрузка и обороты двигателя.

Что такое вариаторная коробка передач и каковы её особенности? Узнайте об этом из материала нашего специалиста.

Актуальность установки автомата наблюдается на грузовых и легковых машинах, а также автобусах. Если автомобиль переднеприводный, конструкция АКПП дополняется дифференциалом и главной передачей.

Устройство и принцип работы РКПП

Первое, чем отличается робот от автомата — особая конструкция, сочетающая в себе возможности механической и автоматической КПП. По сути, механика в данном случае дополнена автоматическим управлением с исполнительными механизмами, которые отвечают за переключение передач и работы сцепления. Переключение происходит аналогичным образом, как в случае с механической трансмиссией, но водитель в этом не участвует.

Первостепенной целью создания роботизированной КПП являлось снижение стоимости трансмиссии и одновременное слияние всех преимуществ механики и автомата. Речь идёт об удобстве управления и комфорте. В результате существует несколько вариантов устройства системы.

• На примере автомобилей BMW серии M можно рассмотреть наиболее качественную и известную РКПП под названием Sequental M Gearbox (SMG). Коробка передач 6-ступенчатая, механическая, при этом электронная управляемая гидравлика отвечает за переключение скоростей и отключение сцепления. Передачи переключаются за 0,08 сек.
• На примере Mercedes-Benz A-класса можно рассмотреть другой принцип, где электрогидравлический привод сцепления установлен на базе механики. В переключении скоростей водитель участвует, но педалей здесь только две. Электрический привод самостоятельно отслеживает положение рычага и педали газа, поэтому сцепление в данном случае отсутствует и отключается в автоматическом режиме. Цифры на ABS и датчиках двигателя помогают электронике в расчеёах, чтобы избежать рывков при переключении и резкого прекращения работы двигателя.
• На примере автомобилей Ford и Opel можно рассмотреть третий принцип, где гидронасосы заменены шаговыми двигателями. Несмотря на бюджетность такого варианта, на практике он получился не слишком удачным, что выражается в задержке переключения скоростей и сильных рывках. Тем не менее на Toyota Corolla установлена аналогичная трансмиссия, и упомянутые недостатки здесь отсутствуют.

Основные отличия АКПП от РКПП

Итак, коробка робот и автомат: в чём разница между этими двумя трансмиссиями?

• Первое отличие в конструкции. В случае с роботом это механика с блоком управления, устройство автоматики совсем другое.
• Плавность и скорость переключений у автоматики лучше.
• Почти все АКПП лишены функции ручного переключения, тогда как у роботизированной трансмиссии данная функция присутствует.
• Еще одно отличие робота от автомата заключается в бюджетном ремонте и обслуживании первого.
• Экономия также выражается в том, что робот потребляет меньше масла и топлива.

Виды системы привода

Какие системы привода трансмиссии вы знаете? Многие сейчас назовут только механический и гидравлический принцип. Однако, есть еще два вида:

• электрический;
• комбинированный.

Рассмотрим каждый принцип управления сцеплением в таблице.

https://youtube.com/watch?v=dmXKsNh8wb8%3Ffeature%3Doembed

Есть ли сцепление на «автомате»? Разбираем техническую составляющую

• Механика
• Автомат
• версия — советую.

Конечно, рядовой обыватель привыкший передвигаться «строго» на механической КПП, автомат не очень то жалует. По его соображениям это реально ненадежный агрегат, вот МКПП это да! НА века. Но у механики есть не очень-то прочный узел, особенно для новичков, это сцепление, которое палится на «раз». Немного вспомним принцип работы механической «коробки»

Механика

Как мы помним там три педали, если идти справа налево – первая это «газ», средняя «тормоз» и самая крайняя это «сцепление». Для того чтобы вам тронуться, вам нужно выжать сцепление включить передачу, затем отпуская эту педаль надавливаем на «газ» и машина едет. При переключении передач, вам также нужно повторять эту процедуру.

Конструкция очень проста – если хотите, то основанная на сухом трении дисков. Если утрировать — под действием своих пружин, ведомый жестко прижат к ведущему диску, за счет чего и двигается автомобиль. Но стоит вам надавить на педаль, то диски разжимаются (отходят друг от друга) и вы можете менять передачи (повышать, понижать, либо нейтральная). Эта конструкция работает уже столетие, и она действительно — прочная, но для новичков это не простой экзамен. Зачастую они просто передерживают педали при переключении – диски трутся и один менее прочный стирается.

После такого истирания – уже не существует прочной связи (прижима), диски начинают буксовать, и поэтому автомобиль теряет динамику в разгоне и просто езде (если диск совсем «убит», то может и не тронуться, просто не переключитесь).

Немного вспомнили, но как же на автомате?

Открываем главную тайну – сцепления в классическом понимании, на автомате — конечно же НЕТ! Там нет двух сухих дисков, которые взаимодействуют друг с другом, однако принцип размыкания передач тут все же присутствует. То есть сцепление как бы есть, но оно автоматизированное, совсем другое.

Давайте теперь вспомним, как здесь мы переключаем передачи (ведь здесь всего две педали) – мы просто выжимаем «тормоз», переводим ручку АКПП в положение D (drive), отпускаем педаль и нажимаем на «газ» — все машина поехала. Но каков же принцип.

Знаете, может я многих поклонников механики разочарую, но автомат также не менее «древний», ему вот-вот наступит 100 лет.

Здесь также все банально и просто, основой для работы такой трансмиссии является гидротрансформатор и в отличие от МКПП, здесь сцепление работает за счет жидкости – трансмиссионного масла, то есть как бы – мокрый тип.

Если утрировать принцип работы – представьте два вентилятора, которые работают друг напротив друга, максимально близко. Если один вращается — то он будет передавать поток воздуха другому, и тот в зависимости от оборотов также примет ту или иную скорость вращения, это и есть гидротрансформатор.

Здесь стоят две турбины, одна ведущая – вторая ведомая, они помещены в вязкую жидкость (масло) и закрыты в герметичном корпусе. Когда одна начинает вращаться — она передает вихревую энергию второй, за счет чего и происходит движение. Однако сейчас конструкцию немного усовершенствовали – после того как обороты этих турбин становятся одинаковыми, они входят в жесткое зацепление при помощи специальных муфт, которые призваны снизить потери энергии крутящего момента. Вот он принцип «классического» автомата!

Многие сейчас могут задать вопрос – а почему обязательно масло? Да все просто, воздух для таких оборотов слаб, он не передает столько энергии, вода быстрее закипит, а также будет окислять все металлические части внутри – ресурс упадет

А вот масло не только передает максимальное количество энергии, но и смазывает запчасти внутри, тем самым уберегая их от износа, вот почему так важно его вовремя менять

Сейчас гидротрансформаторные автоматы стоят на широком круге автомобилей, но стоит отметить, что автоматических трансмиссий сейчас как минимум три – автомат, вариатор, робот. И у робота и вариатора принцип совершенно другой, но про это я напишу как-нибудь в другой раз.

Если подвести итог – классического «сухого» сцепления у автомата НЕТ! Но сцепление там присутствует при помощи турбин, специальных муфт и давления масла.

Сейчас видео версия статьи

НА этом заканчиваю, читайте наш АВТОБЛОГ.

(20 , 4,65 из 5)