Акпп устройство и принцип работы: устройство и принцип работы классического автомата — Шины для спецтехники, шины для погрузчика

Содержание

устройство акпп принцип работы акпп

Главная

Классическая АКПП

Описание работы и устройство АКПП

Принцип работы и устройство гидромеханических коробок

Как вы поняли, речь пойдет об автоматических коробках передач. В целом тема неисчерпаема и заслуживает собрания из нескольких томов. Тем не менее мы хотели бы остановиться на основных аспектах устройства, эксплуатации и ремонта АКПП.

Итак, трансмиссия является сложным связующим звеном между двигателем и ведущими колесами и включает в себя множество элементов и механизмов. Трансмиссия обеспечивает передачу крутящего момента от двигателя к ведущим колесам, а также его изменение по величине и по направлению.

Однако передать мощность и крутящий момент от двигателя к колесам — всего лишь полдела, важно эти показатели при передаче качественно преобразовать.

А для чего, попробуем разобраться.

Как мы знаем, частота вращения коленчатого вала двигателя может при работе изменяться в определенном диапазоне. Конечно же, этот диапазон у разных двигателей различный. При этом главными характеристиками двигателя является изменение момента и мощности в зависимости от скорости вращения коленчатого вала. В нашем же случае диапазон изменения скоростей вращения колес простирается от 0 до довольно больших величин. На скорости 150 км/ч в зависимости от диаметра колеса эта величина может быть равной 1400-1500 об./мин. Итак, с одной стороны, колеса со своим диапазоном скоростей, с другой стороны, двигатель со своим, в результате встает довольно сложная задача увязать правую и левую части выражения. При составлении технического задания по разработке в том числе и трансмиссии, конечно же, учитывается гораздо большее количество факторов, так, например, из учета специфики автомобиля и сферы его использования задаются тягово-динамические параметры, которым автомобиль должен соответствовать.

И все это с учетом выполнения норм по экономичности, экологичности, а также целесообразности применения тех или иных конструктивных решений.

Итак, перед нами встает необходимость в изменении тягового усилия, скорости и направления вращения ведущих колес в зависимости от внешних условий движения. Каким же образом это выполняется?!

Задача связать двигатель и колеса не из простых, и выполняется она, если так можно выразиться, в несколько этапов.

В зависимости от типа трансмиссии момент силы, передаваемый на колеса, и скорость их вращения изменяются разными способами. Для этого существуют различные варианты исполнения трансмиссий. Трансмиссии могут быть электрическими, механическими, гидромеханическими (комбинированными). Тем не менее способ, при помощи которого осуществляется изменение величины крутящего момента (электрическая трансмиссия не в счет), достаточно прост; изменение момента и скорости осуществляется путем изменения передаточного числа.

Как вы уже знаете, для перемены передаточного числа и существуют коробки передач, в которых устанавливается ряд пар шестерен с различными передаточными отношениями. Количество пар шестерен (передач) и их передаточные отношения подбираются таким образом, чтобы обеспечить соответствующие тягово-скоростные характеристики автомобиля.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ АКПП

Автоматическая коробка включает в себя несколько агрегатов, основными являются гидротрансформатор и механическая планетарная коробка передач.

ГИДРОТРАНСФОРМАТОР состоит из двух лопастных машин — центробежного насоса, центростремительной турбины и расположенного между ними направляющего аппарата-реактора. Насос и турбина предельно сближены, а их лопастям придана форма, обеспечивающая непрерывный круг циркуляции рабочей жидкости. НАСОСНОЕ КОЛЕСО жестко связано с коленчатым валом двигателя, а ТУРБИННОЕ — с валом коробки передач. Передача энергии от двигателя к трансмиссии осуществляется потоками рабочей жидкости, которая отбрасывается лопатками насосного колеса на лопасти турбинного колеса. Жесткая связь при этом между двигателем и трансмиссией отсутствует. Это способствует обеспечению работы двигателя и остановке автомобиля с включенной передачей. Наличие такой связи устраняет вероятность того, что заглохнет двигатель, как по неопытности водителя, так и вследствие внезапного возрастания внешнего сопротивления, при котором может произойти полная остановка автомобиля.

Плавность передачи тягового усилия в случае использования гидропередачи повышает проходимость автомобиля при движении по грунтам с плохими сцепными свойствами.

Поскольку гидродинамические передачи не пропускают крутильные колебания от двигателя в трансмиссию, повышается надежность и долговечность элементов трансмиссии, а также силового агрегата в целом. Лопастные колеса гидропередачи (насосное, турбинное, реакторное) практически не изнашиваются.

Собственно по такой схеме работает гидромуфта, которая просто передает крутящий момент, не трансформируя его величину. Чтобы изменять момент, в конструкцию гидротрансформатора введен реактор. Это также колесо с лопатками, однако оно жестко прикреплено к корпусу и не вращается (заметим: до определенного времени). Реактор расположен на пути, по которому масло возвращается из турбины в насос. Лопатки реактора имеют особый профиль, а межлопаточные каналы постепенно сужаются. По этой причине скорость, с которой рабочая жидкость течет по каналам направляющего аппарата, постепенно увеличивается, а сама жидкость выбрасывается из реактора в сторону вращения насосного колеса, как бы подталкивая и подгоняя его. Отсюда сразу два следствия.

Первое — благодаря увеличению скорости циркуляции масла внутри гидротрансформатора при неизменном режиме работы насоса крутящий момент на выходном валу гидротрансформатора увеличивается.

Второе — при неизменном режиме работы насоса режим работы турбины изменяется автоматически и бесступенчато в зависимости от приложенного к валу турбины (читай: колесам автомобиля) сопротивления. Допустим, автомобилю, который двигался по равнинному участку дороги, предстоит подъем в гору. Забудем на время про педаль акселератора и посмотрим, как отреагирует на изменение условий движения гидротрансформатор. Нагрузка на ведущие колеса увеличивается, а автомобиль начинает терять скорость. Это приводит к уменьшению частоты вращения турбины. В свою очередь, уменьшается противодействие движению рабочей жидкости по кругу циркуляции внутри гидротрансформатора. В результате скорость циркуляции возрастает, что автоматически приводит к увеличению крутящего момента на валу турбинного колеса (аналогично переходу на низшую передачу в механических КПП) до тех пор, пока не наступит равновесие между ним и моментом сопротивления движению.

По аналогичной схеме работает автоматическая трансмиссия и при старте с места.

Когда автомобиль припаркован, турбинное колесо находится в неподвижном состоянии, однако внутреннее проскальзывание в гидротрансформаторе не мешало двигателю работать на холостом ходу. В этом случае крутящий момент трансформируется в максимально возможное число раз. Зато когда достигнута необходимая скорость, надобность в преобразовании крутящего момента отпадает. Гидротрансформатор посредством автоматически действующей блокировки превращается в звено, практически жестко связывающее ведущий и ведомый валы. Такая блокировка исключает внутренние потери, увеличивает значение КПД передачи, уменьшает расход топлива в установившемся режиме движения, а при замедлении повышает эффективность торможения двигателем. Кстати, одновременно с целью снижения все тех же потерь реактор может освободиться и вращаться вместе с насосным и турбинным колесом.

Зачем же к гидротрансформатору присоединяют КПП, если он сам способен изменять величину крутящего момента в зависимости от нагрузки на ведущие колеса?

АВТОМАТИЧЕСКАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ

Особенность гидротрансформатора такова, что он не может изменять крутящий момент, а также скорость вращения выходного вала в широких пределах. Поэтому законно возникает необходимость в механизме, который смог бы изменять момент и частоту вращения в заданных пределах. Для этого и служит коробка передач. Кстати, необходимость в реверсе возникает постоянно, и без механики здесь не обойтись.

Принцип работы и устройство АКПП аналогичны работе механических коробок с шестернями постоянного зацепления. В механической коробке передач шестерни находятся в постоянном зацеплении, при этом ведомые шестерни свободно вращаются на вторичном валу. Включая какую-либо передачу, мы механически блокируем соответствующую шестерню на ведомом валу. Работа автоматической коробки передач построена на таком же принципе. Если говорить упрощенно — около каждой шестерни стоит фрикционный пакет, состоящий из нескольких фрикционных элементов. Этот фрикционный пакет как раз и фиксирует шестерню на валу с помощью сил трения. Только в автоматической коробке вместо косозубых пар шестерен, как правило, применяются планетарные передачи. Как уже говорилось, кроме гидротрансформатора и планетарного механизма в состав КПП-автоматов входит масляный насос, снабжающий гидротрансформатор и гидравлический блок управления рабочей жидкостью. А также радиатор охлаждения рабочей жидкости.

Интересно то, что рабочая температура автоматической коробки может быть сопоставима с температурой двигателя, а иногда может даже превышать ее. Поэтому автомобили с АКПП имеют специальную систему охлаждения, радиатор которой либо встроен в радиатор системы охлаждения двигателя, либо установлен отдельно и охлаждается воздушным потоком. На старых автомобилях с малым объемом двигателя можно встретить коробки, имеющие воздушную систему охлаждения. На корпусе гидротрансформатора имеется дополнительное внешнее оребрение, с помощью которого и организуется более эффективный отвод тепла.

Имея некоторый опыт, определить количество передач можно и на практике, следя за стрелкой тахометра во время разгона автомобиля. Каждое переключение будет сопровождаться некоторым понижением оборотов двигателя. Только при этом надо иметь в виду, что стрелка тахометра таким же образом реагирует и на блокировку гидротрансформатора (правда, падение оборотов в этом случае будет не столь заметным, как во время переключения передач).

Существенное отличие АКПП от обычных механических коробок заключается в том, что передачи в автоматах переключаются практически без разрыва потока мощности с помощью приводимых гидравликой многодисковых фрикционных муфт.

Сильные рывки при переключении передач практически исключены, поскольку их гасит уже упомянутый выше гидротрансформатор.

За выбор передачи отвечает гидравлический и электронный блоки управления АКПП. Водитель кроме нажатия на акселератор может влиять на процесс смены передач, выбрав зимний или спортивный алгоритм переключения или установив, например, при движении в сложных условиях селектор КПП в специальное положение, которое не позволяет автоматике переключаться выше определенной передачи.

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ АКПП

В автоматических трансмиссиях первого поколения системы управления были целиком гидравлическими. В них формировались сигналы, пропорциональные скорости движения автомобиля (давление скоростного регулятора) и загруженности двигателя (давление клапана-дросселя). В зависимости от соотношения этих двух сигналов в коробке передач и происходили соответствующие переключения. В дальнейшем гидравлику стали использовать только в качестве исполнительной части системы управления. Все остальные функции на современных автомобилях переданы компьютерному блоку управления, который, получая информацию в виде сигналов от многочисленных датчиков, обрабатывает и анализирует ее и принимает решение о переключении передач, обеспечивая при этом и соответствующее качество переключения. Кроме того, электронный блок управления постоянно контролирует исправность системы, записывая в свою память коды неисправностей тех элементов, в которых происходили сбои в процессе работы. Эту способность блока управления называют функцией самодиагностики.

Компьютер управления, включая соответствующий соленоид (клапан, управляемый электромагнитом, формирующий величину управляющего давления), определяет передаточное число на каждой передаче АКПП, при его несоответствии фиксируется ошибка данной передачи (допустим, пробуксовывание фрикционных дисков или разрушение планетарного механизма). Кстати, может анализироваться даже давление, необходимое для включения каждой муфты. Результаты измерения давления включения каждой муфты регистрируются, что позволяет прогнозировать степень износа фрикционных дисков. Это позволяет прогнозировать ресурс работы даже при нормальной работе коробки.

Несмотря на достоинства и недостатки, все типы коробок при правильной эксплуатации и регулярном квалифицированном ТО способны доставить радость владельцам автомобилей своей безотказной работой при пробеге более 200 000 км.

В автомобилях более позднего выпуска в блоках управления стали использовать программируемые запоминающие устройства. Такие устройства позволяют с помощью специальных приборов достаточно оперативно корректировать программы управления, ничего не изменяя в самом блоке управления.

На начальном этапе движения, когда двигатель и трансмиссия еще недостаточно прогреты, необходимо обеспечить их защиту от перегрузок. Для этого в блоке управления имеется специальная программа, в соответствии с которой управление двигателем и трансмиссией осуществляется без обратной связи, то есть без учета фактического состояния двигателя и трансмиссии. В этом случае для принятия решений блок управления использует только данные, записанные в его памяти.

Работа двигателя без обратной связи характеризуется обогащенной смесью, что требует отмены работы системы дожигания отработанных газов и изменения угла опережения зажигания. Для трансмиссии этот режим характеризуется запретом блокировки гидротрансформатора и более поздними по оборотам двигателя переключениями передач.

Виталий КАБЫШЕВ

Компактный четырехступенчатый автомат RENAULT обеспечивает передачу крутящего момента на передние колеса при поперечно расположенном двигателе

Продольный разрез автоматической коробки передач AUDI A8
1-Межколесный дифференциал
2-Насосное колесо
3-Турбинное колесо
4-Гидро-трансформатор
5-Реактор
6-Левая передняя полуось
7-Маслоприемник с фильтром
8-Блок управляющих клапанов
9-Раздаточная коробка
10-Фланец ведомого вала
11-Межосевой дифференциал Torsen

АКПП, устанавливающаяся на автобусы SCANIA
1-Планетарные передачи
2-Гидротрансформатор
3-Фрикционные пакеты
4-Демпфер крутильных колебаний
5-Фланец ведомого вала
6-Масляный фильтр

Устройство и принцип работы масляного насоса АКПП

Масляный насос АКПП создает и поддерживает постоянное давление жидкости ATF в системе смазки. Располагается внутри корпуса коробки скоростей. Обеспечивает промывку и охлаждение гидротрансформатора, а также подачу трансмиссионной жидкости к элементам переключения передач. Привод устройства осуществляется посредством зубчатой шестерни, которая находится на коленчатом валу двигателя автомобиля.

Устройство и принцип действия

Масляный насос АКПП состоит из следующих компонентов:

корпуса;
вала;
ведущей и ведомой шестерен;
смазывающего и предохранительного клапанов;
маслозаборника с фильтром грубой очистки;
всасывающей и нагнетающей магистралей;
делителя;
уплотнительных прокладок.

В работе механизма реализован принцип непрерывности подачи масла с производительностью, определяемой частотой вращения коленчатого вала. Передаточное число привода и геометрия нагнетания подбираются так, чтобы обеспечить минимально необходимое давление в системе в худших условиях эксплуатации. То есть при самом жидком масле в нагретом состоянии и максимально допустимом расходе для конкретной трансмиссии.

Разновидности

В автоматических коробках передач используются шестеренчатые, кулачковые (трохоидные) и лопастные масляные насосы. Конструкция первого устройства включает две зубчатые шестерни, смонтированные в специальном кожухе. Ведущим органом выступает приводная шестеренка. Ее работу регулирует другой компонент аналогичного типа, запрессованный на коленчатом валу мотора. При включении приводного механизма шестерни в момент контакта забирают масло и перенаправляют в гидросистему КПП. Принцип работы насоса основан на зонах высокого и низкого давления. Они возникают между зубьями деталей, что способствует непрерывной циркуляции трансмиссионной жидкости.

Принцип работы трохоидного насоса аналогичный, только вместо зубьев здесь размещаются выступы овальной формы — кулачки. Их профили разработаны так, чтобы исключить присутствие делителя. Внутренняя приводная шестерня сцепляется с наружным ротором, и механизм приводится в движение. В момент контакта между овальными выступами и прорезями формируется полость высокого давления. При последующем движении, когда впадины выходят из зацепления, увеличивается размер пазухи и появляется зона разряжения. Последовательная смена этих циклов обеспечивает перекачку масла из поддона в гидросистему трансмиссии.

Лопастной насос имеет алюминиевый корпус, внутри которого находится цилиндрическая рабочая камера. В центре установлен ротор с лопатками, оборудованный радиальными прорезями, в зацепление с которыми входят лопасти устройства. Привод насоса выполняется через гидротрансформатор от шестерни коленчатого вала. При вращении ротора возникает центробежная сила, которая воздействует на лопатки, притягивая их к прорезям или отбрасывая к стенкам цилиндра. В результате между лопастями и впадинами вала образуются зоны повышенного и пониженного давления. Захват трансмиссионного масла происходит в момент, когда ротор располагается на некотором отдалении от стенок цилиндра, где формируется область разряжения. При перемещении лопаток к стенкам кожуха полость уменьшается, а давление возрастает, из-за чего жидкость выталкивается в магистральные каналы гидросистемы.

Распространенные поломки

Маслонасос АКПП подвергается интенсивным механическим нагрузкам в процессе эксплуатации автомобиля. На техническое состояние узла влияют начало хода, резкая смена режима езды и другие факторы. В результате механизм быстрее изнашивается, что приводит к следующим неисправностям:

загрязнению каналов смазки;
износу уплотнительных колец на приводном штоке устройства:
чрезмерной выработке на внутренних стенках корпуса;
поломке перепускного клапана;
сколу и износу зубьев ведомой или ведущей шестерни.

Современные АКПП оснащаются аварийными датчиками, которые сигнализируют о появлении проблем. Они срабатывают при снижении уровня масла в картере, поломке приборов, контролирующих уровень давления, засорении фильтра или насоса в целом, выходе из строя смазочного или предохранительного клапана.

Основная причина выхода из строя маслонасоса — использование некондиционной смазки. Заливка в систему трансмиссионной жидкости, не предусмотренной производителем транспортного средства, провоцирует преждевременный износ деталей, нагар в каналах гидросистемы, падение давления масла в КПП.

Вторая причина — неправильное или несвоевременное техническое обслуживание, то есть отступление от межсервисного интервала или некачественное выполнение работ, прописанных в техпаспорте.

К поломкам также приводит неправильная эксплуатация авто зимой. В частности, начало движения без достаточного прогрева трансмиссионной жидкости. В условиях низких температур масло не успевает создавать защитную пленку нужной толщины на поверхности трущихся деталей. В результате происходит повышенный износ компонентов, на поверхности которых появляются раковины, сколы, трещины и задиры.

Последовательное давление на втулку насоса в процессе эксплуатации автомобиля также приводит к постепенному износу детали. После того как проблема становится ощутимой, ведущая шестерня повреждает делитель всасывающего узла. Внутрь системы попадают пыль, металлические частицы и другие отслоения от деталей, которые загрязняют механизмы охлаждения и управления.

При постоянном давлении на зубчатый механизм последний воздействует на корпус, что приводит к подрезанию краев делителя. В совокупности с износом втулки это способствует перегреву насоса, снижению давления в системе и нарушениям в передаче крутящего момента.

Признаками неисправности механизма являются ухудшение набора скорости, сложности при включении определенных передач, появление посторонних шумов, снижение давления масла или увеличение расхода жидкости. При обнаружении первых симптомов поломки нужно заняться ремонтом насоса АКПП или провести замену компонента на новый. Игнорирование проблемы может привести:

к выходу из строя турбинного или реакторного колеса гидротрансформатора;
перегреву электронного блока управления трансмиссии;
повреждению гидравлических магистралей;
поломке шестерней планетарного ряда передач;
быстрому износу других деталей КПП.

Выявить неполадки и причины их возникновения можно с помощью диагностики. Проверка подразумевает полную разборку насоса и оценку состояния всех компонентов.

Как увеличить эксплуатационный ресурс маслонасоса

Для минимизации вероятности поломок, а также продления срока эксплуатации масляного насоса необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

использовать масло, которое указывает производитель АКПП;
менять трансмиссионную жидкость в соответствии с заводским регламентом, но не реже 40–60 тыс. км пробега;
не допускать масляного голодания, контролировать уровень вещества в коробке передач;
проводить профилактическое обслуживание КПП каждые полгода;
в зимнее время качественно прогревать трансмиссию перед любыми поездками;
избегать сильных нагрузок на машину, включая агрессивную езду.

Особенности ремонта

Маслонасос расположен внутри КПП между гидротрансформатором и механизмом переключения передач. Для ремонта его нужно снять. Есть два варианта в зависимости от модели автоматической трансмиссии. В первом случае коробка полностью снимается и разбирается. Во втором — демонтаж АКПП не требуется, для снятия насоса достаточно открутить болты, соединяющие часть корпуса с кожухом гидротрансформатора.

Изношенные сальники, пружины, прокладки верхней крышки и другие расходники меняются на новые комплектующие. При наличии царапин и механических повреждений на корпусе насоса проводится обработка поверхности на фрезерном станке с числовым управлением. Изношенные отверстия под втулки развертываются на увеличенный размер, а сильно поврежденные компоненты заменяются на новые. Гнезда под шестерни восстанавливаются наплавкой электродами с предварительным прогревом деталей.

Коробление плоскости прилегания крышки насоса также устраняется посредством фрезерования. Поверхность гнезда предохранительного клапана зачищается зенковкой, после чего компонент притирается к гнезду. Неисправный шариковый клапан меняется на новый. Компонент насаживается в гнездо ударами молотка через наставку для улучшения прилегаемости.

Валик ведущей шестерни восстанавливают посредством наращивания плазменной наплавкой, хромированием или газотермическим напылением с дальнейшей обработкой под нужный размер. Поврежденные шлицы наплавляют и фрезеруют. Шпоночные пазы обрабатывают электродом.

Шестерни выбраковывают при поломке зубьев или износе по высоте и толщине. Торцевые основания этих же компонентов шлифуют или притирают на плите при незначительных деформациях. При износе по высоте уменьшают глубину гнезд в корпусе до нужного размера посредством шлифования плоскости крышки.

При поломке рабочего вала, ведомой и ведущей шестерни потребуется замена масляного насоса. Восстановление или подбор аналогичных деталей, как правило, не приводит к положительному результату, а может и спровоцировать дополнительные проблемы.

Новый механизм устанавливается в следующем порядке:

Прогрев двигателя и КПП автомобиля до 70 градусов.
Слив трансмиссионного масла.
Раскрутка поддона, демонтаж фильтра с гидроблоком.
Отсоединение всех проводов и датчиков от АКПП.
Отключение коробки передач от двигателя.
Демонтаж трансмиссии.
Разборка КПП по запчастям.
Разрезание гидротрансформатора пополам.
Демонтаж старого насоса и установка нового.
Сборка механизма в обратном порядке.
Установка коробки передач в машину.

Параллельно с основной работой промывается гидроплита и меняется масляный фильтр. По завершении заливается новая трансмиссионная жидкость и проверяется ее уровень.

Услуги Transmission System

Наш профильный сервисный центр в Москве специализируется на обслуживании АКПП любого типа. Занимаемся восстановлением, заменой и настройкой отдельных деталей системы. Ремонтируют насосы и другие узлы КПП опытные мастера с использованием современного диагностического оборудования и профессиональных инструментов.

Специалисты точно определяют виды поломок и оперативно их устраняют. В большинстве случаев работы по восстановлению или замене маслонасоса проводятся в течение одного дня. После сборки КПП мастера обкатывают и испытывают механизм на специальных стендах. Дают консультации по правилам эксплуатации и обслуживанию оборудования.

Обращайтесь, профессиональный ремонт обеспечит продолжительный срок службы масляного насоса и трансмиссии в целом, а также комфортное и безопасное управление автомобилем.

Как работает автоматическая коробка передач

Начнем с того, что автомобили с автоматической коробкой передач появились в США в 1940-х годах. Как известно, наличие автоматической коробки передач значительно облегчает эксплуатацию автомобиля, снижает нагрузку на водителя, повышает безопасность и т.д.

Отметим, что под «классической» коробкой-автоматом следует понимать гидромеханическую трансмиссию (гидромеханический автомат). Далее рассмотрим устройство коробки – автомат, конструктивные особенности, а также преимущества и недостатки данного типа коробки передач.

Автоматическая коробка передач: преимущества и недостатки

Мужчина за рулем увеличивает передачу. Подробности.

Начнем с плюсов. Установка автоматической коробки передач позволяет водителю не пользоваться рычагом переключения передач во время движения, а также ногой не приходится постоянно выжимать сцепление при движении вверх или вниз.

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

Что касается минусов, то они тоже имеются. Во-первых, конструктивно АКПП представляет собой сложный и дорогой агрегат, характеризующийся пониженной ремонтопригодностью и ресурсом по сравнению с механическими (ручными) коробками передач. Автомобиль с коробкой передач такого типа потребляет больше топлива; автоматическая коробка передач дает меньший крутящий момент на колеса, так как КПД автоматической коробки передач несколько снижается.

Также наличие в автомобиле автоматической коробки передач накладывает определенные ограничения на водителя. Например, автоматическую коробку передач нужно прогревать перед поездкой; желательно избегать постоянных резких стартов и чрезмерного торможения.

Автомобиль с автоматической коробкой передач не допускается буксовать, не допускается буксировка автомобиля с автоматической коробкой передач на большой скорости на дальние расстояния без вывешивания ведущих колес и т. д. Добавим также, что такая коробка сложнее и дороже дорогой в обслуживании.

Коробка автомат: устройство

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

Прежде всего, даже учитывая, что ресурс и производительность таких коробок передач ниже, чем у «механики», гидромеханическая коробка передач достаточно надежна и долговечна. Теперь рассмотрим устройство автоматической коробки передач.

Автоматическая коробка передач состоит из следующих основных элементов:

Гидротрансформатор. Устройство выполняет функцию сцепления по аналогии с механической коробкой передач. При этом водителю не обязательно участвовать в переключении на ту или иную передачу;
Планетарная передача, аналогичная блоку шестерен в механической «механике» и позволяющая изменять передаточное число при переключении передач;
Тормозная лента и фрикционы (передний, задний фрикцион) обеспечивают плавное и своевременное переключение передач;
Управление автоматической коробкой передач. В состав этого узла входят масляный картер (поддон коробки), шестеренчатый насос и клапанная коробка;

Автоматическая коробка передач управляется с помощью селектора. Как правило, АКПП имеют следующие основные режимы:

Режим P – парковка;
Режим Р – движение назад;
Режим N – нейтральная передача;
Режим D – движение вперед с автоматическим переключением передач;

Могут быть и другие режимы. Например, режим L2 означает, что при движении вперед будут включены только первая и вторая передачи, режим L1 означает, что будет включена только первая передача, модель S следует понимать как спортивную, могут быть различные «зимние» режимы. и др.

Дополнительно может быть реализована имитация ручного управления АКПП. То есть водитель может самостоятельно (вручную) повышать или понижать передачи. Также добавим, что коробка-автомат часто имеет режим кик-дауна (кик-даун), позволяющий машине резко разгоняться при необходимости.
Режим «кик-даун» срабатывает при резком нажатии водителем на газ, после чего коробка быстро переключается на пониженные передачи, тем самым позволяя двигателю раскрутиться до высоких оборотов.

Как видите, автоматическая коробка передач фактически состоит из гидротрансформатора, механической коробки передач и системы управления, которые вместе образуют гидромеханическую коробку передач. Давайте посмотрим на его структуру.

Принцип действия и устройство гидротрансформатора

Гидротрансформатор необходим для передачи и изменения крутящего момента от двигателя к коробке передач. Преобразователь крутящего момента также снижает вибрацию. Устройство гидротрансформатора предполагает наличие насоса, турбины и реакторного колеса.

Гидротрансформатор также имеет муфту блокировки и муфту свободного хода. Преобразователь крутящего момента (газотурбинный двигатель, часто называемый в быту «бубликом») входит в состав автоматической коробки передач. Однако он имеет отдельный корпус из прочного материала, заполненный рабочей жидкостью.

Рабочее колесо газотурбинного двигателя соединено с коленчатым валом двигателя. Турбинное колесо соединено с самой коробкой передач. Также между турбиной и рабочим колесом находится реакторное колесо, которое является неподвижным. Каждое из колес гидротрансформатора имеет лопасти различной формы. Между лопатками реализованы каналы, по которым проходит трансмиссионная жидкость (трансмиссионное масло, ATF, от англ. Automatic Transmissions Fluid).

Блокировочная муфта необходима для блокировки гидротрансформатора в некоторых режимах работы. Обгонная муфта или обгонная муфта обеспечивает возможность вращения жестко закрепленного реакторного колеса в противоположном направлении.

Теперь давайте посмотрим, как работает гидротрансформатор. Его работа основана на замкнутом цикле и состоит из трансмиссионной жидкости, подаваемой от рабочего колеса к турбинному колесу. Затем поток жидкости поступает в колесо реактора.

Лопасти реактора предназначены для увеличения расхода жидкости АТФ. Затем ускоренный поток перенаправляется на рабочее колесо, заставляя его вращаться с более высокой скоростью. В результате увеличивается крутящий момент. Следует добавить, что максимальный крутящий момент достигается, когда гидротрансформатор вращается с наименьшей скоростью.

При вращении коленчатого вала двигателя угловые скорости насосного и турбинного колес выравниваются, а поток жидкости коробки передач меняет направление. Затем срабатывает муфта свободного хода, после чего начинает вращаться реакторное колесо. В этом случае гидротрансформатор переходит в модель гидромуфты; передается только крутящий момент.

В современных АКПП следует учесть, что реализован режим работы с пробуксовкой муфты блокировки гидротрансформатора. Этот режим исключает полную блокировку гидротрансформатора.

Вы можете реализовать этот режим работы, если условия подходят, когда нагрузка и скорость подходят для его активации. Основная задача пробуксовки сцепления – более интенсивный разгон автомобиля, снижение расхода топлива, более мягкое и плавное переключение передач.

Из чего состоит коробка автомат как устроена и работает механическая часть коробки

Сама коробка автомат (АКПП), как и механическая, ступенчато изменяет крутящий момент при движении автомобиля вперед и также позволяет ему двигаться назад при включении задней передачи.

При этом в автоматических коробках передач обычно используется планетарный редуктор. Это решение компактно и позволяет эффективно работать. Например, механические коробки передач часто имеют две планетарные передачи, соединенные последовательно и работающие вместе.

Комбинирование редукторов позволяет получить необходимое количество ступеней (скоростей) в коробке. Простые АКПП имеют четыре ступени (четырехступенчатый автомат), а современные решения могут иметь шесть, семь, восемь и даже девять ступеней.

Планетарный редуктор включает в себя несколько последовательных планетарных передач. Такие редукторы образуют планетарную передачу. Каждая из планетарных шестерен включает:

солнечную шестерню;
спутников;
зубчатый венец;
проехал;

Возможность изменения крутящего момента и передачи вращения становится доступной при блокировке элементов планетарной передачи. Вы можете заблокировать один или два элемента (солнечное или зубчатое колесо, водило).

Если зубчатый венец заблокирован, то происходит увеличение передаточного числа. Если солнечная шестерня неподвижна, то она уменьшит передаточное число. Заблокированное водило означает изменение направления вращения.

Замыкание фрикционов и тормозов происходит за счет гидроцилиндров. Управление такими гидроцилиндрами осуществляется из специального модуля (распределительного модуля).

Даже в общей конструкции автоматической коробки передач может присутствовать обгонная муфта; задача состоит в том, чтобы удерживать носитель, что не дает ему вращаться в обратную сторону. Получается, что передачи в АКПП переключаются благодаря сцеплениям и тормозам.

Управление автоматической коробкой передач и принцип работы автоматической коробки передач

Что касается принципов работы АКПП, то коробка работает по заданному алгоритму включения и выключения сцепления и тормозов. Система управления включением и выключением современных коробок передач электронная; у него есть селектор (рычаг), датчики и ЭБУ.

Блок управления автоматической коробкой передач интегрирован в ECM и тесно связан с блоком управления двигателем. По аналогии с ЭБУ двигателя блок управления АКПП взаимодействует с различными датчиками, передающими сигналы о частоте вращения коробки передач, температуре трансмиссионной жидкости, положении педали газа, режимах установки селектора и т. д.

ЭБУ коробки передач обрабатывает полученные сигналы, а затем отправляет команды исполнительным механизмам в распределительном модуле. В результате коробка сама определяет, какую передачу включать в тех или иных условиях (высокую или пониженную).

При этом нет четкого заданного алгоритма; то есть точка перехода на разные передачи «плавающая» и определяется самой коробкой ЭБУ. Эта функция позволяет системе работать более гибко.

Гидроблок (он же гидроблок, гидроплита, распределительный модуль) собственно и управляет трансмиссионной жидкостью ATF, отвечающей за срабатывание фрикционов и тормозов в АКПП. Этот модуль имеет электромагнитные клапаны (соленоиды) и специальные клапаны, которые соединены между собой узкими каналами.

Соленоиды нужны для переключения передач, так как они регулируют давление рабочей жидкости в коробке. Работа этих клапанов контролируется и регулируется блоком управления АКПП. Клапаны отвечают за выбор режимов работы и активируются с помощью рычага (селектора).

Насос коробки передач отвечает за циркуляцию гидравлической жидкости в АКПП. Насосы шестеренчатые и крыльчатые; ступица гидротрансформатора приводит их в движение. Важно понимать, что насос вместе с гидроплитой (гидроблоком) являются важнейшими деталями в гидравлической части автоматической коробки передач.

Коробка имеет свойство нагреваться в процессе работы, поэтому коробка автомат часто имеет собственную систему охлаждения. При этом в зависимости от конструкции может быть отдельный масляный радиатор АКПП или радиатор или теплообменник, входящий в общую систему охлаждения силового агрегата.

Каков итог?

Учитывая приведенную выше информацию, становится понятно, что автоматическая коробка передач представляет собой комплекс механических, гидравлических и электронных устройств. При этом управление осуществляется как гидравликой, так и электронным блоком.

Следует также учитывать, что компоновка автоматических коробок передач может различаться между переднеприводными и заднеприводными автомобилями, хотя большинство компонентов одинаковы.

Что касается гидротрансформатора, то это устройство можно считать отдельным элементом АКПП, так как ГТД размещен между двигателем и коробкой передач, выполняя функции сцепления по аналогии с МКПП.

Также масляный насос внутри АКПП приводится от гидротрансформатора. Указанный насос создает рабочее давление трансмиссионной жидкости, что, в свою очередь, позволяет управлять коробкой передач.

Напоследок отметим, что не стоит пытаться завести автомобиль с автоматической коробкой передач без стартера (с разгона), как это часто практикуется на автомобилях с механической коробкой передач. Дело в том, что двигатель приводит в действие насос АКПП.

Получается, что пока ДВС не работает, давления на рабочую трансмиссионную жидкость в коробке не будет. Это значит, что без давления управлять АКПП не получится, причем вне зависимости от того, в каком положении будет находиться селектор выбора режима работы. Тем более попытка завести автомобиль с автоматом «с толкача» может привести к серьезному повреждению коробки передач.

0000000000000000

устройство и принцип работы

В настоящее время почти каждый современный автомобиль оснащен автоматической коробкой передач, которая с каждым разом становится все сложнее. И, несмотря на то, что эти агрегаты значительно превосходят МКПП, у последней есть свои почитатели. Некоторые водители по-прежнему отдают предпочтение автомобилям с механической (механической) коробкой передач.

С АКПП все намного сложнее, и если кто-то хочет понять принцип работы этого узла, то начинать следует с механической. Эта статья посвящена только ей.

Самый необходимый элемент любого автомобиля

Впервые услышав странный термин «трансмиссия», многие школьники сразу задаются вопросом, что это за агрегат и для чего он нужен. Всем известно, что для движения автомобиля необходим двигатель. Принцип его работы сейчас известен почти каждому автолюбителю: преобразование возвратно-поступательных движений поршней во вращение коленчатого вала, иначе называемое крутящим моментом.

Однако именно это вращение нужно передать на колесах. Вот как это и передача. Это знает каждый, кто знаком с особенностями вождения автомобилей с механической коробкой передач.

Под термином скрываются специальные механизмы, с помощью которых автомобиль движется с разной скоростью, при необходимости дать задний ход (с включением соответствующей передачи).

В разработке этих агрегатов участвовали ведущие специалисты автомобильных заводов. И к трансмиссии предъявляются важные требования:

Узел должен обеспечивать передачу максимальной мощности двигателя.
Будьте надежными.
Автомобиль должен быть легким.
Вес всех элементов должен быть максимально легким.
Во время работы шум крайне нежелателен.

Если трансмиссия отличается высокой эффективностью и надежностью, водителю не стоит ни о чем беспокоиться: топливо можно использовать по максимуму, а механизм будет служить верой и правдой долгое время.

Что означает термин «любительская механика»?

Механическая, или ручная, как любят говорить некоторые водители, коробка передач (механическая) играет простую, но в то же время важную роль. Он не только передает крутящий момент от двигателя к колесам, но и способствует изменению передаточного числа трансмиссии. Все зависит от водителя – он сам решает, когда переключиться на должное здоровье всего автомобиля. В этом весь смысл управления механической коробкой передач.

Несмотря на популярность АКПП, МКПП не собирается сдавать свои позиции, и вот почему:

Максимально простой дизайн.
Детали и узлы устойчивы к механическим воздействиям и перегрузкам.
Стоимость ремонта и обслуживания агрегата (даже капитального) не так хороша, как у его автоматического конкурента.

И пока эти качества будут цениться автомобилистами, некоторые машины все же будут комплектоваться «механикой». Не случайно некоторые современные автоматические коробки передач имеют ручное переключение передач. Яркий пример – Типтроник.

Разновидности МКПП

МКПП классифицируются по количеству таких ступеней:

Пятиступенчатая механическая коробка передач является наиболее распространенной, поэтому ею оснащается большинство автомобилей. Также учитывают количество валов:

Трехвальной механической коробкой передач оснащаются преимущественно заднеприводные автомобили, а двухвальной – только автомобили с передним приводом. Собственно, на этом вся классификация заканчивается.

Передаточное отношение

Механическая коробка передач относится к ступенчатым механизмам, т.е. крутящий момент изменяется ступенчато. Ступенью называют пару взаимодействующих шестерен. Каждая из этих пар передает вращение колесам с определенной угловой скоростью. Другими словами, на каждой ступени индивидуальные передаточные числа.

Под передаточным числом следует понимать отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей шестерни. Другими словами, число зубьев ведомой шестерни равно 60, а ведущей – 30, то есть передаточное число этой пары – 60 : 30 = 2. Для любой шестерни этот параметр является существенным.

В низшей ступени передаточное число самое высокое, в высшей – самое низкое. Фактически за счет этого МКПП может как увеличивать, так и уменьшать крутящий момент.

От передаточного числа зависят такие характеристики автомобиля, как динамика разгона и максимальная скорость. Так оно и есть, коленвал быстрее раскручивается до максимальных оборотов, и передачи более «сильные». Однако скорость, развиваемая на нем, снижается. Так что при большом передаточном числе приходится переключать передачи.

Устройство ILAC

Двигатель любого автомобиля работает в постоянном режиме, что нежелательно для эффективного функционирования КПП. Переключение передач, постоянно вращая главный вал, неизбежно приведет к неисправности трансмиссии из-за поломки зубьев и другим негативным последствиям. По этой причине нужна еще одна ступица — муфта, через которую силовой агрегат и трансмиссия в нужный момент на время разъединяются.

Чтобы понять, как устроена МКПП, для начинающих водителей, разберем каждый тип подробнее.

Трехвальная передача

Трехвальная конструкция коробки состоит из трех основных элементов – валов:

Ведущий (первичный) – соединяется с механизмом сцепления, для которого предусмотрены специальные пазы ведомого привода. Передача крутящего момента осуществляется с помощью той же шестерни, что и жесткое звено.
Промежуточный – параллелен первому валу. Так же в жестком редукторе находится редуктор.
Ведомый (вторичный) – стоит на той же оси и приводном валу. У него также присутствует редуктор, но, в отличие от других валов, не закреплен, а потому может свободно вращаться. Между его шестернями расположены синхронизаторы, которые необходимы для синхронизации угловых скоростей шестерен ведомого вала с самим вращением. С валом МКПП автомобиля они также жестко закреплены, но могут перемещаться в продольной плоскости посредством шлицевого соединения. Все современные агрегаты имеют синхронизаторы на каждую передачу.

Помимо этого, механизм переключения, весь расположенный в картере в сборе, называется корпусом. Что касается первого, то он расположен непосредственно на картере коробки передач. Механизм как рычаг управления, так и ползунки с заглушками. Также имеется блокирующее устройство для предотвращения одновременного срабатывания двух передач.

Для изготовления коробки Carter используется алюминиевый или магниевый сплав. Помимо всех необходимых деталей и механизмов, в нем содержится масло.

Двухвальная передача

Этот ящик устроен почти так же, но с небольшим дополнением. Также имеет два вала:

Ведущий;
Ведомый.

Оба Имеют блок шестерен с синхронизаторами, так как расположены параллельно как в вышеописанной конструкции. И упомянутое дополнение – наличие главной передачи и картерного дифференциала механической трансмиссии. Их функция – передача крутящего момента на ведущие колеса автомобиля. Более того, дифференциал при необходимости может обеспечить разную угловую скорость.

Разумеется Не обошлось без механизма переключения, который обычно дистанционный. Другими словами, он расположен вне корпуса корпуса. А для их соединения используются любые тяговые тросы. Причем кабельное соединение оптимальное, поэтому чаще используется.

Принцип работы трансмиссии

При нейтральном положении рычага управления крутящий момент от коленчатого вала на колеса не передается. Вместе с запуском двигателя первичный вал вращается вместе с коленчатым валом. Для включения нужной скорости необходимо нажать на педаль сцепления, чтобы разъединить валы.

Теперь вы можете двигать рычаг управления в нужном направлении. При этом втулка синхронизатора перемещается через вилку и используется нужная пара шестерен. Он позволяет подобрать оптимальный крутящий момент в зависимости от условий движения.

Управление автомобилем с МКПП будет рассмотрено позже, а пока принцип работы другой конструкции.

Как работает двухвальная коробка передач

Двухвальная коробка передач работает почти по тому же принципу, но разница все же есть: крутящий момент передается при помощи только пары шестерен, тогда как в трехвальной конструкции участвует третья шестерня промежуточного вала. Кроме того, здесь нет прямой передачи, а передаточное число – 1:1.

Кроме того, переключение передач производит не вилка, а шток. Он нажимает нужную передачу, а та сцепляется с другой, а после фиксируется. Для включения задней скорости задействуется отдельная шестерня на ее валу. И это справедливо для обоих типов МКПП.

Преимущества МКПП

Некоторые положительные моменты уже были перечислены выше, так что сделаем некое обобщение. Типичные преимущества коробки:

Относительно легкий вес;
Низкая стоимость;
Дизайн простой и понятный;
Высокая степень надежности;
Техническое обслуживание и ремонт недороги.

В автомобилях с МКПП двигатель жестко соединен с трансмиссией, благодаря чему достигается максимальная эффективность при движении по льду или бездорожью. К тому же механическая коробка передач может при необходимости полностью отсоединяться от двигателя для беспрепятственного вытягивания или толкания.

Недостатки тоже присутствуют

К сожалению, без недостатков не обойтись, по крайней мере не так уж и много. В первую очередь это касается необходимости регулярных периодических передач, что может утомить водителя в дальних поездках.

Среди прочих недостатков:

Скорость изменения передаточного числа.
Ресурс сцепления недостаточно высок.

Поэтому «механика» хоть и является основным типом силового агрегата, но не самым популярным. Может через пару десятков лет и потеряет свою актуальность, причем окончательно.

Особенности вождения с МКПП

Для правильной эксплуатации автомобиля с МКПП требуются определенные навыки. Многим новичкам, особенно женщинам (может быть, не всем), может быть трудно. Вы должны запомнить положение рычага управления для каждой передачи. Это легко, потому что это схема. Кроме того, следует знать, в каком диапазоне скоростей работает каждая передача.

Скоростные режимы в зависимости от трансмиссии:

1-я передача – 15-20 км/ч.
2-я передача – 30-40 км/ч.
3-я передача – 50-60 км/ч.
4-я передача – не более 80 км/ч.
5-я передача – более 80 км/ч.

Но лучше ориентироваться на показания тахометра. Для перехода на повышенную передачу рекомендуется добиться определенного числа оборотов коленчатого вала в зависимости от типа двигателя:

Дизель – 1500-2000;
Бензин – 2000-2500.

Во избежание преждевременного ремонта МКПП перед запуском двигателя необходимо убедиться, что рычаг занимает нейтральное положение. Левая нога управляется только педалью сцепления, а правая отвечает за две другие — только так не перепутать.

Перед стартом выжал сцепление, включил первую передачу, затем левой ногой плавно отпустил сцепление одновременно с правой ногой, затем медленно нажал на педаль акселератора. Дальнейшее переключение происходит по достижении скоростного порога: педаль сцепления выжимается (ногу с газа надо убрать), переключается на вторую передачу – дальше все по-прежнему.

Основные неисправности «механики»

Несмотря на простоту, МКПП представляет собой достаточно сложную систему, имеющую большое количество подвижных частей. Из-за этого она может быть неисправна, но чаще всего это выход из строя основных узлов агрегата, отсутствие масла в картере или незакрепленные элементы в коробке.

Это может произойти из-за неправильного ухода, некачественных деталей, естественного износа. Кроме того, сюда также можно отнести проведение некачественного технического обслуживания или полное отсутствие технического обслуживания.

Определить, нужна ли вам замена или ремонт трансмиссии, можно по характеристикам. Если при нейтральном положении рычага он шумит – значит, изношен подшипник приводного вала. Это также может быть связано с отсутствием масла. Но если при переключении возникает шум, то проблема может заключаться в муфте синхронизатора.

Резюме

Зная устройство и принцип работы МКПП, понять, как работает АКПП, будет немного проще. МКПП был и остается практичным и знакомым многим водителям агрегатом, несмотря на некоторые нюансы. В общем, свой автомобиль нужно знать заранее, что позволяет обогатить впечатления.

AR: https://tostpost.com/ar/cars/18391-manual-transmission-the-device-and-working-principle.html

БЫТЬ: https://tostpost. com/be/a-tamab-l/29758-mehan-chnaya-skrynka-peradach-prylada-pryncyp-pracy.html

Германия: https://tostpost.com/de/autos/29781-schaltgetriebe-struktur-und-arbeitsweise.html

ES: https://tostpost.com/es/coches/29813-manual-de-caja-de-cambios-estructura-y-principio-de-funcionamiento.html

Привет: https://tostpost.com/hi/cars/16698-manual-transmission-the-device-and-working-principle.html

JA: https://tostpost.com/ja/cars/18702-manual-transmission-the-device-and-working-principle.html

КК: https://tostpost.com/kk/avtomobil-der/29717-mehanikaly-ber-l-s-oraby-ryl-ysy-zh-ne-zh-mys-steu-princip.html

PL: https://tostpost.com/pl/samochody/29601-manualna-skrzynia-bieg-w-budowa-i-zasada-pracy.html

PT: https://tostpost.com/pt/carros/29632-caixa-de-velocidades-manual-dispositivo-e-princ-pio-de-funcionamento.html

TR: https://tostpost.com/tr/arabalar/33282-mekanik-anz-man-cihaz-ve-al-ma-prensibi.