Выбор автомобиля не простое дело. Здесь в первую очередь, чего греха таить, стоит творчество. Глаз останавливается на внешнем виде и приоритет мы отдаем в первую очередь экстерьеру.
В этом нет ничего плохого. Если вы хорошо «упакованы» и покупаете новый автомобиль. На два-три года. В таком случае эта статья не для вас.
Она для тех, кто рассуждает другими категориями, а таких большинство. Для тех, кто предпочитает покупать подержанные автомобили и не парится по этому поводу. И ваш покорный слуга, знающий что и как крутится внутри каждого автомобиля, тоже из их числа.
И так, отодвинем творческую составляющую, и рассмотрим чисто технические вопросы коробок автоматов.
Содержание
Практические занятия
Установите селектор, в необходимый режим, выполнив следующие действия:
- Запустите двигатель (переключить рычаг получится только при заведенном двигателе).
- Выжмите педаль «тормоза».
- Нажмите нужную кнопку режима, расположенную на селекторе (если в этом есть необходимость).
- Выберите положение, соответствующее необходимому направлению движения машины: «D» — транспортное средство поедет вперед, «N» — нейтраль, машина будет стоять на месте, или покатится под уклон, «R» — поедет назад. При включении выбранной водителем передачи автомобиль не начнет движение, а когда отпустите педаль «тормоза» — машина поедет. Учитывайте этот нюанс, не убирайте ногу с «тормоза» раньше времени во избежание ДТП.
Автоматические коробки распознают команды водителя по нажатию педали «газа»: плавный разгон, постепенное переключение скоростей обеспечивается нажатием с небольшим усилием. Интенсивный разгон, необходимый при обгонах, достигается выжимом педали «газа» в пол, при этом АКПП сначала включит передачу ниже, затем авто начнет разгоняться. Учитывайте: от момента выжима педали «газа» до разгона транспортного средства происходит небольшая задержка, примерно одна секунда, это время неощутимо при неспешной езде, а в условиях обгона может быть фатальным.
Решив остановить движение автомобиля, нажмите педаль «тормоза». При кратковременной остановке, на светофоре, не переводите селектор с положения «D» — продлите ресурс внутренних механизмов АКПП.
Держите педаль тормоза нажатой после остановки машины в ситуациях:
- Длительные остановки (пробки), нажатая педаль тормоза позволит мотору отдохнуть, не будет зря сжигаться горючее, используйте положение «N».
- Машина стоит на уклоне, селектор не переведен в позицию «Р».
Вышеуказанная инструкция для «чайников» позволит управлять автомобилем с коробкой автомат. Учтите: лучше сразу научиться правильному вождению, чтобы не нанести вред АКПП. Исправить вредные привычки управления транспортным средством сложно.
Планетарные ряды
Гидротрансформатор может увеличивать крутящий момент, но лишь до определенного предела. Устройство автоматической коробки передач для более значимого увеличения момента, например, при преодолении подъемов, а также для движения задним ходом предусматривает планетарные ряды. Планетарная передача также обеспечивает ровное переключения скоростей при движении без потери мощности мотора. Благодаря ей переключение происходит без толчков, случающихся при работе обычной трансмиссии.
Планетарный ряд включает следующие элементы:
- солнечную шестерню;
- сателлиты;
- эпицикл;
- водило.
Планетарным ряд называются из-за того, что фрикционные колеса, вращающиеся одновременно вокруг своих осей и перемещающиеся вместе с этими осями, очень напоминают планеты солнечной системы. От их взаимного положения зависит, какая в данный момент включена передача.
Управление АКПП
Управление автоматической трансмиссией осуществляет селектор АКПП. Режимы работы автоматической трансмиссии зависят от перемещения рычага в определенное положение. В автомате доступны следующие режимы:
- Р — Parking. Используется при парковке. В данном режиме механически блокируется выходной вал трансмиссии.
- R — Reverse. Используется для включения передачи заднего хода.
- N — Neutral. Нейтральный режим.
- D – Drive. Движение вперед в режиме автоматического переключения скоростей.
- 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.
Устройство и принцип работы АКПП
В состав автоматической трансмиссии входят:
- гидравлический трансформатор;
- планетарный механический редуктор (или вальный);
- гидравлическая система управления;
- электронная система контроля;
- дифференциал (в коробках переднеприводных машин);
- главная пара (для переднего привода).
Гидротрансформатор установлен в корпусе, имеющем форму тороида, за что имеет прозвище среди механиков «бублик».
Гидротрансформатор АКПП
Гидравлический трансформатор является механизмом с передачей крутящего момента потоками жидкости. Устройство размещается между маховиком двигателя и механической частью трансмиссии. В качестве рабочей жидкости используется масло, которое имеет пониженную вспениваемость и стабильную от температуры и срока эксплуатации вязкость. Трансформатор выполняет роль сцепления и изменяет величину крутящего момента, снимаемого с маховика силового агрегата. На фото ниже показано общее устройство коробки.
Принципиальная схема автоматической коробки
В состав конструкции гидротрансформатора входят:
- ведущее колесо, оборудованное насосными лопатками, которое жестко соединено с маховиком;
- ведомое колесо, оснащенное турбинной крыльчаткой, жестко установленное на первичном валу механической части коробки;
- дополнительный лопастной реактор (статор);
- корпус.
Конструкция колес предусматривает минимальные зазоры между рабочими элементами, дополнительно установлены уплотнители, препятствующие вытеканию жидкости. В момент начала движения насосные лопатки создают поток масла. Возникающая центробежная сила выводит масло на внешний радиус колеса. Затем поток попадает на турбинное колесо, передавая крутящий момент на связанный с ним первичный вал коробки. После этого поток направляется в реактор, пройдя через который жидкость возвращается к входным каналам колеса насоса. Если удалить реактор, то конструкция превратится в обычную гидромуфту, которая не может регулировать величину крутящего момента.
Реактор работает в двух режимах — неподвижном и вращательном. На начальном этапе коробки реактор не вращается, его лопасти используются для удержания отраженного из турбины потока жидкости. При удалении реактора этот поток станет поступать на насос, затормаживая его и снижая эффективность трансмиссии.
Удерживая поток реактор повышает давление жидкости на турбинном колесе, регулируя таким образом крутящий момент. После выравнивания частот вращения насоса и турбины реакторное колесо начинает вращаться. Момент начала действия реактора называется точкой сцепления. Реакторное колесо вращается с частотой, соответствующей оборотам турбины.
Однако реактор не позволяет регулировать момент в широком диапазоне. Кроме этого, конструкция трансформатора не обеспечивает передачи заднего хода.
Наглядное изображение принципа работы трансформатора в АКПП
Планетарный редуктор автоматической коробки
Для расширения диапазона трансформации и обеспечения заднего хода применяются механические редукторы. Наибольшее распространение получили планетарные механизмы, обеспечивающие широкий диапазон изменения передаточных чисел при небольших габаритных размерах. Редуктор состоит из центральной (солнечной) шестерни, вокруг которой вращаются сателлиты, установленные на общем водиле. На периферийной части передачи установлена еще одна шестерня (эпицикл или корона).
Планетарный редуктор в автоматической трансмиссии дополнен фрикционными и тормозными муфтами, а также ленточными тормозами. В автоматических коробках имеется несколько планетарных редукторов, которые применяются при переключении скоростей. Число редукторов на один меньше, чем число скоростей в коробке. Например, 4-скоростная коробка оснащена тремя планетарными редукторами с различным передаточным отношением.
Муфта сцепления состоит из набора дисков и пластин, установленных поочередно. Пластины жестко закреплены на ведущем валу, а диски соединены с деталями планетарного редуктора. Управление работой муфты гидравлическое. Диски изготавливаются из мягкого фрикционного материала, пластины — из стали. Ленточный тормоз включает в себя поверхность трения (барабан), установленный на валу и тормозную ленту. Лента фиксируется на картере коробки и на исполнительном гидравлическом приводе.
Планетарный редуктор
Гидравлика автоматической коробки
Для управления переключением скоростей применяется гидравлический привод, позволяющий автоматизировать процесс. В современных трансмиссиях гидравлика дополнена электронными блоками управления, которые контролируют работу системы.
В состав гидравлики коробки входят:
- масляный поддон, оснащенный магнитным элементом для сбора продуктов износа деталей;
- масляная помпа с центробежным регулятором давления (золотникового типа);
- фильтр для очистки жидкости от загрязнения;
- каналы для подачи рабочей жидкости к исполнительным элементам:
- клапанные распределители.
Масло в коробке применяется не только для привода исполнительных механизмов, но и для смазки и охлаждения узлов. В картере имеются два отверстия — для контроля уровня при помощи щупа и вентиляционный сапун.
При работе автоматической трансмиссии необходимо поддерживать уровень жидкости в поддоне. От этого параметра зависит ресурс коробки и надежность работы.
Регулятор давления позволяет поддерживать интенсивность потока в заданных пределах. Современные коробки оснащены соленоидными клапанами, которые управляются электронным блоком. Блок изменяет интенсивность потока в зависимости от скорости движения авто, угла открытия дроссельной заслонки, сопротивления движению и других параметров. Соленоидные клапана применяются для регулировки потока в одной или нескольких магистралях, и также в приводах переключения скоростей. Клапаны размещаются в отдельной коробке, расположенной в непосредственной близости от насоса. Корпус коробки представляет собой так называемую гидроплиту — деталь с большим числом каналов для жидкости.
Гидроплита автоматической коробки
В качестве исполнительных механизмов используются гидравлические цилиндры, преобразующие давление масла в механическую работу. Частным случаем гидроцилиндра является бустер, применяемый для управления работой дискового тормоза или механизма блокировки.
Устройство автоматической коробки на примере узла Тойота показано в видео, снятом для канала АвтоМагистр ТехЦентр.
Схема работы коробки
Принцип работы четырехскоростной коробки:
- Крутящий момент подается на центральную шестерню от гидротрансформатора. При этом водило сателлитов заблокировано. В любой автоматической коробке имеются как минимум две планетарные передачи, поэтому вращение от первой передается на вторую. Выходной вал коробки получает момент от второй планетарной передачи.
- Вторая передача работает при помощи двух планетарных передач. На первой передаче заблокирована ленточным тормозом корона, водило вращается вместе с сателлитами. От этого узла момент поступает на второй редуктор, в котором муфтой остановлена центральная шестерня. Выходной вал коробки получает крутящий момент от короны второго редуктора. Передаточное число второй передачи вычисляется умножением передаточных чисел первого и второго редуктора.
- На третьей передаче выполняется остановка коронной шестерни и водила первого редуктора. За счет этого редуктор работает как единое целое, не меняя числа оборотов.
- Четвертая передача является повышающей. Работа обеспечивается остановом тормозом коронной шестерни, передача момента идет через центральную шестерню.
- Для включения заднего хода выполняется удержание водила сателлитов во втором редукторе. Крутящий момент поступает на центральную шестерню второго редуктора, который затем передается на центральную шестерню первого редуктора.
Первая передача
Вторая передача
Третья передача
Четвертая передача
Какая коробка передач лучше
Мы уже знаем, что на всех авто, бороздящих просторы земли матушки, стоят пока три вида коробок автоматов:
- вариатор;
- робот-автомат;
- классический автомат.
Начнем с вариатора и зададимся вопросом какая коробка лучше автомат или вариатор, автомат или робот.
Вариатор
У такого типа коробок высокий КПД, он чувствителен, переключение передач происходит без толчков и провалов. Техническая часть основана на двух конусообразных подвижных шкивах, передвигающих клиновидную цепь между собой, меняющих соотношение передаточного числа.
Это и есть слабое место такого типа коробок, клиновидная цепь вариатора.
Вариаторы не любят больших нагрузок и недолговечны. Нужно понимать, что система сильно трущихся деталей (шкив-цепь) под постоянными большими нагрузками, пусть даже в масляной ванне, ограничена в эксплуатации.
Цепь стальная, из качественного металла, но из множества пластин, скрепленных между собой, тоже ограничен в своей эксплуатационной жизни.
Такой автомобиль не любит нагрузок, и тем более буксировок. Купив автомобиль с вариатором, забудьте о том, что вы кому-то можете помочь буксировкой. Тем более использовать прицеп или даже трейлер.
Обслуживание такой коробки не сводится к такой процедуре, как просто замена масла. Надо менять фильтр и промывать радиатор охлаждения масла. И делать это обязательно каждые 50 тысяч пробега.
А я бы посоветовал, если вы используете автомобиль только по городу, то сократить эту процедуру в два раза! Почему?
Очень просто. Средняя скорость движения по городу примерно 30 км./час. Поделим пробег на скорость 50000/30=1667 часов.
А теперь возьмите нормальную скорость автомобиля 60 км./час, на которую, кстате и ориентирует производитель для замены масла. 50000/60=833 часа.
Из расчета видно, что эксплуатируя автомобиль в городе, вы по сути меняете масло с двукратным превышением пробега, тем самым значительно сокращая его жизнь. Это касается и замены масла в двигателе.
Так вот самое слабое место в вариаторе, цепь и достаточно сложная электроника.
Робот
Продолжаем рассматривать вопрос какая коробка передач лучше. И подробно остановимся на роботе. Какая коробка лучше автомат или робот? Терпение, дочитайте до конца и все будет понятно.
Роботизированная коробка, это по сути своей механическая коробка передач, только конструктивно добавлено двойное сцепление и управляется электроникой.
Сама по себе идея коробки-робота, это гениальная идея. Я преклоняю колено перед инженерами, которые придумали эту коробку. И не зря она приобретает все новых и новых почитателей и уже каждый автоконцерн имеет у себя этот вид коробок и комплектует все больше и больше своих марок.
Фольксваген, кажется, уже все свои марки автомобилей комплектует роботами.
Последние разработки этих коробок ведут себя просто идеально. К примеру семиступенчатый DSG VW просто идеален в эксплуатации и расходе топлива. Та же мягкость переключения передач на всех режимах и тот же расход топлива как у механической коробки.
Дело в том, что КПД такой коробки максимально высокий, потому что передачи всегда в жестком зацеплении двигателя с колесами, как у механики. Электроника работает мгновенно.
Двойное сцепление позволяет за сотые доли секунды переключать передачи, даже представить себе невозможно как можно сделать автомат из простой механики.
В чем проблема? В короткой жизни этих коробок.
И не понятно, сделано это для того, чтобы просто получать прибыль от регулярного обслуживания и ремонта. Или все же потому что процесс доводки конструктива этой коробки все же не закончен.
Если более точнее, то самое больное место робота DSG, это мехатроник.
Мехатроник – управляющий блок переключения передач. В нем сосредоточена вся электроника и гидравлика, управляющая механизмом переключения
Так же выходит из строя сцепление, но реже. В основном вся беда в мехатронике. А именно прогар микросхем, связанных с перегревом платы.
А перегрев в свою очередь связан с падением давления масла, которое в свою очередь зависит от зависания соленоидов (гидравлических управляющих элементов переключения передач) и бесперестанной работы электродвигателя маслянного насоса.
Проблемы, как правило, начинаются с 80-100 тысяч пробега. Реже со 150 тысяч. А бывает, что начинается и с 45 тысяч пробега, кому не повезет.
Цена ремонта робота от 50 тысяч рублей и выше
В итоге, робот-автомат, при всех его плюсах, не назовешь надежной коробкой. И совершенно не понятно, почему немцы перестали следовать своей пресловутой репутации, надежности и долговечности. Зайдите в любой салон Фольксвагена. Все продаваемые марки с коробкой автомат-робот.
Товарищи автослесари, вы никогда не будете без работы, а её у вас все больше и больше.
Классический автомат коробка
Продолжим прояснять, классический автомат робот или вариатор что лучше?
Классическая автоматическая коробка передач представляет из себя конструктивно надежный агрегат, работающий без обычного сцепления, вместо него выступает гидротрансформатор.
А механическая часть коробки, вместо обычных входящих в зацепление шестерен по средством вилок и синхронизаторов, работает на планетарных передачах.
Плюсы планетарных механизмов зарекомендовали себя многими десятилетиями их эксплуатации. Некоторые коробки, чемпионы этой конструкции, выхаживали до миллиона километров пробега
Вся прелесть этой конструкции состоит в том, что передача крутящего момента на механическую часть передается через жидкость (гидротрансформатор). Отсюда следует, что нет всех тех проблем со сцеплением. А эксплуатация гидротрансформатора, при его простом обслуживании (своевременная замена масла) практически вечная.
Гениальность планетарной передачи обеспечивает плавную передачу крутящего момента даже при наличии стальных шестерен. Переключение осуществляется фрикционами в маслянной ванне, зажатием или освобождением солнечных и коронных шестерен.
Дополнительные режимы
К дополнительным режимам коробок автомат относят:
- Зимний режим, имеет обозначение «*», «W», «SNOW», «HOLD», «WINTER». Согласно ему исключается пробуксовка во время переключения скоростей и при начале движения транспортного средства. Производится начало движения машины со второй передачи. Переключение на другие передачи происходит при меньших оборотах привода — это позволяет исключить перепады в работе коробки во время ускорений, уменьшает вероятность заноса авто. Эксперты уточняют: не стоит использовать указанный режим летом — можно получить перегрев коробки из-за достижения максимальной нагрузки на агрегат.
- Подрежимы положения «D» ограничивают ускорение больше определенного диапазона передач:
- «S» или «З» — обеспечение включения передачи не выше третьей. Указанные позиции используют на участках дороги, требующих от водителя повышенного внимания. Осуществляя вождение, используют режим «З», при этом следите за показаниями тахометра, его стрелка не должна попадать в красную зону.
- «2» — ограничение включения передач не выше второй, движение автомобиля происходит со скоростью не более 80 км/час. Применяется на крутых уклонах, скользких дорогах.
- «1», «L» — используется для тяжелых условий эксплуатации машины: езда по бездорожью, крутые уклоны. Только передача , скорость не более 40 км/ час.
Дополнительные режимы эксплуатации коробок автомат позволяют производить управление машиной при неблагоприятных условиях. Учитывайте: случайное включение подрежимов «1», «2» при большой скорости приведет резкому замедлению движения авто, спровоцирует занос транспортного средства.
Как переключаются передачи в АКПП?
Переключение передач или изменение в планетарном редукторе передаточного числа осуществляется блокировкой и разблокировкой элементов планетарного ряда посредством тормозных лент и фрикционов. В гидравлической системе автоматической коробки передач автомобиля непосредственно переключение передач осуществляется клапаном. Трехскоростная коробка имеет два таких клапана, один из которых осуществляет переключение с первой передачи на вторую, другой — со второй на третью. Четырехскоростная коробка имеет уже три клапана.
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.
