АВТО БЛОГ YAMAHA-VOLGA.RU

Коробка передач акпп: устройство и принцип работы классического автомата

14 июня, 1973 by admin

Устройство и принцип работы автоматической коробки передач

В 21 веке. люди стремятся не напрягаться лишний раз. Поэтому все больше водителей переходят на коробки-автомат и выбирают машины, которые требуют от них минимум участия. Да и производители авто медленно, но уверенно роботизируют автомобили, так что, чистая механика скоро будет только для ценителей.

Несмотря на все прелести, у АКПП есть один большой недостаток (собственно, как и у “механики”) — они сложно устроены. Мало кто из автолюбителей отважится самостоятельно перебирать коробку. Еще меньше тех, кто решится самостоятельно ремонтировать коробку-автомат.

Из чего же, из чего же сделаны коробки-автомат

Итак, классическая АКПП состоит из:

• гидротрансформатора. Состоит из насосного и турбинного колес, реактора;
• масляного насоса;
• планетарного редуктора. В конструкции шестерни, наборы муфт и фрикционы;
• электронной системы управления — датчики, гидроблок (соленоиды + золотники-распределители), рычаг селектора.

Устройство АКПП

Это основные элементы и они всегда одинаковые.

Гидротрансформатор — в АКПП выполняет функцию сцепления: передает и увеличивает крутящий момент от двигателя к планетарному редуктору и кратковременно отсоединяет трансмиссию от двигателя, чтобы переключилась передача.

Гидротрансформатор, схема

Насосное колесо соединено с коленвалом двигателя, а турбинное колесо — с планетарным редуктором через вал. Между колесами расположен реактор. Колеса и реактор оснащены лопастями определенной формы  Все элементы гидротрансформатора собраны в одном корпусе, который заполнен жидкостью ATF.

Гидротрансформатор

Планетарный редуктор. Состоит из нескольких планетарных передач.

Каждая планетарная передача состоит из солнечной шестерни, водила с шестернями-сателлитами и коронной шестерни.

Планетарная передача

Любой элемент планетарной передачи может вращаться или блокироваться (как мы писали выше, вращение передается от гидротрансформатора).

Схема работы планетарной передачи

Чтобы переключить определенную передачу (первую, вторую, заднюю и т.д.), нужно заблокировать один или несколько элементов планетарки. Для этого используются фрикционные муфты и тормоза. Подвижность муфт и тормозов регулируется через поршни давлением рабочей жидкости ATF.

Фрикционные диски (муфта)

Расположение фрикционов в АКПП

Электронная система управления. Точнее, электрогидравлическая, т.к. для непосредственного переключения передач (включения/выключения муфт и тормозных лент) и блокировки ГДТ используется гидравлика, а для регулировки потоков рабочей жидкости — электроника.

Система состоит из:

• гидроблока. Представляет собой металлическую плиту с множеством каналов, в которых установлены электромагнитные клапаны (соленоиды) и датчики. По сути, гидроблок управляет работой АКПП на основании данных, полученных от ЭБУ. Пропускает жидкость по каналам к механическим элементам коробки — муфтам и тормозам;

Гидроблок

• датчиков — частоты вращения на входе и выходе коробки, температуры жидкости, положения рычага селектора, положения педали газа. Также блок управления АКПП использует данные с блока управления двигателем;
• рычага селектора;
• ЭБУ — считывает данные датчиков и определяет логику переключения передач в соответствии с программой.

Принцип работы АКПП

Когда водитель заводит авто, вращается коленвал двигателя. От коленвала приводится масляный насос, который создает и поддерживает давление масла в гидравлической системе коробки. Насос подает жидкость на насосное колесо гидротрансформатора, оно начинает вращаться.

Лопасти насосного колеса перебрасывают жидкость на турбинное колесо, тоже заставляя его вращаться. Чтобы масло не попадала обратно, между колесами установлен неподвижный реактор с лопастями особой конфигурации — он корректирует направление и плотность потока масла, синхронизируя оба колеса. Когда скорости вращения турбинного и насосного колес выравниваются, реактор начинает вращаться вместе с ними. Этот момент называется точкой сцепления.

Как работает ГДТ

Дальше в работу включается ЭБУ, гидроблок и планетарный редуктор.

Водитель переводит рычаг селектора в определенное положение. Информацию считывает соответствующий датчик, передает в ЭБУ и она запускает программу, соответствующую выбранному режиму. В этот момент определенные элементы планетарного редуктора вращаются, а другие зафиксированы. За фиксацию элементов планетарного редуктора отвечает гидроблок: ATF под давлением подается по определенным каналам и прижимает поршни фрикционов.

Как работает поршень фрикционов

Как же АКПП переключает скорости?

Как мы уже писали выше, для включения/выключения муфт и тормозных лент в АКПП используется гидравлика.

Электронная система управления определяет момент переключения передач по скорости и нагрузке на двигатель.

Каждому диапазону скорости (уровню давления масла) в гидроблоке соответствует определенный канал.

Когда водитель давит на газ, датчики считывают скорость и нагрузку на двигатель и передают данные в ЭБУ. На основании полученных данных ЭБУ запускает программу, которая соответствует выбранному режиму: определяет положение шестерен и направление их вращения, рассчитывает давление жидкости, отдает сигнал на определенный соленоид (клапан) и в гидроблоке открывается канал, соответствующий скорости.

По каналу жидкость поступает к поршням муфт и тормозных лент, которые блокируют шестерни планетарного редуктора в нужной конфигурации. Так включается/выключается нужная передача.

Как работает АКПП

Переключение передач зависит и от характера набора скорости: при плавном ускорении передачи повышаются последовательно, при резком разгоне сначала включится пониженная передача. Это также связано с давлением: при плавном нажатии на педаль газа давление растет постепенно и клапан открывается постепенно. При резком же разгоне давление повышается резко, сильно давит на клапан и не дает ему открыться сразу.

Электроника существенно расширила возможности автоматических коробок. К классическим преимуществам гидромеханических АКПП добавились новые:  разнообразие режимов, способность самодиагностики, адаптивность под стиль вождения, возможность выбирать режим вручную, экономия топлива.

Диагностика и ремонт МКПП и АКПП

Записаться на СТО

Устройство автоматической коробки передач (АКПП) —

АКПП — автоматическая коробка переключения передач — это один из видов коробок передач в которой переключение скоростей происходит автоматически — в зависимости от режима работы двигателя, дорожных условий и многих других факторов. В настоящий момент автоматические коробки передач довольно сильно распространены. Так, например, уже более 70% автомобилей Японского производства, продающихся в России поставляются с автоматическими коробками передач. Надежность современных АКПП не только уступает механическим коробкам передач, но зачастую их превосходит.

Что такое АКПП, коробка автомат?

АКПП — автоматическая коробка переключения передач — это один из видов коробок передач в которой переключение скоростей происходит автоматически — в зависимости от режима работы двигателя, дорожных условий и многих других факторов. В настоящий момент автоматические коробки передач довольно сильно распространены. Так, например, уже более 70% автомобилей Японского производства, продающихся в России поставляются с автоматическими коробками передач. Надежность современных АКПП не только не уступает механическим коробкам передач, но зачастую их превосходит.

{datsopic:18}

АКПП автомобиля LEXUS в разрезе

Из чего состоит АКПП?

Автоматическая коробка передач отличается от механической коробки передач не только тем, что переключения скоростей происходят автоматически, но и тем, что ее конструкция и принцип действия несколько иной — в ней используются планетарные механизмы и гидромеханический привод, которых вы не найдете в механической трансмиссии.

Классическая АКПП состоит из следующих основных узлов:

Гидротрансформатор служит для передачи крутящего момента с проскальзыванием от двигателя к редуктору коробки передач. Средой передачи является специальная жидкость-масло ATF (Automatic Transmission Fluid). Гидротрансформатор состоит из входной и выходной турбин и статора. Проскальзывание в гидротрансформаторе обычно устраняется блокировкой, когда обороты двигателя станут достаточно высокими (обычно на 3-4 передаче). Блокировка включается для повышения КПД гидротрансформатора и уменьшения расхода топлива.

Фрикционные муфты («пакеты»)

Служат для передачи вращающего момента посредством трения фрикционов.  Они используются для включения или отключения передач или отсоединения одних частей АКПП от других (тоже связанными с переключением передач). Фрикционные муфты состоят из барабана и хаба. Барабан имеет крупные прямоугольные шлицы внутри, а хаб состоит из крупных прямоугольных зубьев снаружи. Между хабом и барабаном расположен, так называемый, пакет фрикционных дисков. Часть дисков состоит из металла, часть из пластмассы. Металлические диски имеют выступы снаружи и входят в шлицы барабана. Пластмассовые — имеют выступы внутри, куда входят зубья хаба. Передача момента через фрикционную муфту осуществляется после сжатия пакета фрикционов с помощью кольцеобразного поршня. Поршень установлен в барабане. Смазка подается к дискам через канавки в барабане, валах, корпуса АКПП.

{datsopic:15}

Обгонные муфты

Это специальная муфта, которая проскальзывает в одном направлении и заклинивает при передачи момента в другом направлении. Она работает в паре с фрикционной муфтой для снижения ударов при переключении передач (препятствует и для отключения торможения в АКПП.

{datsopic:12}

Планетарный редуктор

Планетарный редуктор передает вращательный момент на выходной вал АКПП.

{datsopic:11}

Тормозные ленты

Служит для торможения одной или нескольких вращающихся частей АКПП о корпус.

{datsopic:17}

ATF (Automatic Transmission Fluid)

Вместо масла в АКПП используется специальная жидкость ATF — она обладает некоторыми противоизносными качествами и обеспечивает работу гидравлики. ATF обычно окрашена в красный или зеленые цвета, для того, чтобы ее не путали с моторным маслом. Существуют много спецификаций, наиболее известные из них это DEXTRON и MERCON. Кстати, первая спецификация ATF содержала в своем составе китовый жир (whale oil) как модификатор трения. Конечно, современна наука не стоит на месте, в качестве модификаторов трения в ATF включаются более современные составы. Дополнительно для улучшения противоизносных свойств ATF (которые достаточно низки) используются специальные добавки к маслу такие как — Универсальная добавка INDIGO. После применения добавки, противоизносные, противозадирные свойства ATF улучшаются в разы. Это позволяет увеличить ресурс АКПП в несколько раз, а также устранить небольшие проявления износа коробки, такие как — толчки, рывки, пробуксовка.

Как работает автоматическая коробка передач?

По словам Мейнеке, в большинстве автомобилей используется форма автоматической трансмиссии, называемая гидравлической планетарной автоматической трансмиссией, которая также используется в увеличенной версии в некотором промышленном и коммерческом оборудовании и большегрузных транспортных средствах. Фрикцион заменен гидромуфтой, а система определяет набор диапазонов передач в зависимости от потребностей автомобиля. Когда вы ставите автомобиль на парковку, все передачи блокируются, чтобы предотвратить скатывание автомобиля вперед или назад.

Менее распространенный вариант — автоматизированная механическая коробка передач (АМТ). Эта модель, которую иногда называют полуавтоматической коробкой передач, сочетает в себе муфты и шестерни механической коробки передач с набором приводов, датчиков, процессоров и пневматики. AMT работают как автоматические, обеспечивая доступность и экономию топлива, как у механической коробки передач. С этим типом трансмиссии водитель может вручную переключать передачи или выбрать автоматическое переключение. В любом случае ему или ей не нужно использовать сцепление, которое приводится в действие гидравлической системой.

История автоматической трансмиссии

Компании General Motors и REO выпустили полуавтоматические трансмиссии для автомобилей в 1934 году. Эти модели создавали меньше проблем, чем традиционная механическая коробка передач, но по-прежнему требовали использования сцепления для переключения передач. Трансмиссия GM была первой в своем роде, в которой использовалась планетарная коробка передач с гидравлическим управлением, позволяющая переключать передачи в зависимости от скорости движения автомобиля.

Планетарная коробка передач была одной из самых важных разработок на пути к современной автоматической коробке передач. Хотя GM первой использовала версию с гидравлическим управлением, эта технология на самом деле восходит к 19 веку.00 изобретение Уилсона-Пилчера. Это новшество состояло из четырех передних передач на двух поездах, которые можно было переключать одним рычагом.

Работа автоматической коробки передач

Наиболее распространенный тип автоматической коробки передач использует гидравлическую энергию для переключения передач. Согласно How Stuff Works, это устройство сочетает в себе преобразователь крутящего момента или гидравлическую муфту с зубчатыми передачами, которые обеспечивают желаемый диапазон передач для автомобиля. Гидротрансформатор соединяет двигатель с коробкой передач и использует жидкость под давлением для передачи мощности на шестерни. Этот аппарат заменяет ручную фрикционную муфту и позволяет автомобилю полностью останавливаться без остановки.

Информация от Art of Manliness изображает работу автоматической коробки передач. Когда двигатель передает мощность на насос гидротрансформатора, насос преобразует эту мощность в трансмиссионную жидкость, которая приводит в действие турбину гидротрансформатора. Этот аппарат увеличивает мощность жидкости и передает еще больше мощности обратно на турбину, которая создает вихревое вращение, раскручивающее турбину и прикрепленный к ней центральный вал. Затем мощность, создаваемая этим вращением, передается от вала к первой планетарной передаче трансмиссии.

Этот тип трансмиссии имеет так называемое гидравлическое управление. Трансмиссионная жидкость находится под давлением масляного насоса, что позволяет изменять скорость в зависимости от скорости автомобиля, оборотов шин в минуту и ​​других факторов. Шестеренчатый насос расположен между планетарной передачей и гидротрансформатором, где он засасывает и нагнетает трансмиссионную жидкость из поддона. Вход насоса ведет непосредственно к корпусу гидротрансформатора, прикрепленному к гибкой пластине двигателя. Когда двигатель не работает, в трансмиссии нет давления масла, необходимого для работы, и, таким образом, автомобиль не может быть запущен с толчка.

Планетарная передача представляет собой механическую систему, в которой шестерни соединены набором лент и муфт. Когда водитель переключает передачи, ленты удерживают одну передачу неподвижно, одновременно вращая другую, чтобы передать крутящий момент от двигателя и повысить или понизить передачу.

Различные шестерни иногда называют солнечной шестерней, кольцевой шестерней и планетарной шестерней. Расположение шестерен определяет, сколько мощности будет передаваться с одной передачи на другую и на трансмиссию автомобиля при переключении передач.

Передачи автоматической коробки передач

К передачам автоматической коробки передач относятся следующие:

• Согласно книге «Как работает автомобиль», когда вы включаете автомобиль в режим движения, вы включаете все доступные передаточные числа. Это означает, что трансмиссия может переключаться между полным диапазоном передач по мере необходимости. Шестиступенчатые автоматические коробки передач являются наиболее распространенным числом передач, но старые автомобили и компактные автомобили начального уровня могут по-прежнему иметь четыре или пять автоматических передач.
• Третья передача либо блокирует трансмиссию на третьей передаче, либо ограничивает ее передаточными числами первой, второй и третьей передач. Это обеспечивает мощность и тягу, необходимые для движения вверх или вниз по склону или для буксировки лодки, дома на колесах или прицепа. Когда двигатель достигает заданного уровня оборотов в минуту (об/мин), большинство автомобилей автоматически отключают третью передачу, чтобы защитить двигатель от повреждений.
• Вторая передача либо блокирует трансмиссию на второй передаче, либо ограничивает ее передаточными числами первой и второй передач. Эта передача идеально подходит для подъема и спуска по скользкой дороге, а также для движения по льду, снегу и другим ненастным погодным условиям.
• Первая передача используется, когда вы хотите заблокировать коробку передач на первой передаче, хотя некоторые автомобили автоматически отключают эту передачу для защиты двигателя при определенных оборотах. Как и вторая и третья передачи, эту передачу лучше всего использовать для буксировки, движения вверх или вниз по склону, а также при движении по скользкой и гололедичной дороге.

Преимущества автоматической коробки передач

Согласно How Stuff Works, самым большим преимуществом автоматической коробки передач является возможность движения без сцепления, как это требуется для механической коробки передач. Люди со многими ограниченными возможностями могут управлять автомобилем с помощью автомата, поскольку для работы требуется только две пригодные для использования конечности.

Отсутствие сцепления также избавляет от необходимости обращать внимание на ручное переключение передач и следить за показаниями тахометра для выполнения необходимых переключений, что дает вам больше внимания, чтобы сосредоточиться на задаче вождения.

Многим водителям также легче управлять автоматической коробкой передач на низких скоростях, чем механической коробкой передач. Гидравлическая автоматическая коробка передач создает явление, называемое проскальзыванием на холостом ходу, которое побуждает автомобиль двигаться вперед даже на холостом ходу.

Информация и исследования в этой статье проверены сертифицированным ASE главным техническим специалистом Дуэйн Сайалун из YourMechanic.com . Для любых отзывов или запросов на исправление, пожалуйста, свяжитесь с нами по телефону [email protected] .

Источники:

https://www.meineke.com/blog/how-an-automatic-transmission-works/

https://auto.howstuffworks.com/automatic-transmission.htm

https: //www.howacarworks.com/basics/how-automatic-gearboxes-work

https://www. artofmanliness.com/articles/how-automatic-transmission-works/

https://auto.howstuffworks.com/automatic-transmission12.htm

Этот контент импортирован из OpenWeb. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

5 ошибок, связанных с автоматической коробкой передач, которых следует избегать

Большинство людей обычно предпочитают автомобили с автоматической коробкой передач, потому что ими легче управлять, особенно тем, кто только начинает.

Нет необходимости переключать передачи, когда вы легко едете из точки А в точку Б. Однако есть несколько потенциальных ловушек, которые могут возникнуть, если вы не будете осторожны. Долговечность автомобиля во многом зависит от нас, поэтому давайте рассмотрим некоторые распространенные ошибки, которые допускают люди при работе с автоматической коробкой передач, и способы их предотвращения.

Как работает автоматическая коробка передач

Трансмиссия автомобиля отвечает за передачу мощности двигателя на трансмиссию и дифференциацию скоростей. В автоматической трансмиссии используется ряд муфт и ремней с гидравлическим управлением для включения и выключения передач без участия водителя.

Это означает, что водители могут сосредоточиться на других вещах во время вождения и должны беспокоиться только о переключении передач при подъеме или спуске с холма. Коробка передач заполнена специальной жидкостью, которая охлаждает и смазывает ее. Жидкость также содержит моющее средство, поддерживающее чистоту движущихся частей.

Со временем жидкость может загрязниться и ее необходимо заменить. Первая передача в автоматической коробке передач, как правило, низкая. Эта передача включается, когда автомобиль трогается с места. Затем трансмиссия переключается на вторую передачу, а затем на третью по мере увеличения скорости автомобиля. Четвертая и пятая передачи обычно являются повышающими передачами, которые включаются на более высоких скоростях.

Эта передача способствует экономии топлива за счет снижения оборотов двигателя. Большинство автоматических коробок передач имеют гидротрансформатор, отвечающий за передачу мощности двигателя на коробку передач. Преобразователь крутящего момента представляет собой гидравлическую муфту, которая использует гидравлическое давление для увеличения крутящего момента двигателя. Трансмиссия также имеет регулятор, который регулирует скорость двигателя.

Регулятор подключен к педали акселератора и предотвращает слишком высокие обороты двигателя. Трансмиссия управляется серией соленоидов, которые направляют поток гидравлической жидкости. Модуль управления коробкой передач управляет этими соленоидами (TCM), компьютером, который отслеживает скорость автомобиля и положение переключателя передач.

Когда автомобиль переключается в режим движения, TCM посылает сигнал соответствующему соленоиду, который включает сцепление или ремень и запускает автомобиль на первой передаче.

Когда автомобиль разгоняется, TCM посылает сигналы другим соленоидам, которые включают другие передачи.

ЭБУ — это компьютер, который управляет двигателем и трансмиссией. ЭБУ получает данные от датчиков, которые контролируют скорость автомобиля, обороты двигателя и работу педалей акселератора и тормоза. ЭБУ связывается с модулем управления трансмиссией (TCM), компьютером, который отслеживает обороты двигателя и трансмиссию. Чтобы ваша автоматическая коробка передач работала безотказно, никогда не делайте этих пяти вещей.

1. Никогда не переключайтесь случайно с ведущей на заднюю в автоматической коробке передач

Несмотря на опасности (а часто и законы!), люди часто занимаются другими делами во время вождения, например, едят, отправляют текстовые сообщения, ищут свою любимую музыкальную станцию ​​или тянутся к упавшим предметам.

Это приведет к катастрофическим повреждениям вашей трансмиссии. В некоторых автомобилях есть функция аварийного отключения, помогающая защитить коробку передач в случае такого инцидента, но рисковать не стоит. В конце концов, замена трансмиссии может стоить вам больших денег, поэтому водите безопасно и избегайте подобных ошибок.

2. Избегайте движения по глубокой воде на автомобиле с автоматической коробкой передач

Жидкости в автомобилях с автоматической коробкой передач расширяются и сжимаются при нагревании и охлаждении. Трансмиссия имеет вентиляционное отверстие для сброса избыточного давления. При движении по глубокой воде вода засасывается в вентиляционное отверстие и в коробку передач.

Если повезет, вы сможете его смыть. В противном случае ваша трансмиссия будет разрушена и ее нужно будет заменить, что опять же обойдется в тысячи долларов.

3. Выгорание — это круто, но может повредить вашу передачу

Прогары — это круто видеть и делать, но они могут быть опасны как для автоматических, так и для механических коробок передач. Вы можете сжечь сцепление в механической коробке передач. Однако в автомобиле с автоматической коробкой передач вы можете потерять поршень и сломать коробку передач, пытаясь выглядеть круто. Вам также придется потратить деньги на новые шины. К счастью, есть приложения для поиска дешевых шин и услуг, когда это необходимо.

4. Не простаивайте подолгу за рулем

Вы бы не подумали, что такая обычная вещь, как работа на холостом ходу, может повредить вашу автоматическую коробку передач. Мы все были там, ожидая, пока вещи будут доставлены в наши машины, или ожидая прибытия друга. Но, работая на холостом ходу с автомобилем в движении, мы не осознаем, какое напряжение испытывает трансмиссия из-за выделяемого тепла.

Длительная работа на холостом ходу вредна для вашего автомобиля.

Comments |0|