5Июн

Строение акпп: Страница не найдена — Techautoport.ru

Содержание

Особенности эксплуатации АКПП легковых автомобилей

Автоматическая коробка переключения передач является будущим за машиностроением. Спрос на автомобили с АКПП в России растет (рис. 1).

Рис.1 Диаграмма доля версий с автоматическими трансмиссиями в продажах новых автомобилей на российском рынке с 2011 по 2019 год

Также различают несколько видов АКПП: роботизированная, вариаторная, DSG, а также классический гидротрансформатор. Рассмотрим плюсы и минусы каждого вида АКПП (таблица). Ввиду сложной конструкции коробки, её необходимо правильно эксплуатировать, а также правильно обслуживать. В данной статье мы рассмотрим правильную эксплуатацию АКПП [5].

Таблица

Плюсы и минусы разных типов АКПП

 

Гидравлический «автомат»

Вариатор

Роботизированная

DSG

Плюсы

Плавность, комфорт, надёжность, универсальность.

Плавность, экономичность, высокий КПД, малый вес.

Экономичность, невысокая стоимость.

Экономичность, плавность, скорость переключений.

Минусы

Увеличенный расход топлива и более долгий разгон.

Фоновый шум, сложная электрика, дороговизна ремонта и обслуживания, невысокая надежность.

Толчки и рывки при переключениях, задумчивость.

Дороговизна, плохая ремонтопригодность, сложность конструкции

Для рассмотрения правильного использования автомобиля с АКПП нужно рассмотреть и понять схему работы коробки. Рассмотрим на примере классического гидротрансформатора (рис. 2). Данная АКПП состоит из планетарной коробки передач и гидротрансформатора. Гидротрансформатор состоит из двух лопастных машин – центробежного насоса и центростремительной турбины. Между ними расположен направляющий аппарат – реактор. Насосное колесо жёстко связано с коленчатым валом двигателя, турбинное – с валом коробки передач. Реактор, в зависимости от режима работы, может свободно вращаться, а может быть заблокирован при помощи обгонной муфты [2, с. 18].

Передача крутящего момента от двигателя к коробке передач осуществляется потоками рабочей жидкости (масла), которая отбрасывается лопатками насосного колеса на лопасти колеса турбинного. Между насосным колесом и турбиной обеспечены минимальные зазоры, а их лопастям придана специальная геометрия, которая формирует непрерывный круг циркуляции рабочей жидкости. Так что получается, что жёсткая связь между двигателем и трансмиссией отсутствует. Это обеспечивает работу двигателя и остановку автомобиля с включённой передачей, а также способствует плавности передачи тягового усилия [3, с. 23].

Рис. 2. Основные части АКПП

Немного узнав о конструкции и принципе действия АКПП, можно поговорить о правильной эксплуатации АКПП, а также о типичных ошибках владельцев автомобилей с АКПП.

Одним из главных условий правильной и долгой работы коробки является своевременная замена масла, а также выбор масла и поддержание его уровня [1].

Менять масло в коробке необходимо: раз в 70 тысяч километров или раз в 2 года при нормальных условиях эксплуатации; и раз в 25 тысяч километров или раз в год при экстремальных условиях. Выбирать масло необходимо следуя рекомендациям завода-изготовителя и приобретать его только у официальных дилеров, чтобы не попасть на подделку [1].

Основной ошибкой автовладельцев является то, что они не используют стояночный тормоз, а используют только положения «Р» на селекторе АКПП. Это в корне неправильно. Если на ровных поверхностях это допустимо и не вредит АКПП, то на уклонах это способствует повышенному износу деталей, что уменьшает ресурс, а также может привести к не произвольному скатыванию автомобиля. Необходимо при остановке на уклоне сначала поставить автомобиль на стояночный тормоз, а затем селектор перевести в положение «Р» [4].

Многие считают, что на АКПП пробуксовка ведет к её выходу из строя, но это не так, если система охлаждения в норме и не допускать перегрева коробки, то пробуксовка никак не повлияет на работоспособность и ресурс.

Буксировать автомобиль с АКПП необходимо только при заведенном ДВС, но лучше этого избегать. При каких-либо проблемах с коробкой транспортировать автомобиль необходимо на эвакуаторе до станции технического обслуживания. Это обусловлено тем, что смазывание АКПП производится принудительно. На возможность буксирования, также влияет разное строение и принцип работы.

При езде на высокой скорости, пытаясь переключить рычаг АКПП, необходимо следить за передачами. Если вы едите быстро и случайно переключите на первую или вторую скорость, то машина резко затормозит, произойдет рывок. Это чревато серьезным заносом и аварией. Во время езды переключение положений селектора АКПП не допускается. Если включен режим Драйв, то переводить рычаг в положение нейтральной передачи или парковки нельзя, это приведет к поломке агрегата.

Для увеличения ресурса необходимо прогревать масло в АКПП, особенно в холодное время года. Данную процедуру необходимо проводить таким образом: на заведенном ДВС переключать селектор во все положения и задерживаться на каждом на небольшой промежуток времени, а перед началом движения включить положение «D» ,и удерживая педаль тормоза на холостых оборотах, постоять так две-три минуты, после чего можно начинать движение. Если необходимо срочно начать движение, то агрегат нужно прогреть минимум до 40 градусов. До полного прогревания нельзя превышать скорость в 40 км/ч и обороты двигателя должны быть в пределах 2000 об/мин, а также избегать резких ускорений и торможений [3, с. 23].

При использовании АКПП зимой необходимо соблюдать несколько правил. Если надо войти в поворот, а на дорогах гололед, маневр выполняется на пониженной скорости. Либо нужно нажать на тормоз перед поворотом, либо необходимо включить более низкую передачу на Типтронике, если речь идет о ручном управлении.

Правильная эксплуатация и обслуживание АКПП является залогом правильной и долгой работы коробки. Если выполнять основные требования, то проблем при эксплуатации не будет. И тогда миф о ненадёжности АКПП будет развеян.

структура, строение и принцип работы Появилась первая автоматическая коробка передач

Опция, за которую многие готовы брать дополнительный кредит и вещь, которая интересует нас сразу после двигателя – «автомат».

Сегодня речь пойдет о вещb, которая, как и двигатель, являет собой небольшой мир внутри автомира. Как она появилась? Кто её изобрел? Давайте разбираться.

Сегодня под «автоматом» понимают гидромеханическую планетарную коробку передач. К автоматической коробке можно отнести еще и коробки с автоматизированным переключением – «роботы», совсем нельзя относить вариаторы (последние вообще не коробки передач). На сегодняшний день коробка являет собой систему из гидротрансформатора и планетарной системы передач. И это накладывает небольшие трудности на правильность определении первенства, так как гидротрансформатор изобрел немецкий инженер Герман Феттингер в начале ХХ столетия, а планетарная система передач была известна со времен Птолемея. Но воедино все собрал и заставил работать изобретатель Оскар Бэнкер (при рождении его звали Азатуром Сарафяном).

“Так просто?” – спросите вы. – Вот так сразу взять и выложить все факты? А как же предыстория?”. Сейчас все будет!

Начнем с главного устройства, которое сделало возможным появление автоматической трансмиссии. Это – гидротрансформатор. Изобрели его исключительно для нужд судостроения. В конце ХIX века в морском флоте в качестве корабельного двигателя все чаще стали применять быстроходные паровые турбины вместо прежних тихоходных паровых машин. Эти машины поначалу соединялись с гребными винтами судов напрямую, и немного позже такая конструкция начала вызывать ожидаемые проблемы. Оборотность гребных винтов увеличить не удавалось, и для соединения их с более высокооборотными паровыми турбинами требовался дополнительный механизм.

Высокооборотные шестеренные передачи большой мощности тогда делать не умели. Высказывалось предложение использовать гидравлические лопастные машины, чтобы двигатель вращал колесо лопастного насоса и работа двигателя переходила в энергию жидкости, прокачиваемой насосом. Далее эта жидкость направляется в лопастную турбину, в которой энергия жидкости преобразуется в механическую энергию, используемую для вращения гребного винта.

Выходом явилось изобретение Г. Феттингером новой гидравлической машины, объединяющей в одном корпусе все лопастные колеса гидродинамической передачи – насос, турбину, направляющий аппарат (реактор). В такой машине (патент 1902 г.) исключены потери энергии в трубопроводах, спиральных камерах, подводах и отводах, что почти вдвое увеличило КПД. Уже в 1912 г. на пассажирском пароходе «Тирпиц» КПД составил 88,5%. Позже на пароходе «Висбаден» при мощности 15 000 – 20 000 л. с. гидродинамический трансформатор имел КПД 91,3%.

В 1904 году братья Стартевенты из Бостона показали свой прототип автоматической трансмиссии. Коробка имела две передачи, и суть механизма была очень похожа на немного доработанную механическую коробку передач. Проблема была в том, что промышленность на тот момент не готова была делать такие коробки серийно, поэтому дальше концепта дело не зашло.

Следующий шаг сделал Ford со своим Model T. Машина оснащалась планетарной коробкой передач и имела две передачи вперед и одну – назад. Преимуществом такой коробки было значительной упрощение управления, а мы ведь помним, что машина создавалась не для инженеров Фридрихов, а для простых Билли, которым инструкции были невдомек. Тогда еще не было синхронизаторов в коробках, и передачи переключались не так просто, как сейчас. На модели Т коробка управлялась педалями, и все что требовалось – вовремя переключиться.

Дальше была коробка передач от General Motors и фирмы Reo в середине 1930-х. В некоторой мере ту коробку можно считать первым «роботом», так как она являла собой механическую коробку, в которой было автоматизирована работа сцепления. А немного позже добавилась планетарная система передач, что во всю приблизило конструкцию к современным коробкам-автоматам.

Планетарный механизм был очень удобен для конструкторов автоматических передач. Для управления его передаточным числом и направлением вращения выходного вала, осуществляемого за счёт торможения отдельных частей планетарной передачи, могли быть использованы сравнительно небольшие и притом постоянные усилия с задействованием в качестве исполнительных механизмов фрикционов и ленточных тормозов. Управление последними при помощи сервоприводов в те годы не вызывало особых затруднений, так как уже было хорошо отработано, к примеру, на танках, где фрикционы использовались для разворота. Кроме того, отсутствовала необходимость выравнивать скорости отдельных элементов, так как все шестерни планетарной передачи находятся в постоянном зацеплении. В противоположность этому автоматизация «классической» механической коробки передач при всей логичности такого решения в те годы встречала целый ряд существенных затруднений, в первую очередь связанных именно с отсутствием подходящих для используемого в ней принципа переключения передач сервоприводов: для перемещения шестерён или муфт включения и введения их в зацепление друг с другом требовались надёжные и быстродействующие исполнительные механизмы, обеспечивающие достаточно большие усилия и рабочие ходы - намного большие, чем требуемые для сжатия блока фрикционов или затягивания ленточного тормоза. Удовлетворительное решение эта задача получила лишь ближе к середине 50-х годов XX века, а пригодное для массовых моделей - только в последние десятилетия, в частности, после появления многоконусных синхронизаторов вроде используемых в коробках передач типа DSG.

Интересной коробкой была «Уильсон», устанавливаемая на малолитражки английской фирмы BSA. Для торможения элементов планетарного механизма были применены ленточные тормоза. Выбор передачи осуществлялся подрулевым рычажком, а непосредственно включение передачи - нажатием на педаль. Коробка Уильсона была преселекторной, то есть водитель мог заранее выбрать нужную передачу, которая включалась только после нажатия на педаль переключения передачи, располагавшуюся обычно на месте педали сцепления - без необходимости точно координировать действия рычагом и педалью, что упрощало вождение и ускоряло переключения, особенно по сравнению с тогдашними несинхронизированными механическими коробками передач. Но главная заслуга коробки Уильсона – это то, что она первой получила переключатель, практически как в современных коробках, а для американцев она и по сей день остается стандартом. Кроме того, все позиции переключателя уже практически соответствовали общепринятыми (законодательно положения P-R-N-D-L были приняты в середине 1960-х).

Однако первую в мире полностью автоматическую коробку передач создала другая американская фирма - General Motors. В 1940 модельном году таковая стала доступна в виде опции на автомобилях марки Oldsmobile, затем Cadillac, впоследствии - Pontiac. Она несла коммерческое обозначение Hydra-Matic и представляла собой комбинацию гидромуфты и четырёхступенчатой планетарной коробки передач с автоматическим гидравлическим управлением. Система управления учитывала такие факторы, как скорость автомобиля и положение дроссельной заслонки. Hydra-Matic использовалась не только на автомобилях всех подразделений GM, но и на автомобилях таких марок, как Bentley, Hudson, Kaiser, Nash и Rolls-Royce, а также некоторых моделях военной техники. С 1950 по 1954 год автомобили Lincoln также снабжались АКП Hydra-Matic. Впоследствии немецкий производитель Mercedes-Benz разработал на её основе весьма похожую по принципу работы четырёхступенчатую АКП, хотя и имеющую значительные конструктивные отличия.

Настоящий бум в развитии «автоматов» был в 1950-х годах, и к середине 1960-х коробки были практически идентичны современными. В них даже заменили китовую ворвань на синтетические смазки, что серьезно снизило цену на коробки и их дальнейшее обслуживание.

В 1980-х коробки получили экономичные четырехступенчатые версии, но главное – микропроцессорное управление, что позволило существенно уменьшить количество движущихся элементов (все управление осуществлялось с помощью соленоидов, а не механики).

Сегодня нас уже не удивишь 7-ступенчатым автоматом, а на днях должны завезти 10-ступенчатые автоматы от VW. Коробки стали надежнее, на порядок удобнее, а главное – быстрее и экономичнее хорошей «механики». Казалось бы, механические коробки должны были остаться в прошлом и там, где они действительно нужны, но желание зарабатывать не позволяет автопроизводителям пойти на такой шаг. Быть может, электрокары их подстегнут?

Автоматическая коробка передач - АКП, механизм изменения передаточного отношения трансмиссии, работающий без непосредственного участия водителя. Автомобиль, оснащенный АКП, имеет сокращенное количество устройств управления, вместо трех педалей («газа», тормоза и сцепления) в нем установлено две педали («газа» и тормоза, педаль выключения сцепления отсутствует). При этом педаль «газа» служит не для увеличения-уменьшения оборотов двигателя, как в автомобиле с механической КП, а для изменения скорости движения автомобиля. В отличие от механической коробки передач АКП оснащается не рычагом переключения, а селектором выбора режима работы.
По устройству АКП разделяются на обычные двух и трехвальные МКП, дополненные гидротрансформатором (вместо сухого сцепления) и системой автоматического переключения (с электронным, электромеханическим или электропневматическим управлением), и на планетарные , в которых планетарный редуктор работает в паре с гидротрансформатором . Наиболее типичные - планетарные АКП с гидротрансформатором.

Устройство

Планетарная АКП состоит из гидротрансформатора, планетарной КП (планетарных редукторов), барабанов, фрикционных и обгонной муфт, соединительных валов. Барабаны АКП оснащаются ленточными тормозами для их остановки и включения нужной передачи планетарного редуктора.
Гидротрансформатор в автоматической трансмиссии выполняет функции сцепления и устанавливается между коленчатым валом двигателя и КП. Гидротрансформатор состоит из ведущей и ведомой турбин и неподвижно закрепленного относительно двигателя статора (иногда статор выполняется вращающимся, в этом случае он оснащается ленточным тормозом - применение подвижного статора добавляет гидротрансформатору гибкости на малых оборотах двигателя и улучшает его характеристики). Ведущая турбина вращается, как и ведущий диск сцепления, с той же частотой, что и коленчатый вал двигателя. Ведомая турбина вращается за счет гидродинамических сил, возникающих из-за вязкости заполняющей внутреннюю полость гидротрансформатора жидкости. Основное назначение гидротрансформатора - передача вращения коленчатого вала на шестерни планетарной КП с проскальзыванием, что обеспечивает плавное переключение передач и начало движения автомобиля. При больших оборотах двигателя ведомая турбина блокируется и гидротрансформатор выключается, передавая крутящий момент с коленчатого вала на шестерни АКП напрямую (соответственно, потерь).
Планетарная КП или планетарный редуктор - комплекс из большой коронной шестерни (эпицикла), малой солнечной шестерни и связывающих их шестерен-сателлитов, закрепленных на водиле. В разных режимах работы редуктора вращаются разные шестерни, а один из блоков (эпицикл, солнечная шестерня или водило с сателлитами) закреплен неподвижно.

Схема АКП: 1 - турбинное колесо;
2 - насосное колесо;
3 - колесо реактора;
4 - вал реактора;
5 - первичный вал планетарного редуктора;
6 - главный масляный насос;
7 - фрикцион II и III передач:
8 - тормоз I и II передач;
9 - фрикцион III передачи и передачи заднего хода;
10 - муфта свободного хода I передачи;
11 - тормоз заднего хода;
12 - первый промежуточный вал;
13 - второй промежуточный вал;
14 - барабан с зубчатым венцом;
15- центробежный регулятор;
16 - вторичный вал;
17 - механизм переключения передач;
18 - дроссельный клапан;
19 - кулачок

Фрикционные муфты предназначены для переключения передач введением в зацепление (или, наоборот, выведением из зацепления) шестерен планетарного редуктора АКП. Муфта состоит из ступицы (хаба) и барабана. На внешней поверхности ступицы и внутренней барабана расположены прямоугольные зубья (на ступице) и такие же шлицы (внутри барабана), которые по форме соответствуют друг другу, но не зацеплены. Между ступицей и барабаном располагается набор (пакет) кольцеобразных фрикционных дисков. Половина дисков выполнена из металла и оснащена выступами, входящими в шлицы внутренней поверхности барабана. Вторая половина дисков - из пластмассы и имеет вырезы, в которые входят зубья ступицы. Таким образом, механическое сцепление ступицы и барабана происходит через трение металлических и пластмассовых дисков пакета фрикционной муфты.
Сообщение и разобщение ступицы и барабана фрикционной муфты происходит после сжатия пакета дисков кольцеобразным поршнем, установленным внутри ступицы. Поршень имеет гидравлический привод. Жидкость в цилиндр привода подается под давлением через кольцевые канавки в барабане, валах и картере АКП.
Обгонная муфта используется для уменьшения ударных нагрузок на фрикционные муфты при переключении передач и для отключения двигателя при движении автомобиля накатом (при некоторых режимах работы АКП). Обгоная муфта устроена таким образом, что свободно проскальзывает при вращении в одном направлении и заклинивает при обратном (передавая деталям АКП вращающий момент). Она состоит из двух колец - внешнего и внутреннего - и расположенных между ними набора роликов, разделенных сепаратором. После увеличения оборотов двигателя и переключения передачи АКП один из блоков планетарного ряда стремится вращаться в обратную сторону - обгонная муфта заклинивает этот блок, предотвращая обратное вращение.

Принцип работы АКП

Рассмотрим работу четырехступенчатой АКП, оснащенной двумя планетарными редукторами.
Первая передача . Солнечная шестерня первого планетарного ряда не подключена к двигателю, первый ряд не участвует в передаче крутящего момента. Солнечная шестерня второго ряда соединена с коленчатым валом двигателя (добавим - через гидротрансформатор). Водило с сателлитами второго планетарного ряда соединено с выходным валом КП. Эпицикл (самая большая коронная шестерня) второго ряда при низких оборотах двигателя прокручивается через обгонную муфту, крутящий момент на механизмы трансмиссии не передается. Как только обороты двигателя повышаются, обгонная муфта блокирует коронную шестерню - начинается передача крутящего момента через сателлиты и водило. Автомобиль трогается с места и начинает движение.
Вторая передача . Солнечная шестерня первого ряда заблокирована и неподвижна. Водило с сателлитами первого ряда входит в зацепление с эпициклом второго ряда через обгонную муфту. Эпицикл первого ряда входит в зацепление с водилом второго ряда, которое соединено с выходным валом КП. Крутящий момент от двигателя передается через солнечную шестерню второго ряда. В этом режиме работают оба планетарных ряда КП.
Третья передача . Шестерни первого ряда не принимают участия в передаче крутящего момента. Солнечная шестерня второго ряда и эпицикл второго ряда соединены со входным валом, крутящий момент передается водилом на выходной вал. Преобразования крутящего момента не происходит - АКП работает в режиме прямой передачи.
В режимах первой, второй и третьей передач водитель не может тормозить двигателем. Для обеспечения возможности торможения двигателем предусмотрена блокировка обгонной муфты фрикционной муфтой. Тогда при отпускании педали «газа» шестерни коробки не будут разобщать механизмы трансмиссии с двигателем.
Четвертая передача . Это режим ускоряющей передачи, когда передаточное число трансмиссии больше единицы. Солнечная шестерня первого ряда остановлена. Крутящий момент передается на водило с сателлитами первого планетарного ряда. Эпицикл первого ряда входит в зацепление с водилом второго ряда, которое, в свою очередь, передает крутящий момент на механизмы трансмиссии. Солнечная шестерня и эпицикл второго ряда в передаче крутящего момента не участвуют.
Задний ход . Солнечная шестерня первого ряда соединена с коленчатым валом двигателя. Водило второго ряда заблокировано фрикционной муфтой. Эпицикл первого ряда входит в зацеплении с водилом второго ряда, которое, в свою очередь, соединено с выходным валом. Выходной вал вращается в обратную сторону.

Системы управления АКП

Система управления режимами работы АКП выполнена в виде гидравлических приводов, передающих давление масла от гидронасоса к поршням исполнительных механизмов фрикционных муфт и тормозных лент барабанов. Поток масла в маслопроводах перераспределяют золотники, которые управляются либо вручную положением селектора АКП, либо автоматически. Блок автоматического управления АКП может быть гидравлическим или электронным.
«Классическая» АКП управляется гидравлическим механизмом, который состоит из центробежного регулятора давления жидкости, установленного на выходном валу двигателя и датчика давления гидравлического привода педали «газа». Золотники перемещаются под давлением обеих гидроцепей, что позволяет АКП переключать передачи в соответствии с частотой вращения коленчатого вала двигателя и положения педали «газа».
В электронной системе автоматического управления вместо гидравлического привода золотников используется электромеханический - золотники перемещаются соленоидами. Команды на перемещения золотников дает блок электронного управления, в современных автомобилях - центральный бортовой компьютер автомобиля. Этот же компьютер обычно управляет и системой зажигания, и впрыском топлива. Команды на перемещение золотников блок электронного управления получает от датчика частоты вращения выходного вала двигателя и положения педали «газа». Переключать передачи можно и в ручном режиме, перемещая селектор в нужное положение.
В большинстве современных АКП предусмотрено ручное управление коробкой даже после полного выхода из строя электронной системы управления. При этом в любом случае вручную можно включить прямую (третью по описанной выше четырехступенчатой схеме) передачу, а если не повреждена электромеханическая часть системы управления - все передачи ручным переводом селектора.

Селектор АКП

В 50-е годы прошлого века общепринятым стандартом системы управления АКП стал селектор «PRNDL» - по перечислению очередности включения режимов автоматической КП. Именно эта последовательность была признана наиболее безопасной и рациональной с точки зрения конструкции АКП.
Режимы работы АКП - положения селектора переключения .

P - парковочный режим . Двигатель отсоединен от трансмиссии. АКП блокирована внутренним механизмом и соединена с трансмиссией, что обеспечивает блокировку всех механизмов трансмиссии. При этом АКП никак не связана со стояночным тормозом и не отменяет необходимость его использования на стоянках.
R - режим заднего хода . Во всех современных АКП селектор в этом положении дополнен блокировочным механизмом, предотвращающим случайное включение заднего хода при движении автомобиля вперед.
N - нейтральный режим АКП. Задействуется при остановках, движении накатом, буксировке.
D - основной режим работы АКП («Драйв»). Задействованы все ступени АКП (обычно и повышающая передача, которая в противном случае может включаться дополнительным положением рукоятки селектора с обозначением «2» или «D2»).
L - режим пониженной передачи , который используется для движения по бездорожью и на крутых подъемах.
Этот порядок переключения селектора АКП был закреплен в США законодательно в 1964 году. Отступление от этого стандарта считается недопустимым с точки зрения безопасности автомобиля.

Идея создания автоматической коробки передач появилась практически одновременно с появлением автомобиля, оснащенного . При этом автопроизводители, изобретатели и энтузиасты из разных стран начали работать над агрегатом.

В результате уже в самом начале 20-го века стали появляться опытные образцы, которые имели трансмиссию, похожую на современный автомат. В этой статье мы поговорим о том, как создавалась и когда появилась первая АКПП, познакомимся с историей автоматической трансмиссии, а также ответим на вопрос, кто изобрел коробку автомат.

Читайте в этой статье

Кто изобрел коробку автомат и когда появилась первая АКПП

Как известно, трансмиссия является вторым по важности агрегатом после . При этом появление АКПП стало настоящим прорывом, так как благодаря такой коробке передач значительно повышается не только комфорт, но и безопасность при управлении автомобилем.

Такая КПП является системой, состоящей из гидротрансформатора () и планетарной коробки. Принципы и основы планетарной передачи были известны еще в средние века, а гидротрансформатор создал немец Герман Феттингер в начале 20-го века.

Первым объединил коробку и ГДТ американский изобретатель Азатур Сарафян, более известный под именем Оскар Бэнкер. Именно он запатентовал автоматическую коробку передач в 1935г., хотя для получения патента больше 7 лет отстаивал свое право в борьбе с крупными автопроизводителями.

Родился Сарафян в 1895 году. Его семья оказалась в США в результате печально известного Геноцида армян, который имел место быть в Османской империи. Обосновавшись в Чикаго, Асатур Сарафян сменил свое имя, став Оскаром Бэнкером.

Талантливый изобретатель создал различные полезные устройства, среди которых можно выделить несколько незаменимых сегодня решений (например, шприц-пистолет для смазки), однако главным его достижением является изобретение первой автоматической гидромеханической коробки передач. В свою очередь, General Motors (GM), которая ранее устанавливала полуавтоматическую коробку передач на свои модели, первой перешла на АКПП.

История создания автоматической коробки передач

Итак, важнейшим элементом, благодаря которому стало возможным появление полноценной АКПП, является гидротрансформатор.

Изначально ГДТ появился в судостроении. Причина – вместо низкооборотистых паровых двигателей ближе к концу 19-го века появились более мощные паровые турбины. Такие турбины соединялись с винтом напрямую, что неизбежно привело к возникновению целого ряда технических проблем.

Решением оказалось изобретение Г. Феттингера, который предложил гидравлическую машину, где лопастные колеса гидродинамической передачи, насос, турбина и реактор были объединены в одном корпусе.

Такой гидротрансформатор был запатентован в 1902 году и имел большое количество преимуществ по сравнению с другими механизмами и устройствами, которые могли бы преобразовать крутящий момент от двигателя.

ГДТ Феттингера минимизировал потери полезной энергии, КПД устройства оказался высоким. На практике, указанный гидродинамический трансформатор, в среднем, обеспечивал на судах КПД около 90% и даже больше.

Вернемся к коробкам передач на автомобилях. В самом начале 20-го века (1904 год) изобретатели братья Стартевенты из города Бостон, США, представили раннюю версию автоматической коробки.

Данная КПП на две передачи фактически являлась усовершенствованной МКПП, где переключения могли быть автоматическими. Другими словами, это был прототип коробки- робот. Однако в те годы по ряду причин серийное производство оказалось невозможным, от проекта отказались.

Следующими автоматическую коробку начали ставить в компании Ford. Легендарная модель Model-T была оснащена планетарной коробкой передач, которая получила две скорости для движения вперед, а также заднюю передачу. Управление КПП было реализовано при помощи педалей.

Далее появилась коробка от компании Reo на моделях General Motors. Такая трансмиссия вполне может считаться первой РКПП, так как это была механическая коробка с автоматизированным сцеплением. Немного позже стала использоваться и планетарная система передач, еще больше приблизив момент появления полноценных гидромеханических автоматов.

Планетарный механизм (планетарная передача) наилучшим образом подходит для АКПП. Чтобы управлять передаточным числом, а также направлением вращения выходного вала, выполняется торможение отдельных частей планетарной передачи. При этом для решения задачи можно использовать относительно небольшие и постоянные усилия.

Другими словами, речь идет об исполнительных механизмах АКПП ( , ленточный тормоз). Также в те годы реализовать эффективное управление данными механизмами не составляло труда. Еще необходимость выровнять скорости отдельных элементов АКПП отсутствовала, так как все шестерни планетарной передачи находятся в постоянном зацеплении.

Если сравнить такую схему с попытками автоматизировать работу механической коробки, в то время это было крайне сложной задачей. Основной проблемой являлось то, что в те годы не было эффективных, быстрых и надежных сервомеханизмов (сервоприводов).

Указанные механизмы необходимы для того, чтобы перемещать шестерни или муфты включения для введения в зацепление. Сервомеханизмы также должны обеспечить большое усилие и рабочий ход, особенно если сравнивать усилие для сжатия пакета фрикционов или затяжки ленточного тормоза АКПП.

Качественное решение было найдено только ближе к середине XX века, а массовой роботизированная механика стала только за последние 10-15 лет (например, или ).

Дальнейшее развитие коробки автомат: эволюция гидромеханической АКПП

Перед тем, как переходить к АКПП, нужно упомянуть коробку передач Уильсона. Водитель выбирал передачу при помощи подрулевого переключателя, а включение производилось посредством нажатия на отдельную педаль.

Такая трансмиссия была прообразом преселективной коробки передач, так как водитель заранее выбирал передачу, при этом ее включение осуществлялось только после нажатия на педаль, которая стояла на месте педали сцепления МКПП.

Данное решение облегчало процесс управления ТС, переключения передач требовали минимум времени по сравнению с МКПП, которые в те годы не имели . При этом значимая роль коробки Уильсона заключается в том, что это первая КПП с переключателем режимов, которая напоминает современные аналоги ().

Вернемся к АКПП. Итак, полностью автоматическую гидромеханическую коробку передач Hydra-Matic представила General Motors в 1940 году. Данную КПП ставили на модели Cadillac, Pontiac и т.д.

Такая трансмиссия представляла собой гидротрансформатор (гидромуфту) и планетарную коробку передач с автоматическим гидравлическим управлением. Управление было реализовано с учетом скорости движения автомобиля, а также положения дроссельной заслонки.

Коробка Hydra-Matic ставилась как на модели GM, так и на Bentley, Rolls-Royce, Lincoln и т.д. В начале 50-х специалисты Mercedes-Benz взяли данную коробку за основу и разработали собственный аналог, который работал по схожему принципу, однако имел целый ряд отличий в плане конструкции.

Ближе к середине 60-х автоматические гидромеханические коробки передач достигли пика своей популярности. Также появление синтетических смазок на рынке ГСМ позволило удешевить их производство и обслуживание, повысить надежность агрегата. Уже в те годы АКПП не сильно отличались от современных версий.

В 80-х стала прослеживаться тенденция к постоянному увеличению числа передач. В автоматических коробках сначала появилась четвертая передача, то есть повышенная. Одновременно стала использоваться и функция блокировки гидротрансформатора.

Также четырехступенчатые автоматы стали управляться при помощи , что дало возможность избавиться от многих механических элементов управления, заменив их .

Например, первыми внедрение электронной системы управления автоматической коробкой передач реализовали специалисты Toyota в 1983 г. Далее Ford в 1987 году также перешел на использование электроники для управления повышающей передачей и блокировочной муфтой ГДТ.

Кстати, сегодня АКПП продолжает эволюционировать. С учетом жестких экологических стандартов и роста цен на топливо производители стремятся повысить КПД трансмиссии, добиться топливной экономичности.

Для этого увеличивается общее количество передач, скорость переключений стала очень высокой. Сегодня можно встретить АКПП, которые имеют 5, 6 и более «скоростей». Основная задача – успешно конкурировать с преселективными роботизированными коробками типа DSG.

Параллельно происходит и постоянное усовершенствование блоков управления АКПП, а также программного обеспечения. Изначально это были системы, которые только определяли момент переключения передачи и отвечали за качество включений.

В дальнейшем в блоки стали «зашивать» программы, которые способны подстраиваться под манеру езды, динамично меняя алгоритмы переключения передач (например, адаптивные АКПП с режимами эконом, спорт).

Позже появилась и возможность ручного управления АКПП (например, Tiptronic), когда водитель может самостоятельно определять моменты переключения передач подобно механической коробке. Дополнительно коробка автомат получила расширенные возможности в плане , контроля температуры трансмиссионной жидкости и т.д.

Читайте также

Управление автомобилем с АКПП: как пользоваться коробкой - автомат, режимы работы автоматической коробки, правила использования данной трансмиссии, советы.

  • Как работает коробка-автомат: классическая гидромеханическая АКПП, составные элементы, управление, механическая часть. Плюсы, минусы данного типа КПП.


  • Статья о том, как правильно пользоваться коробкой «автомат» - символы на панели АКПП, запуск мотора, движение и остановка, возможные ошибки. В конце статьи - видео об использовании автоматической коробки.

    На данный момент различают три вида автоматических трансмиссий: «классическая», с «бесступенчатым вариатором», с «роботизированной механикой». В зависимости от модификации и производителя указанные виды трансмиссий могут незначительно отличаться (разное число передач, немного другой ход рычага – прямой или зигзагообразный, обозначения и др.), но основные функции будут одинаковы для всех.

    Растущая популярность АКПП вполне объяснима – она более удобна в эксплуатации (чем «механика» - МКПП) особенно для новичков, надежна и предохраняет двигатель от перегрузок. Вроде бы все просто! Однако ошибки водители все же допускают, и даже самый надежный механизм может выйти из строя, если его неправильно эксплуатировать. Далее мы рассмотрим, как правильно пользоваться АКПП и как грамотно ее эксплуатировать.


    Чтобы научиться правильно пользоваться «автоматом», сначала нужно разобраться, что же означают буквенные символы (английские буквы) и цифры на панели АКПП с рукояткой переключения передач. Сразу отметим, что в зависимости от марки машины цифры и буквы могут различаться.
    • «P» – «паркинг». Включается при парковке автомобиля на стоянке. Некий аналог стояночного тормоза, только с блокировкой вала, а не с прижатием тормозных колодок.
    • «R» – «реверс». Включается для движения назад. Обычно его называют – «задняя скорость».
    • «N» – «нейтральный». Нейтральная передача. Часто называют – «нейтралка». В отличие от режима паркинга «P», в нейтральном режиме «N» колеса разблокированы, поэтому машина может двигаться накатом. Соответственно, машина также может самопроизвольно покатиться под уклон на парковке, если колеса не зафиксированы ручным тормозом.
    • «D» – «драйв». Режим движения вперед.
    • «A» – «автомат». Автоматический режим (практически, то же самое, что и режим «D»).
    • «L» – «лоу» (низкий). Режим пониженной передачи.
    • «B» – Такой же режим, как и «L».
    • «2» – режим движения не выше второй передачи.
    • «3» – режим движения не выше третьей передачи.
    • «M» – «мануал». Режим ручного управления с повышением/понижением передачи через знаки «+» и «–». Данный режим имитирует механический режим переключения с МКПП, только в более простом варианте.
    • «S» – «спорт». Спортивный режим движения.
    • «OD» – «овердрайв». Повышение передачи (ускоренный режим).
    • «W» – «винтер». Режим движения для зимнего периода, при котором трогание с места начинается со второй передачи.
    • «E» – «экономик». Движение в экономичном режиме.
    • «HOLD» – «удержание». Используется совместно с «D», «L», «S», как правило, на машинах марки «Мазда». (Читать руководство).
    При эксплуатации АКПП особое внимание следует уделить изучению руководства по эксплуатации конкретного автомобиля, так как некоторые обозначения могут функционально отличаться.

    Например, в руководстве некоторых автомобилей буква «B» означает «Block» (блокировка) – режим блокировки дифференциала, который нельзя включать во время движения.


    А если в полноприводном автомобиле присутствуют обозначения «1» и «L», то буква «L» может означать не «Low» (понижение), а «Lock» (замок) – что также обозначает блокировку дифференциала.


    Запуск двигателя с автоматической коробкой имеет следующие особенности:
    1. В машине с АКПП всего две педали: «тормоз» и «газ» . Поэтому левая нога водителя практически не используется. При запуске двигателя педаль «газа» не нажимается, а вот педаль тормоза в некоторых марках автомобилей нажимать обязательно, иначе двигатель не заведется (читать руководство по эксплуатации).

      Однако инструкторы по вождению советуют взять за правило – перед запуском двигателя с АКПП нажимать педаль тормоза всегда. Это предотвратит самопроизвольное движение машины при нейтральном режиме «N», а также позволит быстро перейти в режимы движения «D» или «R». (Без нажатия тормозной педали переключиться в указанные режимы и тронуться с места не получится).

    2. В автомобилях с АКПП предусмотрена защита – автоматическая блокировка запуска двигателя при неправильном положении рычага переключения передач . Это значит, что двигатель с АКПП можно завести только при условии, что рычаг переключения передач находится в одном из двух положений: или «P» (паркинг), или «N» (нейтралка). Если рычаг ПП будет находиться в любом другом положении, предназначенном для движения, будет срабатывать блокировочная защита от неправильного запуска.

      Данная защитная функция очень полезна, особенно для новичков, и особенно в городах с большой «автомобильной плотностью», где на парковках и в потоках автомобили стоят плотно друг к другу. Ведь даже опытные водители иногда забывают «снять автомобиль со скорости» перед запуском двигателя, в результате чего при запуске машина сразу начинает ехать и врезается в ближайшее авто или препятствие.

      Запускать двигатель с АКПП можно как в режиме «P» (паркинг), так и в режиме «N» (нейтральный), однако производители рекомендуют использовать только режим «P». Поэтому лучше установить для себя еще одно правило – парковаться и запускать двигатель только в режиме «паркинг».

    3. После поворота ключа в замке зажигания перед запуском стартера рекомендуется подождать несколько секунд , чтобы дать время включиться бензонасосу и подкачать компрессию.
    Следует помнить, что на некоторых марках автомобилей с АКПП переключение передач невозможно без вставки и поворота ключа в замке зажигания (разблокировки коробки передач). Также, на некоторых марках невозможно вытащить ключ из замка зажигания, если рычаг ПП находится в положении «D». (Читайте руководство по эксплуатации).


    Большинство водителей, которые пересаживаются с «механики» на «автомат», первое время машинально выполняют действия, которые они привыкли многократно выполнять при езде на автомобиле с механической коробкой передач. Поэтому таким водителям, прежде чем начинать ездить с АКПП по дороге в общем автомобильном потоке, рекомендуется предварительно потренироваться в одиночестве.

    Итак, стандартный порядок действий для трогания с места на автомобиле с АКПП выглядит следующим образом:

    • Вставить ключ в замок зажигания.
    • Выжать педаль тормоза правой ногой (левая нога при езде с АКПП не задействуется).
    • Проверить положение рычага переключения передач - он должен находиться в положении «P» – «паркинг».
    • Запустить двигатель (при нажатой педали тормоза).
    • Также при нажатой педали тормоза переключить рычаг ПП в положение «D» – «драйв» (движение вперед).
    • Полностью отпустить педаль тормоза, после чего автомобиль тронется с места и начнет движение вперед с небольшой скоростью - около 5 км/час.
    • Для увеличения скорости движения нужно нажать на педаль «газа». Чем сильнее вы будете нажимать на педаль «газа», тем выше будут передачи и скорость.
    • Для остановки автомобиля нужно убрать правую ногу с педали «газа» и выжать (ей же) педаль тормоза. Автомобиль остановится.
    • Если вы планируете покинуть автомобиль после остановки, то при нажатой педали тормоза переместите рычаг переключения передач в режим «P» – «паркинг». Если же остановка потребовалась в пробке, у светофора или пешеходного перехода, то, естественно, рычаг ПП переключать в «паркинг» не нужно. После того, как вы решите опять продолжить движение, отпустите педаль тормоза и нажмите на педаль «газа» для увеличения скорости.
    Многие современные АКПП имеют имитацию механического режима переключения передач «M» (как на МКПП) для повышения/понижения передач с помощью кнопок «+» и «–» на рычаге ПП. То есть, водителю предоставляется возможность самому вручную повышать или понижать передачи, забирая эту функцию у «автомата». При этом переход на механический режим переключения передач может производиться в движении, когда машина уже едет в режиме «D».

    Для предотвращения повреждения двигателя при переходе в ручной режим «M» на ходу у всех АКПП предусмотрена специальная защита. Переход на ручное управление «M» актуален в следующих ситуациях:

    • При движении по бездорожью на пониженной передаче, чтобы избежать пробуксовки.
    • При движении накатом с горки, с торможением двигателем. Использовать для движения накатом нейтральный режим «N» не рекомендуется, так как он вреден для АКПП. А накат в режиме «D» не совсем удобен, так как происходит постепенное снижение скорости.
    • Для удобного прохождения поворотов и других маневров, в том числе и для резкого ускорения при обгоне.

    1. Самой распространенной ошибкой, приводящей к поломке АКПП, является включение режима «D» - «драйв» (движение вперед) без полной остановки при движении задним ходом . И, то же самое, только наоборот – включение режима «R» (задний ход) без полной остановки при движении вперед.
    2. Вторая распространенная ошибка (скорее, заблуждение) связана с режимом «N» (нейтралка). Дело в том, что данный режим является экстренным, чтобы разблокировать колеса для кратковременной буксировки или перестановки машины в случае какой-либо неисправности. И только для этого!

      Но многие неопытные водители используют нейтральный режим «N» в пробках при кратковременных остановках , что приводит к гидравлическому удару и преждевременному износу АКПП. В пробках при частых остановках нужно использовать режим «D» вместе с педалью тормоза. Если нужно остановиться – нажимается педаль тормоза, если нужно медленно продвинуться вперед – педаль тормоза просто отпускается, и машина медленно катится вперед. И так можно ездить целый день.

    3. Третья ошибка – переход в нейтральный режим «N» из режима «D» на ходу, в движении по трассе . Это опасно (особенно на большой скорости), так как может заглохнуть двигатель, в результате чего отключится гидроусиление руля и усиление тормозов, и автомобиль станет почти неуправляемым.
    4. Еще одна ошибка – буксировка машины с АКПП на расстояние больше 40 км и на скорости более 50 км/час . В коробке «автомат», в отличие от МКПП, система подачи масла работает под давлением, но при буксировке она не работает. Соответственно, детали «автомата» вращаются «на сухую», без смазки, в результате чего происходит их очень быстрый износ.
    5. Нередкой ошибкой является попытка завести машину с АКПП «с толкача» . И хотя такие попытки часто приводят к желаемому результату (двигатель запускается), все равно на механизм АКПП это действует разрушающе, и при такой частой эксплуатации «автомат» может не выработать и половины заложенного ресурса.

    Заключение

    Вполне возможно, что для кого-то АКПП покажется сложным и привередливым механизмом, несмотря на простоту и удобство его использования. Но это только на первый взгляд. На самом деле «автоматы» зарекомендовали себя как вполне надежные агрегаты, но, конечно же, при условии их правильной и грамотной эксплуатации. Особенно удобно пользоваться АКПП в больших городах, где часто приходится стоять в пробках.

    Видео о том, как пользоваться «автоматом»:

    Определение

    Автоматическая коробка переключения передач (АКПП, автоматическая трансмиссия) - одна из разновидностей КПП, главным отличием от механической коробки переключения передач является то, что в АКПП переключение передач обеспечивается автоматически (т.е. не требуется прямое участия оператора (водителя)). Выбор передаточного числа соответствует текущим условиям движения, а так же зависит и от множества других факторов. Так же, если в традиционных КПП используется механический привод, то в автоматической коробке переключения передач иной принцип движения механической части, а именно, задействован гидромеханический привод или планетарный механизм. Встречаются конструкции, в которых двухвальная или трехвальная коробка передач работает вместе с гидротрансформатором. Такое сочетание использовали на автобусах ЛиАЗ-677 и в продукции компании ZF Friedrichshafen AG.

    В последние годы, в обиход пришли автоматизированные механические коробки передач с электронным управлением и электропневматическими или электромеханическими исполнительными устройствами.

    Предыстория

    Недаром говорят, что лень – двигатель прогресса, вот и желание комфорта и более простой, удобной жизни породило множество интересных вещей и изобретений. В автомобилестроении, таким изобретением можно считать автоматическую коробку переключения передач.

    Хотя конструкция АКПП является достаточно сложной и стала популярна лишь в конце 20 века, впервые ее установили в шведский автобус фирмы "Лисхольм-Смит" 1928 года. В серийное же производство, АКПП пришла лишь через 20 лет, а именно, в 1947 году в автомобиле Buick Roadmaster. Основой данной трансмиссии послужило изобретение немецкого профессора Феттингера, запатентовавшего в 1903 году первый гидротрансформатор.

    На фотографиях тот самый Buick Roadmaster – первый серийный автомобиль, имеющий АКПП.

    В автоматической трансмиссии роль сцепления выполняет гидротрансформатор, который передает крутящий момент к коробке передач от двигателя. Сам гидротрансформатор состоит из центростремительной турбины и центробежного насоса, между которыми расположен направляющий аппарат (реактор). Все они располагаются на одной оси и в одном корпусе, вместе с гидравлической рабочей жидкостью.

    Ближе к современности

    Середина 60х годов 20 века ознаменовалась окончательным закреплением и утверждением в США - современной схемы переключения АКПП - P-R-N-D-L . Где:

    "P" (Parking) – "Стоянка" - Включена нейтральный режим, при котором выходной вал коробки механически заблокирован, благодаря чему автомобиль не движется.

    "R" (Reverse) – "Задний ход" – Включение режима заднего хода (задняя передача).

    "N" (Neutral) – "Нейтраль" – Связи между выходными валами КПП и входными нет. Но при этом, выходной вал не заблокирован, и автомобиль может перемещаться.

    "D" (Drive) – "Основной режим" - Автоматическое переключение по полному кругу.

    "L" (Low) – Движение только на 1-й передаче. Используется только 1-я передача. Гидространсформатор заблокирован.

    Повышение требований к экономичности автомобилей привело к возвращению в 1980х годах четырехступенчатых трансмиссий, в которых четвертая передача имела передаточное число меньше единицы («овердрайв»). Так же получили распространение и блокирующиеся на большой скорости гидротрансформаторы, которые позволяли увеличить КПД трансмиссии за счет снижения потерь, возникающих в гидравлическом элементе.

    В период с 1980-1990 года произошла компьютеризация систем управления двигателем. Аналогичные системы управления применялись и в АКПП. Теперь контроль над потоками гидравлической жидкости регулировался при помощи соленоидов, связанных с компьютером. Вследствие чего, переключение передач стало более плавным и комфортным, а экономичность и эффективность работы опять увеличились. В эти же года появляется возможность ручного управления коробкой передач ("Типтроник" или аналогичные). Изобретена первая пятиступенчатая коробка передач. Отпадает необходимость смены масла в КПП, поскольку ресурс уже залитого в нее сопоставим с ресурсом коробки переключения передач.

    Конструкция

    Традиционно, автоматические коробки переключения передач состоят из планетарных редукторов, гидротрансформаторов, фрикционных и обгонных муфт, соединительных барабанов и валов. Иногда применяют тормозную ленту, которая замедляет один из барабанов относительно корпуса АКПП при включении одной из передач.

    Роль гидротрансформатора заключается в передаче момента с проскальзыванием при трогании с места. На высоких оборотах двигателя (3-4 передача), гидротрансформатор блокируется фрикционной муфтой, которая не дает ему проскальзывать. Конструктивно он устанавливается так же, как и сцепление на трансмиссии с МКПП – между АКПП и собственно двигателем. Корпус гидротрансформатора и ведущая турбина крепится на маховик двигателя, как и корзина сцепления.

    Сам гидротрансформатор состоит из трех турбин – статора, входной (составл. корпуса) и выходной. Обычно статор глухо затормаживается на корпус АКПП, однако в некоторых вариантах затормаживание статора включается фрикционной муфтой для максимального использования гидротрансформатора во всем диапазоне оборотов.

    Фрикционные муфты ("пакет") соединяя и разъединяя элементы АКПП – выходного и входного валов и элементов планетарных редукторов, и затормаживая их на корпус АКПП, осуществляют переключение передач. Муфта состоит из барабана и хаба. Барабан имеет крупные прямоугольные пазы внутри, а хаб – крупные прямоугольные зубья снаружи. Пространство между барабаном и хабом заполняют кольцеобразные фрикционные диски, часть из которых – пластмассовая с внутренними вырезами, куда входят зубья хаба, а другая часть выполнена из металла и имеет выступы снаружи, входящие в пазы барабана.

    Сжимая гидравлически кольцеобразным поршнем пакет дисков, производится сообщение фрикционной муфты. Масло к цилиндру подводится через канавки в валах, корпусе АКПП и барабане.

    Превью - увеличение по клику.

    На первой, слева, фотографии - разрез гидротрансформаторной восьмиступенчатой АКПП автомобиля Lexus, а на второй - разрез шестиступенчатой преселективной АКПП Volkswagen

    Обгонная муфта свободно скользит в одном направлении и заклинивает с передачей момента в другом. Традиционно она состоит из внутреннего и внешнего кольца и расположенного между ними сепаратора с роликами. Служит для снижения ударов во фрикционных муфтах при переключении передач, а также для отключения торможения двигателем в некоторых режимах работы АКПП.

    В качестве устройства управления АКПП использовали набор золотников, которые управляли потоками масла к поршням фрикционных муфт и тормозных лент. Положение золотников задаются, как вручную механически рукояткой селектора, так и автоматикой. Автоматика бывает электронной или же гидравлической.

    Гидравлическая автоматика задействует давление масла от центробежного регулятора, который соединен с выходным валом АКПП, а также давление масла от нажатой водителем педали газа. В результате чего, автоматика получает информацию о скорости автомобиля и положении педали газа, в зависимости от которой переключаются золотники.

    Электроника использует соленоиды, перемещающие золотники. Кабели от соленоидов расположены вне пределов АКПП и ведут к блоку управления, который иногда объединен вместе с блоком управления впрыском топлива и зажигания. В зависимости от положения рукоятки селектора, педали газа и скорости автомобиля, электроника принимает решение о перемещении соленоидов.

    Иногда, предусмотрена работа АКПП и без электронной автоматики, но только с третьей передачей переднего хода, или же со всеми передачами переднего хода, но с обязательным переключением рукоятки селектора. По вопросам поломки и ремонта КПП вас проконсультируют .

    Устройство АКПП и принцип действия коробки автомат

    Устройство и принцип работы классической АКПП

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

    Что такое АКПП и история ее создания

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

    В настоящее время существует несколько видов автоматической КПП:

    В данной статье все внимание будет уделено классическому автомату.

    История изобретения

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

    Первая серийная автоматическая коробка передач GM Hydramatic

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

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

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

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

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

    Плюсы и минусы АКПП

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

    Устройство автоматической трансмиссии

    Устройство АКПП достаточно сложное и состоит из следующих основных элементов:

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

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

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

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

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

    Пример гидравлической схемы АКПП

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

    В автоматической коробке применяются следующие датчики:

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

    Подробнее про датчики АКПП можно почитать тут.

    Принцип работы и срок службы АКПП

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

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

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

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

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

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

    Управление АКПП

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

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

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

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

    Схема режимов АКПП

    Также имеются и дополнительные кнопки, характеризующие режимы работы АКП:

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

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

    Заключение

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

    Устройство коробки – автомат: как работает автоматическая КПП

    Начнем с того, что в США автомобили, оснащенные автоматической трансмиссией, появились в 1940-х годах. Как известно, наличие автоматической коробки передач существенно облегчает процесс эксплуатации транспортного средства, также снижаются нагрузки на водителя, повышается безопасность и т.д.

    Отметим, что под «классической» автоматической коробкой следует понимать гидромеханическую коробку передач (гидромеханический автомат). Далее мы рассмотрим устройство коробки — автомат, конструктивные особенности, а также преимущества и недостатки КПП данного типа.

    Читайте в этой статье

    Автомобиль с автоматической трансмиссией: преимущества и недостатки

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

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

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

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

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

    Коробка автомат: устройство

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

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

    Автоматическая коробка передач состоит из следующих базовых элементов:

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

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

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

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

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

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

    Принцип работы и конструкция гидротрансформатора

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

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

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

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

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

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

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

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

    Из чего состоит АКПП: как устроена и работает механическая часть коробки

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

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

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

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

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

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

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

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

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

    Управление АКПП и принцип работы автоматической коробки

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

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

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

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

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

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

    Что в итоге

    С учетом приведенной выше информации становится понятно, что автоматическая коробка является целым комплексом механических, гидравлических и электронных устройств. При этом управление осуществляется как гидравликой, так и электронным блоком.

    Также следует отметить, что по компоновке автоматические трансмиссии могут отличаться для автомобилей с передним и задним приводом, хотя большинство составных элементов одинаковы.

    Что касается гидротрансформатора, данное устройство можно считать отдельным элементом АКПП, так как ГДТ ставится между мотором и коробкой, выполняя функции сцепления по аналогии с МКПП.

    Также от гидротрансформатора приводится в действие масляный насос внутри коробки автомат. Указанный насос создает рабочее давление трансмиссионной жидкости, что, в свою очередь, позволяет реализовать управление коробкой.

    Получается, пока ДВС не работает, давления рабочей трансмиссионной жидкости в коробке не будет. Это значит, что без давления не удастся реализовать управление АКПП, причем независимо от того, в каком положении будет стоять селектор выбора режима работы. Более того, попытка заводить машину с автоматом «с толкача» может привести к серьезным поломкам коробки передач.

    Что такое торможение двигателем. Как правильно выполнять данный прием. Плюсы и минусы, соновные рекомендации. Торможение двигателем на автомобилях с АКПП.

    Выжим сцепления перед запуском мотора: когда нужно выжимать сцепление и в каких случаях делать это не рекомендуется. Полезные советы и рекомендации.

    Почему начинает капать или течет моторное масло на стыке двигателя и КПП. Как точно определить причину утечки смазки, способы диагностики и ремонта.

    Плюсы и минусы контрактного мотора или коробки. Преимущества контрактных агрегатов, возможные нюансы и недостатки после покупки контрактного мотора и КПП.

    Стыковка коробки передач и двигателя автомобиля. Соединение механической и автоматической трансмиссии с ДВС: на что обратить внимание, особенности и нюансы.

    Причины затрудненного включения передач на заведенном моторе. Трансмиссионное масло и уровень в КПП, износ синхронизаторов и шестерен коробки, сцепление.

    Автоматическая Коробка Передач АКПП — принцип работы, устройство и эксплуатация

    В последнее время все больше автотранспортных средств оборудуются автоматической трансмиссией. Она более легкая и удобная в использовании и идеально подходит для новичков и движению в городе с пробками и регулярными остановками.

    Что такое АКПП и ее виды

    Автоматическая коробка переключения передач — один из видов трансмиссии, при которой без вмешательства водителя выставляется необходимое передаточное число, подобранное под режим движения и другие факторы.

    С технической точки зрения автоматической КПП считается только планетарная часть узла, напрямую связанная с переключением передач, и совместно с гидравлическим трансформатором образовывает единый автоматический агрегат.

    К автоматическим коробкам передач принято относить классическую с гидротрансформатором, роботизированную КПП и вариатор.

    Классическая автоматическая коробка передач

    Гидротрансформаторная КПП является популярной и классической моделью трансмиссии, устанавливаемой на большинстве сходящих с конвейера в настоящее время автомобилях.

    Коробка автомат состоит из планетарного редуктора передач, управляющей системы и гидравлического трансформатора, который и дал ей название — гидротрансформаторная КПП. Устанавливается как на легковых автомобилях, так и на грузовых транспортных средствах.

    Роботизированная КПП

    Коробка робот является своеобразной альтернативой механической КПП, только переключение скоростей происходит автоматизировано посредством электрических механизмов, приводящихся в действие электронным блоком.

    Единственным сходством роботизированной КПП с классической автоматической коробкой является наличие сцепления в самом корпусе коробки.

    Вариатор — устройство плавной бесступенчатой передачи крутящего момента на колеса.

    Обеспечивает уменьшение расхода топлива и улучшает динамические показатели, щадящее состояние работы двигателя автотранспорта по сравнению с АКПП или МКПП.

    Вариаторы бывают ременные, цепные и тороидальные. Из вариаторов наиболее распространен с клиновидным ремнем.

    Принцип работы АКПП

    На автотранспорт устанавливается несколько видов автоматических КПП со своими характерными особенностями.

    Упрощенно механизм работы классической АКПП состоит в передачи крутящего момента от коленвала двигателя на устройства трансмиссии, при этом происходит варьирование передаточного числа в соответствии с положением рычага селектора и условиями передвижения автотранспорта.

    При пуске двигателя в гидравлический трансформатор попадает рабочая жидкость, давление увеличивается. Лопасти центробежного насоса начинают двигаться, реакторное колесо и главная турбина неподвижны в таком режиме.

    При переключении рычага селектора и подачи топлива с помощью педали акселератора, лопасти насоса увеличивают обороты. Возрастающая скорость движения вихревых потоков начинает вращать лопасти турбины. Вихри масла то перекидываются к неподвижному реактору, то возвращаются назад к турбине, увеличивая ее эффективность. Крутящий момент переходит на колеса, и машина начинает движение.

    По достижении требуемой скорости насосное колесо и лопастная центральная турбина движутся с одинаковой скоростью, при этом вихри трансмиссионной жидкости попадают на реакторное колесо с противоположной стороны (движение возможно только в одну сторону) и оно начинает вращение. Агрегат переходит в состояние гидравлической муфты.

    Если противодействие на колеса возрастает (движение на подъем), реакторное колесо останавливает вращение и добавляет крутящий момент центробежному насосу. При достижении требуемой скорости и крутящего момента происходит смена передачи в планетарном узле.

    Электронный блок управления передает команду, вследствие чего тормозящая лента и фрикционные диски замедляют пониженную передачу, а увеличившееся движение потоков жидкости через клапан разгоняют повышенную передачу и обеспечивается изменение передач без уменьшения мощности.

    При полной остановке машины или уменьшении скорости, давление рабочей жидкости снижается и происходит понижение передачи.

    На заглушенном двигателе в гидротрансформаторе отсутствует давление, поэтому запуск автомобиля с помощью толчка неосуществим.

    Устройство коробки автомат

    Классический автомат состоит из четырех основных компонентов:

    • Гидравлический трансформатор — заменяет сцепление, преобразовывает и передает крутящий момент на колеса. Состоит из центробежного насоса, лопастной турбины и реактора, обеспечивающего плавные и точные перемены крутящего момента. Насос связан с коленвалом, а турбина — с валом коробки. Трансформация энергии осуществляется за счет потоков жидкости и давления, образованного ими. Гидротрансформатор изменяет обороты вращения и крутящий момент в незначительном интервале, поэтому к нему добавляют планетарный узел (коробку).
    • Планетарный редуктор состоит из центральной шестеренки (солнечной), сателлитов, коронной шестеренки и планетарного водила. Производит переключение передач за счет блокирования одних шестеренок и разблокирования других.
    • Тормозная лента , задний и передний фрикционные диски обеспечивают непосредственное включение передач.
    • Система управления состоит из шестереночного насоса, маслосборника, гидравлического блока и электронного блока управления (ЭБУ). Гидравлический блок состоит из каналов с соленоидами (клапанами) и плунжерами, осуществляющими функции контроля и управления. ЭБУ осуществляет управление за счет сведений от датчиков, собирающих разнообразные показатели.

    Роботизированная КПП является более совершенным вариантом МКПП с высокопродуктивными системами управления.

    В вариаторе трансформация передаточного числа выполняется механизмом, имеющим в составе ведущий и ведомый шкивы, через которые проходит клиновидный ремень.

    Как пользоваться автоматической коробкой передач

    По утверждениям автослесарей в СТО, основные неисправности автоматических трансмиссий появляются вследствие нарушения правил эксплуатирования и несвоевременного техобслуживания коробки.

    Режимы работы

    В зависимости от вида автоматических коробок существуют различные режимы АКПП. Каждое положение рычага селектора или кнопки на нем предназначены для разных условий движения со своими особенностями.

    Основные виды режимов АКПП и их влияние на работу автомобиля:

    • Р (паркинг) — блокировка ведущих колес, вала коробки, используется только при нахождении на стоянке и прогреве;
    • N (нейтраль) — вал не блокирован, автомобиль можно буксировать, равносильно нейтральной передачи у МКПП;
    • D (драйв) — движение в нормальных условиях с автоматическим подбором передач;
    • L (D2) — пониженная передача для движения в тяжелых условиях — бездорожье, крутые спуски и подъемы, скорость менее 40 км/ч;
    • D3 — понижение передачи при небольших спусках и подъемах;
    • R (реверс) — движение задним ходом, включается при полной остановке и нажатой педали тормоза;
    • О/D — включение четвертой передачи при движении на высокой скорости;
    • PWR — спортивный режим, для улучшения динамических качеств повышение передачи происходит на более высоких оборотах двигателя;
    • Normal — для плавного и экономичного движения;
    • Manu — ручной режим включения передач, рекомендуется для использования зимой.

    Как заводить машину на автомате

    Особенности работы автоматической КПП требуют грамотного запуска. Для защиты коробки от неправильных действий и последующих поломок были разработаны степени защиты.

    В момент запуска автомобиля селектор должен находиться в положении «Р» (парковка) или «N» — нейтраль. Только в таких положениях система защиты даст пройти сигналу о пуске двигателя. В других положениях рычага повернуть ключ не получится или никаких изменений после оборота ключа не будет.

    Для старта лучше воспользоваться парковочным режимом, так как у автотранспорта будут блокированы ведущие колеса и это не позволит ему скатиться. Нейтральный режим следует использовать только для экстренной буксировки.

    Помимо выбора правильного режима, для запуска двигателя в большинстве автомобилей с АКПП необходимо выжать тормозную педаль, что тоже является защитой и спасает от случайного отката машины при положении селектора в режиме «нейтраль».

    Большинство современных автомобилей оборудованы блокировкой рулевого колеса и замком от угона. Если при правильном выполнении всех предыдущих действий руль не крутится и ключ не проворачивается — включилась защита. Для разблокирования требуется вставить ключ в замок зажигания и попробовать аккуратно его повернуть, одновременно крутя руль в разные стороны. При синхронности этих действий блокировка снимется.

    Как ездить на автоматической КПП и чего нельзя делать

    Грамотная езда на автомобиле с АКПП увеличат эксплуатационный ресурс коробки и сэкономит немало средств и нервов.

    Для обеспечения долговременной работы АКПП необходимо правильно подбирать режимы в зависимости от условий эксплуатации.

    Для правильной езды с АКПП следует:

    • трогаться после толчка, показывающего полное включение передачи;
    • в условиях буксования следует включить пониженную передачу и, работая педалью тормоза, контролировать медленное вращение колес;
    • используя разные режимы можно применять торможение двигателем или ограничить разгон;
    • возможно буксирование автотранспорта с заведенным двигателем на скорости не больше 50 км/ч в положении селектора «нейтраль» и на расстояние не более 50 км;
    • не рекомендуется буксировать другое транспортное средство, если приходится — буксируемый автомобиль должен быть не тяжелее буксирующего, режим выбрать надо D2 или L и скорость до 40 км/ч при плавном движении.

    Чего не стоит делать при езде с АКПП:

    • запрещено включать режим «Р» — паркинг при движении автомобиля;
    • движение на нейтрали по спуску;
    • запуск с толчка;
    • при кратковременной остановке (на светофоре, в пробке) выбирать парковочный режим или нейтраль, это уменьшает ресурс АКПП;
    • при длительной остановке в городском режиме селектор нужно поставить в положение «паркинг»;
    • запрещено включение заднего хода с режима «драйв» или до полной остановки;
    • нельзя на склоне сначала ставить парковочный режим, при парковке машины на уклоне следует сначала поставить на ручной тормоз, а потом в положение селектора «паркинг», для начала движения с уклона сначала педаль тормоза, потом снятие машины с ручника, а только потом выбрать режим для движения.

    Как эксплуатировать АКПП зимой

    Суровые погодные условия зимой приносят много забот и проблем хозяевам автомобилей с АКПП.

    Рекомендации для правильной эксплуатации автомобиля с АКПП зимой:

    • правильный прогрев коробки — несколько минут после запуска автотранспорт должен прогреваться, перед началом движения рекомендовано при выжатой тормозной педали поочередно включать все режимы для ускорения прогрева трансмиссионного масла;
    • первые 5-10 км после начала движения следует избегать резких разгонов и пробуксовывания колес;
    • чтобы выбраться со снега или льда необходимо включить пониженную передачу и используя поочередную работу педалью тормоза и газа аккуратно выехать;
    • раскачка не рекомендуется, так как этот метод пагубно отразится на гидротрансформаторе;
    • использование пониженных передач или полуавтоматического режима для торможения двигателем на более или менее сухом дорожном покрытии, а на скользких спусках пользоваться педалью тормоза;
    • на заледеневших подъемах следует избегать пробуксовки колес и резких нажатий на педаль акселератора;
    • кратковременный, но четкий и аккуратный, переход на режим «нейтраль» способствует стабилизации машины выравниванием вращения колес и выходу из заноса.

    Плюсы и минусы автоматической КПП

    На каждый вид трансмиссии найдется свой любитель. В связи все с большим распространением автоматических КПП следует обозначить их плюсы и минусы для грамотного подбора под нужды автовладельца.

    • автоматическое переключение передач, при котором не нужно отвлекаться, что особенно актуально для начинающих водителей;
    • облегченный процесс трогания с места;
    • более щадящая эксплуатация ходовой части и двигателя благодаря работе гидротрансформатора;
    • улучшенная проходимость в большинстве условий.

    К минусам можно отнести:

    • не подходит для любителей быстрых разгонов;
    • более низкая приемистость по сравнению с аналогичным автомобилем с МКПП;
    • невозможно завести с толчка;
    • буксирование нежелательно и возможно только при соблюдении определенных условий;
    • неправильная эксплуатация приводит к поломкам;
    • дорогой ремонт и обслуживание.

    При правильном эксплуатировании машины с АКПП ресурс коробки достаточно высок и практически не уступает МКПП. Комфортность вождения, особенно в городских условиях, доставит немало приятных минут.

    Устройство АКПП: структура, строение и принцип работы

    Что такое АКПП?

    Автоматическая Коробка Переключения Передач (АКПП) – вид трансмиссии в машине, в котором переключение скоростей осуществляется за счет электроники, не требуя внимания водителя.

    История появления

    Первая разработка, которую можно отнести к классу АКПП появилась в 1908 на заводе Форд в Америке. Модель Т, была оснащена планетарной, пока еще механической коробкой передач. Данное устройство не было автоматическим, и требовало от водителей определенного набора навыков и действий для управления, но была значительно проще в использовании, чем распространенные в то время МКПП без синхронизации.
    Вторым важным этапом в появлении современных АКП был перевод управления сцеплением с водителя на сервопривод в 30-х годах 20 века фирмой Дженерал Моторс. Такие АКПП назывались полуавтоматическими.
    Первая по-настоящему автоматическая планетарная КПП «Коталь» была установлена в Европе в 1930 году. В это время различные фирмы в Европе разрабатывали системы фрикционов и тормозных лент.

    Чертеж КПП «Коталь»

    Первые АКПП были очень дорогими и ненадежными, пока в конце 30-х годов не начались эксперименты по внедрению гидравлических элементов в их конструкцию для замены сервоприводов и электромеханических элементов управления. Этим путем развития пошла фирма Крайслер, которая и разработала первый гидротрансформатор и гидромуфту.
    Современные конструкции АКПП были изобретены в 40–50 года 20 века американскими конструкторами.
    В 80-ые годы 20 века АКПП начали оснащаться компьютерным управлением, для топливной экономии, появились 4-х и 5-ти ступенчатые АКПП.

    Устройство автоматической коробки передач и принципы работы

    Основные элементы конструкции АКПП всегда одинаковые:
    Гидротрансформатор, который выполняет роль cцепления. Через него и передается вращательное движение на колеса автомобиля. Его главная задача обеспечивать равномерное вращение без толчков. Гидротрансформатор состоит из больших колес с лопастями, погруженными в гидротрансформаторное масло. Передача момента осуществляется не за счет механического устройства, а с помощью масляных потоков и давления. В гидротрансформаторе располагается и реактор, ответственный за плавные и качественные изменения крутящего момента на колесах автомобиля.

    Гидротрансформатор в разрезе

    Планетарная передача, которая содержит набор скоростей. В ней осуществляется блокировка одних шестерней и разблокировка других, определяя выбор передаточного числа.

    Набор фрикционов и тормозных механизмов, ответственных за переход между шестеренками и выбор передачи. Эти механизмы блокируют и останавливают элементы планетарной передачи.
    Устройства управления (гидроблок) – осуществляет управление устройством. Состоит из электронного блока, в котором и осуществляется управление коробкой с учетом всех факторов и датчиков, собирающих сведения (скорость, выбор режима).

    Как работает автоматическая коробка передач?

    При запуске двигателя в гидротрансформатор подается масло, давление начинает возрастать. Насосное колесо начинает двигаться, реактор и турбина неподвижны. При включении скорости и подачи бензина с помощью акселератора, насосное колесо начинает вращаться быстрее. Потоки масла начинают запускать вращение турбинного колеса. Эти потоки то отбрасывает на неподвижное реакторное колесо, то возвращает обратно к турбинному колесу, увеличивая его эффективность. Момент от вращения передаётся на колеса и автомобиль трогается с места. При достижении нужной скорости насосное и турбинное колесо двигаются одинокого быстро, при этом поток масла попадает на реактор уже с другой стороны (движение происходит только в одну сторону) и он начинается вращаться. Система переходит в режим гидромуфты. Если сопротивление на колесах растет (подъем в гору), реактор снова прекращает вращаться и обогащает крутящим моментом насосное колесо. Во время достижения необходимой скорости и момента, происходит смена передачи. Электронный блок управления подает команду, после чего тормозная лента и фрикционы тормозят пониженную передачу, а повышающее давление масла через клапан разгоняет повышенную, за счет этого и происходит переключение без потери мощности. При остановке двигателя или снижения скорости, давление в системе понижается и происходит обратное переключение. На выключенном двигателе гидротрансформатор находится не под давлением, поэтому запуск двигателя с «толкача» невозможен.

    Преимущества и недостатки

    По сравнению с механическими коробками передач, у автоматических есть весомые преимущества:

    • автомобилем с АКПП проще и комфортнее управлять, дополнительные навыки и рефлексы водителю не требуются, переключения скоростей более плавные, что особенно актуально для перемещений по городу;
    • двигатель и ведущие части автомобиля защищены от перегрузок и их ресурс повышается;
    • ресурс многих АКПП значительно превышает аналогичный ресурс МКПП. При своевременном техническом обслуживании, необходимость ремонта наступает реже.

    Расходные части, такие как, например, диск сцепления или тросик, отсутствуют, вывести из строя АКПП значительно сложнее. Ресурс АКПП американского и японского производства, при современном обслуживании может достигать миллиона километров.
    Существует мнение, что у автомобилей с АКПП несколько больший расход топлива. Автомобили до конца 20-го века имели зачастую неправильно выбранные моменты и ограниченное количество скоростей (2–3). На современных АКПП количество передач составляет не менее 4–5 (на грузовых до 19). Современная компьютерная автоматика справляется с выбором крутящего момента и скорости ничуть не хуже водителя. Кроме того, расход топлива на машинах с МКПП сильно зависит от манеры езды и профессиональных умений водителя. У современных АКПП есть множество режимов, они адаптированы под стиль вождения автовладельца.

    Коробка-атомат в разрезе

    Серьезным недостатком АКПП является невозможность точного и безопасного переключения передач в экстремальных условиях – на обгоне, выезд из сугроба быстрым переключением задней и первой передачи (раскачка), запуск двигателя «с толкача». Однако, большинство городских жителей выберут комфортное перемещение по пробкам взамен возможностей «прошаренного» водителя.
    Вторым заблуждением автолюбителей является то, что АКПП не предназначены для вождения автомобиля в условиях гонок и бездорожья. Гражданские АКПП действительно не предназначены для спортивного вождения и управления заносами — в них нет соответственного охлаждения для таких нагрузок, и моменты переключения выбраны для спокойного вождения в городских условиях. Однако, АКПП оснащенная дополнительным охлаждением и перенастроенная на быстрое переключение скоростей покажет лучшее результаты чем МКПП. Автомобили «Формулы-1» комплектуются АКПП и с очень быстрым движением справляются лучше, чем гоночные автомобили с МКПП. Долгие, управляемые заносы также возможны. Внедорожные автомобили уже продолжительное время оснащаются автоматами, которые на проходимость никак не влияют. Большинство водителей просто не понимают, как работает автоматическая коробка передач.

    АКПП болида Формула-1

    Характеристики и возможности

    АКПП позволяет лучше управлять автомобилем, снижая требования к действию водителя – управление сцеплением и ручкой переключения, делает вождение менее утомительным. АКПП имеет нейтральное положение, положение парковки (вращение коробки блокируется дополнительно с помощью агрегатов), заднюю передачу и несколько скоростей для движения. Переключение осуществляется исходя из скорости и условий (например, при движении на подъеме, автоматически может включаться пониженная скорость). Время переключения исправной коробки передач для городских автомобилей составляет в районе 150 мс, что значительно быстрее реакции обычного водителя.
    Основным органом управления АКПП является ручка переключения передач, она может располагаться в районе руля (старые американские и японские седаны либо современные минивэны) либо на традиционном месте расположения рычага АКПП. На старых моделях люкс класса коробка могла управляться с помощью кнопочной панели.
    Во избежание случайных переключений или опасных ситуаций, в АКПП применяются различные виды защит. В автомобилях с АКПП нельзя запустить двигатель если селектор находится в положении скорости. Переключение режимов осуществляется с помощью кнопки для напольных компоновок рычага, или оттягивания рычажка при расположении на руле. С парковки автомобиль можно снять только при нажатом тормозе. В некоторых случаях прорезь выполняется в виде ступенек.

    Общепринятые режимы АКПП:
    P – парковка, АКПП механически заблокирована, при нахождении в горизонтальных поверхностях использование стояночного тормоза необязательно.
    N – нейтраль. Можно осуществлять буксировку автомобиля.
    L(D1, D2, S)– езда на пониженной передаче ( 1 передаче либо 2 передаче).
    D – автоматический режим переключения с первой по последнюю скорость.
    R – режим заднего хода. Кроме того, на АКПП может присутствовать кнопка overdrive, запрещающая переход на более высокую передачу при обгоне.
    Нейтральная передача обычно располагается между D и R либо R находится в противоположном конце ручки селектора. Это требование было введено во избежание аварийных ситуаций на дороге и парковке.

    НЕ ТРАТЬТЕ ДЕНЬГИ НА ПЕРЕКРАСКУ!
    Теперь Вы сами сможете всего за 5 секунд убрать любую царапину с кузова вашего автомобиля.


    Так же в АКПП могут присутствовать различные режимы и протоколы работы. Eco – экономный режим, для разных фирм реализован по-разному.
    *Snow(Winter) – троганье с места со второй либо с третьей передачи для скользкого дорожного покрытия или перемещения в сугробе или грязи.
    *Sport(Power) – передачи переключаются при более высоких оборотах двигателя.
    *ShiftLock (кнопка или ключ) – разблокирование селектора при выключенном двигателе, применяется для транспортировки машины если вышел из строя двигатель или аккумулятор.
    Некоторые АКПП имеют режим ручного переключения передач. Самым удачным и распространённым вариантом такой АКПП стал Типтроник, созданный компанией Порше. Отличительной чертой является орган управления, он выполнен в виде буквы Н и имеет символы «+» и «–« .

    Типтроник Porsche Cayenne

    Кроме Типтроника к автоматам можно отнести вариатор и роботизированную КПП.

    Особенности автомобиля с автоматом

    Устройство автоматической коробки передач является более сложным, чем МКПП. Ремонт АКПП значительно сложнее — она состоит из куда большего количества запчастей. Обычно о неисправностях АКПП свидетельствуют пинки и паузы при переключении передач, задний ход или одна из скоростей, могут вообще пропасть. В иных случаях, автомобиль может перестать двигаться.

    АКПП в процессе ремонта

    Диагностика АКПП обычно проводится в несколько этапов:
    Визуальный контроль масла. Если масло черное или содержит в своем составе металлические осколки – это свидетельствует о внутреннем повреждении или износе АКПП. Необходима замена масла в АКПП, что может решить основную часть проблем.
    Диагностика ошибок с помощью разъема диагностики. Могли выйти из строя электронные элементы управления коробкой (датчики, компьютер), после чего коробка нормально функционировать не может.
    Тест-драйв работы АКПП, для этого изучают поведение коробки во время езды.
    Замеры давления в каждом режиме работы АКПП.
    Осмотр внутреннего состояния АКП.
    Ремонт АКПП своими руками может подразумевать только с 1 по 3 пункт данного списка. Для остальных операций понадобиться теплый бокс, специальное оборудование и опытный специалист. Последняя операция потребует подъемника, крана и целого набора инструментов. Снятие, установка и замена АКПП один из самых сложных и трудоемких в ремонте автомобиля. Ремонт внутренностей АКПП может быть сопоставим по стоимости с установкой новой или контрактной коробки. Будет лучше, если диагностика АКПП и ремонт будут произведены специалистами.

    Снятие АКПП для ремонта

    Чтобы избежать таких неприятностей необходимо следить за уровнем и цветом масла в коробке и своевременно его менять (когда написано в регламенте). Для разных АКПП применяются различные масла, описанные в литературе по автомобилю. В машинах фирмы Хонда применяется свое особенное масло, если залить другое коробка может выйти из строя.

    Эксплуатировать автомат необходимо максимально бережно, не допуская пробуксовок, постоянных резких торможений и ускорений.

    В холодное время года автомату необходимо дать время насытиться загустевшим маслом. Для этого необходимо прогреть автомобиль, включить передачу и постоять на тормозах не менее минуты, после чего можно трогаться.
    Для большинства людей соблюдение такого рода простых операций не доставит проблем. В их случае, АКПП прослужит им очень долго. Современные АКПП очень надежны по конструкции, стоят не особо дороже своим механических собратьев, дарят чувство комфорта за рулем и серьезно облегчают жизнь любого водителя.

    Устройство и принцип работы автоматической коробки

    Коробка автомат ассоциируется с картиной лёгкого и приятного вождения. Новички быстро обучаются управлению автомобилем. Водитель в пробке меньше устаёт без постоянных дёрганий за рычаг коробки. Снижается вероятность возникновения аварий. Кроме того, автоматическая трансмиссия защищает двигатель от перегрузки. Злоупотребление возможностями АКПП приводит к появлению рывков и заеданию передач. Чтобы коробка работала исправно, нужно знать её сильные и слабые стороны.

    Что такое АКПП

    Чтобы мощность двигателя переходила к колёсам при минимальном участии водителя, с середины ХХ века автомобили стали оснащаться автоматическими трансмиссиями. С каждым годом автоматы становятся компактнее, экологичнее и комфортнее в управлении. Электроника «подгоняет» работу коробки под режим движения, снижая нагрузку на двигатель машины и АКПП.

    Коробка автомат — прочный и надёжный агрегат, но совершая одни и те же ошибки при эксплуатации, можно сломать трансмиссию. Кроме того, усовершенствованные конструкции капризны и требуют регулярного техобслуживания. Чтобы не загубить автомат, нужно знать что такое АКПП: из чего состоит и как работает. Знания помогут предотвратить преждевременный износ и дорогостоящий ремонт коробки.

    У

    стройство коробки автомат

    Существуют разные конструкции АКПП:

    Устройство автоматической «классической» коробки передач можно разбить на функциональные части:

    1. Гидротрансформатор — он же сцепление, состоит из лопастных колёс. Насосное соединено с маховиком двигателя, а турбинное — с валом коробки. Между колёсами установлен реактор, который превращает режим гидромуфты в трансформатор. Колёса между собой не соединены, крутящий момент передаётся через давление масла. Жидкость поглощает вибрации и рывки от работы двигателя и автомата. Преобразование момента в гидротрансформаторе имеет ограниченный интервал, поэтому в коробке установлен редуктор.
    2. Планетарный редуктор переключает скорости в автомате за счёт изменения передаточных чисел на шестернях. Планетарный механизм АКПП состоит из центральных зубчатых колёс разного диаметра – солнечного и коронного. Между ними обкатываются сателлиты, оси которых соединены на водиле. Вращая одни элементы и тормозя другие, получают разные скорости на выходе. Для блокировки шестерней установлены муфты, тормозные ленты и фрикционные диски.
    3. Гидравлическая система. Сюда входит масляный насос, фильтр, толкатели, гидрораспредительная плита — гидроблок с электроклапанами. ATF в автомате служит рабочим телом для передачи момента двигателя, создаёт давление на фрикционы, защищает детали коробки от перегрева, истирания, коррозии. Масляный насос подаёт жидкость в коробку и поддерживает постоянное давление. Фильтр задерживает продукты износа автомата, которые приходят с маслом. По каналам гидроблока жидкость поступает к планетарным звеньям.
    4. Электронный блок содержит схему управления АКПП: отслеживает показания датчиков коробки, положение селектора, педалей, систем ABS, ESP и т.д., затем выдает управляющие сигналы к исполнительным механизмам, в соответствии с программным алгоритмом.

    ремонт, устройство и схема коробки акпп zf 5hp19

    Автоматические коробки передач АКПП 5HP19 – это надежное устройство, которое обеспечивает бесперебойную работу разных транспортных средств. Они имеют сложную конструкцию и способны выдержать повышенные нагрузки. Однако для этого нужно обеспечить правильное техническое обслуживание и своевременный ремонт.

    АКПП 5HP19

    Модель АКПП 5HP19 – автоматическая трансмиссия, которая характеризуется надежностью, долговечностью, простотой в обслуживании. Она выдерживает большие нагрузки и подходит для агрессивного управления машиной. В ней предусмотрено пять режимов управления, которые меняются автоматически или вручную, с помощью кулисы.

    С удобным в управлении приводом автоматическая коробка передач этой модели используется многими производителями автомобилей, которые стремятся сделать технику надежной и простой.    

    На какие автомобили устанавливалась

    В зависимости от маркировки трансмиссии, АКПП может использоваться в следующих транспортных средствах:

    • Audi А6 и других моделях этой марки;
    • BMW и других марках автомобилей с задним приводом;
    • Volkswagen, оснащенном передним приводом;
    • Porsche Carrera;
    • автомобилях, оснащенных силовым агрегатом V6, а также приводом на четыре колеса.

    Типичные неисправности трансмиссии 5HP19

    Автоматическая трансмиссия коробки передач этой модели обычно выдерживает до 200000 км пробега. Затем ее детали начинают выходить из строя.

    К типичным неисправностям АКПП ZF 5HP19 относятся:

    1. Повреждение гидравлического трансформатора, который ломается чаще других комплектующих элементов. 
    2. Износ фрикциона, частицы которого попадают в гидравлический насос.
    3. Износ либо поломка втулки, сальников.
    4. Повреждение соленоида.
    5. Масляное голодание. 

    Ресурс автоматической коробки передач 5HP19

    Ресурс автоматической коробки передач этой модели превышает 200000 км, ведь ее детали выдерживают довольно большие нагрузки. Однако на пробег влияют условия эксплуатации транспортного средства, а также манеры вождения, регулярности и качества обслуживания.

    АКПП ZF 5HP19 продолжает работать даже в сложных условиях:

    • экстремально-холодное время года;
    • агрессивное вождение на дорогах с плохим покрытием;
    • регулярные пробуксовки;
    • езда на непрогретой коробке;
    • стояние несколько часов в пробке при высокой температуре воздуха.

    Особенности техобслуживания АКПП 5HP19

    Для продления срока службы автоматической пятиступенчатой коробки передач 5HP19 нужно обеспечить правильное техническое обслуживание. Агрегат выдерживает большие нагрузки и не требует частого проведения капитального ремонта с заменой нескольких запчастей.

    Главное, не допускать масляное голодание. Повреждение соленоидов, как и утечка масла, приводит к значительному снижению давления в механизме, в результате чего происходит его перегрев. 

    Часто механикам приходится устранять проблемы в работе гидротрансформатора. На первых стадиях поломку можно устранить быстро, но в запущенных случаях понадобится замена нескольких запчастей и масла либо установка нового гидротрансформатора. Нередко происходит повреждение соленоидов. Чтобы автомобиль не вышел из строя, нужно менять их каждые 100000 км пробега. 

    Проверка уровня и состояния масла в АКПП

    Распространенная причина выхода агрегата из строя – масляное голодание. Поэтому мастера и опытные водители советуют регулярно выделять время на проверку уровня масла, а также его качества. Нужно сначала изучить руководство по эксплуатации АКПП ZF 5HP19, чтобы выяснить, сколько масла должно содержаться в устройстве.

    Кроме того, в нем есть инструкция по проверке объема:

    1. Рекомендуется проводить проверку на «горячую», когда механизм будет прогрет до рабочей температуры. Поэтому сначала следует проехать на машине примерно 25-30 км. 
    2. Транспортное средство необходимо установить на ровную площадку, а затем на селекторе выбрать режим «Р». После этого двигатель должен проработать на холостых еще около пяти минут.
    3. Уровень проверяется откручиванием заливной пробки, масло должно вытекать тонкой струей. Если струя большая то масло в коробке перелито, если не вытекает соответственно его не хватает.

    Замена трансмиссионной жидкости в АКПП

    По инструкции производителя АКПП, при использовании этого устройства не требуется замена трансмиссионной жидкости. Для начала нужно проверить целостность устройства. Если проблема не связано с повреждением поддона коробки передач или других деталей, то обычно выполняется частичная замена жидкости. Для этого необходимо 3-5 литров свежего масла.

    Работу нужно выполнить по следующей инструкции:

    1. Прогревается АКПП до 30-50 градусов.
    2. Машину поднимают на подъемник либо ставят на смотровую яму.
    3. Выкручивается сливная пробка и под нее подставляется емкость на несколько литров. 
    4. Нужно подождать пока стечет примерно 30-50% трансмиссионной жидкости. 
    5. Через заливное отверстие с помощью шланга заливаем масло. 
    6. Медленно вливается масло в том количестве, которое было предварительно слито.

    Конструкция коробки 5HP19

    Изучение схемы устройства требуется перед выполнением ремонта агрегата. Ведь нужно изучить, где находится вышедшая из строя деталь. АКПП 5HP19 имеет усовершенствованную конструкцию, благодаря чему устройство настраивается под манеру вождения.

    Конструкция АКПП ZF 5HP19 состоит из нескольких элементов:

    • гидроблок;
    • гидротрансформатор;
    • насос;
    • планетарный редуктор, который оснащен механической коробкой и несколькими шестернями;
    • система охлаждения.

    Наличие двух планетарных рядов дает возможность использовать пять передач движения, а также одну передачу для заднего хода машины. Это значительно снижает расход топлива и улучшает динамику автомобиля. Муфта блокирования и соленоид давления обеспечивает механическую передачу крутящего момента. При этом можно регулировать запуск и выключение прибора. 

    Кулиса трансмиссии ZF 5HP19

    АКПП подстраивается под манеру управления автомобилем. Кроме того, в ней предусмотрена возможность ручного переключения скоростей. Управление выполняется путем перемещения кулисы в правую сторону от отметки «Драйв». 

    На селекторе кулисы АКПП ZF 5HP19 нанесены отметки для нескольких положений:

    • Р – режим парковки, включающийся при остановке машины;
    • R – для заднего хода;
    • N – для нейтрального положения;
    • D – режим «Драйв», позволяющий переключаться с первой по пятую передачу. 

    Гидроблок

    Детали в гидроблоке являются одним из слабых мест коробки передач ZF 5HP19, поэтому они чаще всего выходят из строя. Это устройство оснащено ранней принудительной блокировкой муфты, быстро расходующей фрикцион гидротрансформатора. Кроме того, она засоряет коробку осколками этой детали.

    Обычно капитальный ремонт требуется после 200000 км пробега. Без соответствующего обслуживания в работе прибора появится вибрация, из-за которой произойдет быстрая поломка сальников и втулки. Затем из строя выйдет масляный насос, и в гидроблок будут попадать частицы клеевого слоя фрикциона. 

    Ремонт автоматической коробки передач 5HP19

    Ремонт АКПП 5HP19 обычно требуется в автомобилях с пробегом более 200000 км. На срок службы машины влияет манера езды, а также качество технического обслуживания. Эта трансмиссия характеризуется повышенной устойчивостью к эксплуатации в зимний период. Кроме того, она не ломается в последствие езды с пробуксовкой либо начала движения с не прогретой трансмиссионной жидкостью.

    Зачастую в АКПП ZF 5HP19 требуется ремонт гидравлического трансформатора. Чтобы возобновить его работу, нужно определить, какие комплектующие узлы вышли из строя, и определить характер поломки. В большинстве случаев для возобновления работы коробки передач требуется замена одной или нескольких деталей:

    • насоса;
    • барабана;
    • двойного барабана;
    • соленоида давления;
    • позиционера;
    • масляного фильтра;
    • ремкомплекта;
    • прокладки в поддоне;
    • фрикционов. 

    Советы опытных автовладельцев и механиков

    Чтобы АКПП ZF 5HP19 прослужила на протяжении долгого времени, нужно соблюдать рекомендации опытных механиков:

    1. При появлении постореннего шума во время езды либо других сбоев не стоит затягивать с ремонтом.
    2. Для замены вышедших из строя элементов рекомендуется подбирать только оригинальные запчасти.
    3. Ремонт лучше доверить специалисту. 

    АКПП ZF 5HP19 – это надежный и долговечный механизм, который состоит из нескольких комплектующих узлов. При правильном техническом обслуживании поломки происходят крайне редко, поэтому нужно периодически проверять устройство и своевременно устранять неисправности. 

    Если у Вас остались вопросы или вам необходима помощь звоните по телефону 8 (495) 150 63 97 проконсультируем бесплатно и поможем решить вашу проблему с данной трансмиссией

    АКПП Пежо, коробка автомат AL4

    Главная » Коробки » АКПП Пежо, устройство коробки автомат AL4

    просмотров 26 889

    АКПП AL4

    Оснащена часть автомобилей Пежо. Коробка автомат агрегатируется с двигателями семейств TU, XU, EW, DW, EP6 и производится на предприятиях компании «PEUGEOT»

    АКПП имеет четыре передачи переднего хода, одной задней и муфтой блокировки гидротрансформатора :

    • Максимальный крутящий момент: 210 Hm
    • Масса: примерно 75 кг.
    • Активная и автоадаптивная система АКПП

    На автомате установлен идентификационный индекс. Выгравированный на крышке он состоит из индекса предприятия изготовителя и серийного номера изделия.

    Автоматическая коробка передач AL4 состоит из четырех частей:

    1. Главный блок
    2. Блок гидротрансформатора
    3. Блок гидравлического узла
    4. Крышка

    Блок гидравлического узла находится в задней части АКПП. она не оснащается щупом уровня масла

    В дополнение к обычным режимам переключения передач АКПП AL4 имеет режим секвентального (последовательного переключения типа TIPTRONIC PORSCHE) переключения передач водителем и селектор выбора специальных программ таких как спорт режим, и принудительного включения первой и второй передачи.

    Принцип работы гидравлической части АКПП не отличается от принципа работы обычного гидротрансформатора. Он оснащен двухсторонней муфтой блокировки гидротраснформатора, которая обеспечивает механическую связь между двигателем и автоматической коробкой передач (автоматом)

    Передача крутящего момента.

    Муфта блокировки гидротрансформатора управляется гидравлическим способом с помощью электромагнитного клапана, расположенного на блоке гидравлического узла. Режим работы муфты блокировки гидротрансформатора заложен в программу компьютера автомата.

     

    Планетарная передача АКПП AL4 имеет:

    • Четыре передачи переднего хода
    • Передачу заднего хода
    • Нейтральное положение селектора

    Это планетарная передача типа «SIMPSON 2»

    Так же АКПП имеет установленный датчик скорости.

    В контуре гидравлической системы АКПП имеется:

    • масляный насос
    • сетчатый фильтр
    • гидроаккумулятор
    • термостат
    • теплообменник
    • электомагнитный клапан расхода через теплообменник
    • шесть электромагнитных клапанов секвентального переключения
    • разгрузочный клапан
    • электомагнитный клапан регулировки давления
    • ограничитель давления

    Датчики АКПП AL4

    Датчик температуры масла в коробке встроен во внутреннюю проводку вблизи гидроблока и информирует компьютер о температуре масла внутри АКПП.

    Датчик вращения турбинного колеса установлен рядом с левым приводом колеса, информирует компьютер о вращении турбинного колеса, информация датчика определяет принять решение о переключении передачи, так же определяет скольжения в гидротрансформаторе.

    Датчик вращения на выходе находиться сразу за основной электрической колодкой, он информирует о частоте вращения выходного элемента. Совместно с информацией о частоте вращения турбинного колеса принимается необходимость в переключении передачи. Так же передается информация о скольжении (проскальзывании блокировочных фрикционах) и тормозах, для определения необходимого момента для переключения. В Peugeot 307 и 807 информация этого датчика заменена информацией датчиков скорости, которая обеспечивает система ABS и ESP.

    Датчик линейного давления. Установлен в самом низу коробки. Он предоставляет компьютеру информацию о значении линейного давления масла. Эта информация дает компьютеру возможность сравнивать измеренное давление со значением занесенным в компьютер, а так же регулировать его воздействуя на электромагнитный клапан давления.

    Компьютер АКПП

    Компьютер Коробки имеет связь:

    1. с системой АБС для поддержки включенной передачи при регулировании
    2. с инфо о работе вентилятора, для улучшения охлаждения
    3. с системой климат контроля, для отключения при переключении

    Техника безопасности связанная с кулисой (рычагом селектора):

    Во избежания разных ошибок при вождении автомобиля оборудованных автоматической коробкой, введена система защиты, связанная с рычагом кулисы (селектора) 

    • Система «Shift lock»

    Функция «Shift lock» блокирует рычаг селектора в положении паркинг (Р), с помощью электромагнита, установленного в панели селектора. Разблокирование селектора происходит при включенном зажигании и нажатой педали тормоза.

    • Функция «Key lock»

    Механическая блокировка ключа (препятствует его выниманию из замка) если положение селектора при выключении зажигания, находится не в положении паркинга.

    • Блокировка пуска двигателя

    Блокирует пуск двигателя если селектор находится не в положении паркинга или нейтральном положении.

    Рядом с рычагом селектора расположены кнопки переключения программ

    • Программа «Спорт»

    Переключение передач происходит на повышенных оборотах двигателя, при замедлении переключение задерживается.

     

    • Программа «Снег»

    Трогание с места автомобиль делает со второй или третей передачи, переключение передач происходит реже.

     

    Включена принудительно первая передача.

     


     

    Световой сигнализатор EOBD (check-engine)

    Он предупреждает водителя о наличии аномалии (ошибки) в работе АКПП которая способна ухудшить работу системы снижения токсичности. Компьютер коробки выявляет ошибку и передает ее компьютеру двигателя, который в свою очередь включает сигнализатор EOBD check engine

     

    Проголосуйте, понравилась ли вам статья? Загрузка...

    Устройство гидротрансформатора

    Под термином трансмиссия понимают все механизмы, установленные между маховиком двигателя и ведущими колесами. Обычно трансмиссия с автоматической коробкой передач включает в себя: гидротрансформатор, коробку передач, шрусы или карданную передачу, раздаточную коробку, главную передачу, дифференциал и полуоси. Как правило, картер трансформатора прикручивается к картеру коробки или они имеют единый общий картер. Гидротрансформатор осуществляет связь двигателя с коробкой передач, и частично его функции схожи с функциями сцепления. В случае использования автоматической коробки передач решение о переключении, а также его качество, принимается и обеспечивается системой управления. Это в значительной мере облегчает процесс управления транспортным средством, делает его менее трудоемким, особенно, в условиях плотных городских потоков.
    Гидродинамическая передача
    В настоящее время имеются два типа гидродинамических передач: гидромуфта и гидротрансформатор.
    Гидромуфта - самый простой элемент гидропривода. Ее отличительная особенность заключается в том, что крутящий момент на ведущем валу гидромуфты всегда равен моменту на выходном валу. Конструкция гидромуфты очень проста. Она состоит из насосного и турбинного колес примерно одинаковой конструкции, находящихся в заполненном маслом картере (рис 1а и 1б).

    При вращении насосного колеса масло под воздействием центробежной силы начинает двигаться по направляющим лопаткам к периферии, приобретая при этом кинетическую энергию. Из насосного колеса оно попадает в турбинное колесо, где при соприкосновении с лопатками турбины отдает ему часть своей энергии, приводя его, тем самым, во вращение.
    При быстром вращении насосного колеса масло совершает сложное движение, состоящее из переносного и относительного движений. Первое возникает за счет вращения масла вместе с насосным колесом. Второе определяется перемещением масла вдоль насосного колеса к периферии. Относительное движение вызвано действием центробежных сил, возникающих в масле в результате вращения вместе с насосным колесом (рис 2).


    В результате на выходе из насосного колеса абсолютная скорость потока масла определяется векторной суммой скоростей переносного и относительного движений (рис 3).

    Часть энергии потока масла, определяемая его переносной скоростью отдается через лопатки турбинному колесу.
    Гидротрансформатор.
    Принцип действия гидротрансформатора (трансформатора) такой же, как и гидромуфты. Те же самые относительное и переносное движения масла. Но для увеличения крутящего момента на выходном валу трансформатора введен дополнительный элемент – реакторное колесо (реактор, иногда статор). Реактор устанавливается между выходом из турбины и входом в насосное колесо (рис 4),


    и предназначен для направления потока масла, выходящего из турбинного колеса, таким образом, чтобы его скорость совпадала с направлением вращения насосного колеса. В этом случае неизрасходованная в турбинном колесе энергия масла используется для дополнительного увеличения частоты вращения насосного колеса, что соответствующем образом увеличивает кинетическую энергию масла. Следствием этого является увеличение крутящего момента на валу турбинного колеса, по сравнению с моментом, подводимым к насосному колесу от двигателя. Следует отметить, что соотношение моментов на насосном и турбинном колесах определяется отношением угловых скоростей этих элементов. Максимальное увеличение крутящего момента происходит при полностью остановленной турбине. Такой режим работы трансформатора называется стоповым. Современные трансформаторы имеют коэффициент трансформации момента на стоповом режиме 2,0-2,5. Под термином “коэффициент трансформации" понимается отношение момента, развиваемого турбинным колесом, к моменту на насосном колесе.
    Затем, в процессе увеличения частоты вращения турбинного колеса, происходит снижение эффективности работы реактора, и крутящий момент на валу турбинного колеса уменьшается. Это вполне объяснимо, поскольку, чем выше частота вращения турбинного колеса, тем меньше влияние переносной скорости потока масла на лопатки этого колеса. В момент, когда частота вращения турбины составит приблизительно 85% частоты вращения насосного колеса, реакторное колесо, благодаря муфте свободного хода, теряет связь с картером трансмиссии и начинает свободно вращается вместе с потоком, не воздействуя на него. В результате этого трансформатор переходит в режим работы гидромуфты, коэффициент трансформации которой равен 1.
    Трансформатор обладает несколькими благоприятными свойствами. Его установка приводит к плавному изменению крутящего момента, нагружающего трансмиссию, что увеличивает долговечность агрегатов трансмиссии и снижает затраты на ее ремонт. Плавное изменение крутящего момента самым благоприятным образом сказывается при движении по слабонесущим грунтам и скользкой дороге (лед, снег), поскольку в этом случае снижается вероятность срыва грунта и буксования ведущих колес. Кроме того, трансформатор является превосходным демпфером крутильных колебаний двигателя, которые гасятся маслом и не пропускаются в механическую часть трансмиссии.
    Природа любой гидродинамической передачи такова, что в нем всегда имеет место скольжение, т.е. угловая скорость турбинного колеса никогда не равна угловой скорости насосного колеса. Естественно, что это приводит к снижению топливной экономичности автомобиля. Поэтому для улучшения топливно-экономичных характеристик автомобиля в автоматических трансмиссиях предусматривается блокировка трансформатора.
    Методы блокировки трансформатора. Блокировочная муфта позволяет обойти гидротрансформатор и напрямую соединить двигатель с входным валом коробки передач. Таким образом, устраняется скольжение между насосным и турбинным колесом, что приводит к повышению топливной экономичности автомобиля.
    Типичная конструкция блокировочной муфты трансформатора показана на рисунке 5.

    Ступица нажимного диска (рис 6)шлицами соединяется со ступицей турбинного колеса. Между нажимным диском и ступицей расположены пружины, выполняющие роль демпфера крутильных колебаний (рис 6). В процессе блокировки поршень совершает колебания относительно ступицы, деформируя пружины, которые поглощают крутильные колебания, возбуждаемые двигателем. Механическая энергия проходит через пружинный демпфер и попадает на выходной вал трансформатора.

    Для улучшения работы блокировочной муфты к внутренней поверхности кожуха трансформатора или нажимного диска прикрепляется фрикционная накладка (рис 7).

    Блокировочные муфты всех трансформаторов имеют однотипные конструкции нажимного диска, и для их управления обычно используются одинаковые гидравлические схемы. На рисунках 8 и 9

    упрощенно показан один из вариантов управления муфтой трансформатора. В выключенном состоянии масло подается между картером и нажимным диском. Это предохраняет муфту от самопроизвольного включения. Масло, перед тем, как попасть в трансформатор, проходит между диском и кожухом, и далее из трансформатора поступает в систему охлаждения.
    Для блокировки трансформатора клапан управления переключает контур, и давление подается к поршню с другой стороны. Масло, находящееся ранее между поршнем и кожухом трансформатора сливается через вал турбины, что обеспечивает плавность включения муфты. Турбинное колесо теперь соединено с валом двигателя и трансформатор заблокирован.
    Иногда управление блокировкой трансформатора осуществляет через коробку передач. Четырехскоростная автоматическая коробка передач AOD (Ford) имеет вспо,/могательный входной вал, который напрямую, через пружинный демпфер, связан с двигателем (рис 10).

    На третьей и четвертой передачах этот вал через блокировочную муфту включения повышающей передачи соединяется с планетарной коробкой передач. На третьей передаче 60% мощности двигателя передается механически и 40% через трансформатор. На четвертой передаче все 100% мощности двигателя передаются механически через этот вал. На первой, второй и передаче заднего хода весь поток мощности проходит через гидротрансформатор.
    Что может выйти из строя в трансформаторе? В первую очередь муфта свободного хода реактора. Здесь возможны два варианта: ролики муфты из-за износа начинают проскальзывать, и муфта не может в этом случае полностью передавать на картер момент, воспринимаемый реактором; ролики могут заклиниться, и в муфте будет отсутствовать режим свободного хода, что не позволит трансформатору переходить на режим работы гидромуфты.
    Иногда выходит из строя блокировочная муфта. Чаще всего это происходит из-за значительного износа фрикционной накладки. Во всех отмеченных выше случаях ремонт трансформатора возможен только в специализированных сервисных центрах. Редко, но бывает, в трансформаторе оказываются поврежденными лопатки насосного, турбинного или реакторного колес. В этом случае замена трансформатора неизбежна.

    Устройство и принцип работы АКПП HONDA CR-V первого поколения

     Содержание:
    1. Гидротрансформатор
    2. Механическая часть
    3. Гидравлическая система
    4. Электрическая система
    5. Работа АКПП в различных режимах
    6. Блокировка гидротрансформатора
    7. Неисправности АКПП и методы их диагностики

    Классическая АККП состоит из гидротрансформатора и механической КПП с гидравлическим управлением. В интернете сейчас можно найти достаточно много материалов, в которых подробно рассказывается об устройстве и принципах работы гидротрансформатора, про планетарные редукторы, тормозные ленты и фрикционы. Главное преимущество КПП на спаренных планетарных редукторах в том, что для изменения передаточного числа достаточно затормозить или отпустить всего один элемент, а это значительно упрощает схему гидравлического управления. Применение электроники для управления АКПП позволяет не сильно усложняя гидравлическую схему существенно расширить её функциональные возможности, создавать многоступенчатые АКПП и улучшить комфортность их работы.
    Компания Honda устанавливает на свои автомобили АКПП собственных разработок. Основное отличие их в том, что в механической части не используются планетарные редукторы, а применена схема прямой передачи крутящего момента через зубчатые пары с многодисковыми мокрыми сцеплениями. Такое устройство предъявляет повышенные требования к гидравлической схеме управления, т.к. для корректного переключения передач необходимо выключить одно сцепление, включить другое и при этом чётко синхронизировать эти два процесса. Поэтому в АКПП автомобилей Honda довольно сложная гидравлическая схема с электронным управлением.
    Данная статья посвящена устройству и принципу работы АКПП типов M4TA, S4TA, SDMA, MDMA, MDLA, которые устанавливались на Honda CR-V первого поколения. Конструктивно схожи с ними следующие типы АКПП: A4RA, B4RA, B46A, M4RA, BDRA, S4RA, BMXA, SLXA (CIVIC 96-2000 г.в.)
    S4XA, SKPA (ORTHIA).

    1. Гидротрансформатор

    Гидротрансформатор представляет собой полый жестяной тор (отсюда и жаргонное название "бублик"), внутри которого находятся нагнетающая (насосная) и ведомая (турбинная) крыльчатки, а полость между ними заполнена рабочей жидкостью. Нагнетающая крыльчатка объединена с корпусом, который соединён с маховиком коленчатого вала двигателя. Ведомая крыльчатка шлицами соединена с первичным валом коробки передач. Между ними находится крыльчатка статора (в некоторых источниках статор называют ротором). Статор через обгонную муфту условно соединён с корпусом коробки передач, т.е. может вращаться в направлении вращения корпуса и крыльчаток, и неподвижен при попытке повернуть его в обратном направлении. Нагнетающая крыльчатка создаёт потоки жидкости и по внешней стенке корпуса направляет их на ведомую крыльчатку. Эти потоки давят на ведомую крыльчатку и приводят её в движение. Лопастями ведомой крыльчатки жидкость направляется внутрь гидротрансформатора где попадает на статор и давит на него в направлении противоположном направлению вращения крыльчаток. В этих условиях статор оказывается неподвижен, своими лопастями он разворачивает потоки жидкости по направлению вращения крыльчаток и усиливает их. потоки жидкости в гидротрансформатореДалее жидкость вновь подхватывается нагнетающей крыльчаткой и направляется на ведомую. По мере сравнивания скоростей вращения ведомой и нагнетающей крыльчаток давление на лопасти ведомой крыльчатки уменьшается (ведь скорость потока жидкости относительно лопастей всё меньше и меньше). При полном сравнивании скоростей нагнетающей и ведомой крыльчаток давление на лопасти ведомой крыльчатки равно нулю, а значит для передачи хоть какого ни будь крутящего момента, ведомая крыльчатка должна всегда отставать от нагнетающей. А тут ещё и неподвижный статор! В закрытом корпусе, где всё вместе с жидкостью вращается, он стоит и тормозит всю эту карусель (это как на корабле на полном ходу взять и застопорить винт). Вот поэтому его и поставили через обгонную муфту – на малой скорости ведомой крыльчатки он помогает, усиливая потоки жидкости, а когда скорости сравниваются и потоки уже не давят на статор – он начинает вращаться вместе со всеми и не мешает. Таким образом: чем выше разница в скоростях вращения нагнетающей и ведомой крыльчаток, тем бОльший крутящий момент прикладывается к ведомой крыльчатке (и к трансмиссии). Т.е. при одинаковых оборотах двигателя, чем медленнее вращается ведомая крыльчатка тем бОльший крутящий момент передаётся на неё, а чем выше скорость вращения ведомой крыльчатки тем передаваемый момент меньше. А это практически то же, что происходит в обычной коробке передач: при включении шестерёнок с понижающим передаточным числом, на выход передаются низкие обороты и высокий крутящий момент, а при включении повышающей передачи – высокие обороты и маленький момент. Только в отличие от зубчатой передачи, гидротрансформатор способен менять передаточное число плавно и самостоятельно, плюс он допускает полную остановку ведомой крыльчатки (читай трансмиссии) при сохранении вращения ведущей стороны (двигателя). Выходит гидротрансформатор - идеальная «коробка передач», сам автоматически плавно меняет передаточное число и допускает нейтраль, то что и нужно автомобилю! Но нет... Рабочий диапазон гидротрансформатора слишком мал для применения в автомобиле в чистом виде. Например: для того что бы разгонять легковой автомобиль хотя бы до 100 км/ч просто с гидротрансформатором обычный двигатель должен развивать обороты свыше 15000 об/мин. Поэтому гидротрансформаторы применяются в сочетании с механическими коробками передач с автоматическим переключением. Вот тут они подходят полностью – на холостом ходу снижают крутящий момент до минимума, увеличивают крутящий момент в начале движения и обеспечивают бесступенчатое выравнивание оборотов и крутящего момента при переключениях передач.

    Есть у гидротрансформаторов и другой недостаток – конфигурация лопастей крыльчаток такова, что крутящий момент передаётся только в одном направлении (от двигателя к трансмиссии) и только при условии, что нагнетающая крыльчатка вращается быстрее ведомой. Таким образом при равномерном движении, когда автомобиль катится по инерции или ускоряется при движении под уклон, связь между двигателем и трансмиссией фактически отсутствует. Для устранения этого недостатка в Хондах как и во всех современных АКПП применяется принудительная блокировка гидротрансформатора, о которой будет рассказано ниже.

    в начало

    2. Механическая часть.

    Механическая часть как в обычной МКПП состоит из двух валов - ведущего и ведомого, на которых размещены четыре зубчатые пары с разными передаточными числами.
    Главное отличие от обычной механической коробки в том, что одна из шестерёнок в каждой паре имеет постоянную связь со своим валом, а другая связана со своим валом через "мокрое" многодисковое сцепление. Каждое такое сцепление представляет собой пакет чередующихся ведущих и ведомых фрикционных дисков. Одни диски (назовём их нечетными) соединены с валом на котором находятся, другие (чётные) соединены со своей шестерней. В выключенном (разомкнутом) состоянии четные и нечётные диски свободно вращаются относительно друг друга. При этом ведущий вал может вращаться, а ведомый при этом быть неподвижным (автомобиль стоит на месте).

    2.1 Передача крутящего момента.

    При включении сцепления пакет сжимается, диски оказываются плотно прижатыми к друг другу и шестерня этого пакета оказывается жёстко связанной со своим валом, а поскольку другая шестерня её пары постоянно связана со своим валом, обеспечивается жёсткая связь между ведущим и ведомым валами с передаточным числом равным передаточному числу включённой зубчатой пары. Во время движения включённым оказывается одно из сцеплений, остальные в этот момент выключены. Если все сцепления выключены - это "нейтраль".
    Включение сцеплений обеспечивается за счёт гидравлического цилиндра с кольцевым поршнем. При подаче рабочей жидкости в цилиндр под давлением, поршень сдвигается и сжимает диски. Автоматическое включение и выключение сцеплений обеспечивает сложная гидравлическая система управления с электронной "надстройкой".

    2.2 Задняя передача.

    На ведомом валу рядом с ведомой шестерней 4-й передачи находится шестерня заднего хода (ведомая), она через реверсную шестерню соединена с ведущей шестерней заднего хода объединённой с ведущей шестерней 4-й передачи. Ведомая шестерня 4-й передачи и шестерня заднего хода не закреплены на ведомом валу, но между ними находится прямозубая втулка жёстко зафиксированная на валу, а на ней кольцевая прямозубая муфта. При перемещении муфты в сторону шестерни 4-й передачи, муфта сцепляет последнюю со втулкой и тем самым фиксирует её на ведомом валу - теперь при включении сцепления 4-й передачи включается 4-я передача. При перемещении муфты в сторону шестерни задней передачи, на валу фиксируется шестерня задней передачи. Теперь при включении сцепления 4-й передачи крутящий момент будет передаваться от ведущего вала через сцепление 4-й передачи на объединённые ведущие шестерни 4-й и задней передач, далее через реверсную шестерню (за счёт которой изменяется направление вращения) на ведомую шестерню заднего хода и далее на ведомый вал. Ведомая шестерня 4-й передачи при этом свободно вращается на ведомом валу. Т.е. задняя передача реализована на сцеплении 4-й передачи! Переключающая муфта перемещается при помощи вилки с гидравлическим поршневым приводом. В положениях селектора "P" и "R" включена реверсивная шестерня, в остальных положениях включена прямая шестерня 4-й передачи. Этим объясняется щелчок, часто издаваемый коробкой при включении режима "D" ("D4") после режима "R", и включении "R" после того как осуществлялось движение вперёд.

     

    2.3 Особенности первой передачи.

    Выше было сказано, что во время движения включено одно из сцеплений, остальные - выключены. На Хондах более поздних поколений так и есть, но у описываемых АКПП есть исключение. Это исключение - первая передача. Ведомая шестерня первой передачи объединена с однонаправленной (обгонной) муфтой, которая передаёт вращение от ведомой шестерни на вторичный вал, и свободно прокручивается, если вторичный вал начинает вращаться быстрее первичного. Наличие этой муфты позволяет держать сцепление первой передачи включённым даже при переключении на высшие передачи. Т.е. переключение на 2-ю передачу осуществляется путём включения сцепления 2-й передачи, которая начинает обгонять 1-ю передачу, оставшуюся включённой. Для чего это сделано? Достоверно не знаю, но предполагаю, что хондовские инженеры таким образом упростили задачу по синхронизации переключения с 1-й передачи на 2-ю, что бы сделать его наиболее комфортным (на высших передачах переключения меньше заметны). Очевиден недостаток такой схемы: при движении только на первой передаче связь двигателя с трансмиссией будет односторонняя, торможение двигателем будет невозможно. Для устранения этого недостатка конструкторы добавили в коробку дополнительный вал с дополнительной (удерживающей) 1-й передачей со своим сцеплением, которая включается параллельно с 1-й передачей и только в положении селектора "1". Таким образом в режиме "1" дополнительная 1-я передача обеспечивает непрерывную связь двигателя и трансмиссии, кроме того дополнительная 1-я передача усиливает основную 1-ю передачу, что может быть нелишним при движении по бездорожью или буксировке. На некоторых сериях АКПП (такую я видел на модели CIVIC с правым рулём) дополнительная 1-я передача отсутствует.

    2.4 Режим "P" - паркинг.

    Т.к. при неработающем двигателе ни одна передача не может быть включена, да и в гидротрансформаторе отсутствует жёсткая связь с двигателем, обязательным атрибутом любой АКПП является принудительная блокировка трансмиссии - режим "паркинг".
    На вторичном валу вместе с обгонной муфтой 1-й передачи жёстко закреплено зубчатое колесо блокировки. Рядом на отдельной оси находится подпружиненный рычаг с зубом, пружина стремится отвести рычаг от колеса. На оси селектора режимов находится кулачок, который при повороте нажимает на рычаг. Кулачок двойной - внешняя часть кулачка не жёстко соединена с осью, а через пружину. Работает это всё так: при перемещении ручки селектора в положение "P" трос привода через рычаг поворачивает ось селектора внутри коробки. Ось поворачиваясь в крайнее положение поворачивает кулачок, который нажимает на рычаг и прижимает его зуб к колесу. Если зуб при этом попадает в вырез на колесе, кулачок защёлкивается на выступе рычага - вторичный вал заблокирован. Если зуб не попадает в вырез, то рычаг не перемещается до упора и кулачок остаётся не защёлкнутым, но пружина кулачка продолжает давить на рычаг. При скатывании автомобиля трансмиссия поворачивается, поворачивается и вторичный вал до совмещения зуба блокировочного рычага с вырезом, рычаг доходит до конца, кулачок доворачивается и защёлкивается - вторичный вал вновь заблокирован. При снятии с "паркигна" происходит обратное: ось селектора поворачивается из крайнего положения, поворачивает кулачок, он освобождает рычаг, который под действием своей пружины выходит из зацепления с блокировочным колесом.

    2.5 Система смазки.

    И ещё одна важная вещь, о которой нужно знать: система смазки. Что при движении происходит с пакетами дисков в выключенных сцеплениях? То же самое, что и при движении на нейтрали: чередующиеся диски вращаются относительно друг друга, в каждом пакете со своей скоростью. С учётом того, что между соседними дисками зазор составляет менее 0,1 мм, трение между ними неизбежно. Что бы из-за трения диски не изнашивались во время холостого вращения, в пакеты дисков принудительно под давлением подаётся ATF для смазки - диски как бы павают в жидкости. Смазка подаётся через каналы в валах непрерывно, пока работает двигатель и насос качает. Если подачи ATF в пакеты не будет, диски очень быстро придут в негодность (подтверждено на практике). По этой причине буксировка автомобиля с АКПП допустима только с заведённым двигателем!

    в начало

    3. Гидравлическая система.

    На рисунке представлена схема гидравлической системы управления АКПП при положении селектора в режиме "N".

    В полном размере схемы можно посмотреть по ссылкам:
    Схема гидравлической системы АКПП типов M4TA, SDMA, MDMA в режиме "P"
    Схема гидравлической системы АКПП типов M4TA, SDMA, MDMA в режиме "R"
    Схема гидравлической системы АКПП типов M4TA, SDMA, MDMA в режиме "N"
    Схема гидравлической системы АКПП типов M4TA, SDMA, MDMA в режиме "D" 1-я передача
    Схема гидравлической системы АКПП типов M4TA, SDMA, MDMA в режиме "D" 2-я передача
    Схема гидравлической системы АКПП типов M4TA, SDMA, MDMA в режиме "D" 3-я передача
    Схема гидравлической системы АКПП типов M4TA, SDMA, MDMA в режиме "D" 4-я передача
    Схема гидравлической системы АКПП типов M4TA, SDMA, MDMA в режиме "2"
    Схема гидравлической системы АКПП типов M4TA, SDMA, MDMA в режиме "1"

    Сердце системы - насос "ATF pump". Конструктивно это обычный шестерёнчатый масляный насос, приводится от корпуса гидротрансформатора т.е. напрямую от двигателя. Насос засасывает ATF через маслозаборник, который является и фильтром.

     

     

    После насоса в магистрали стоит регулятор давления. Он выполняет две функции: устраняет зависимость выходного давления насоса от оборотов двигателя, поддерживает рабочее давление в заданных рамках, и автоматически поднимает рабочее давление при увеличении нагрузки на трансмиссию (резкое ускорение, буксирование и т.д.).
    При описании гидротрансформатора упоминалось, что статор условно соединён с корпусом АКПП, на самом деле через втулку он соединён с рычагом-коромыслом, которое давит на подпружиненный золотник клапана регулятора давления. Чем больше разница скоростей насосной и ведомой крыльчаток, тем сильнее давление потоков жидкости на статор и тем сильнее коромысло нажимает на золотник. Золотник нажимает на пружины клапана регулятора давления и тем самым смещает его в сторону увеличения давления.

     

    После запуска двигателя ATF находится в постоянном движении. Основной потребитель - гидротрансформатор, т.к. для него ATF - это "рабочее тело" непосредственно передающее крутящий момент. В процессе работы "тело" разогревается, поэтому возникает необходимость отвода излишнего тепла из ATF. Таким образом, во время работы двигателя ATF непрерывно циркулирует по следующему пути: картер - маслозаборник/фильтр - насос - регулятор давления - гидротрансформатор - радиатор(теплообменник) - картер.
    *На использовании этой циркуляции основан метод полной замены ATF. Путь жидкости разрывается перед возвратом в картер. Заводится двигатель. В картере АКПП при этом предварительно залита свежая ATF, а старая сливается в постороннюю ёмкость. Процесс может быть автоматизирован при помощи специальной установки.

    Управляющая гидравлическая система выполняет следующие задачи:
    - включение нужной передачи путём подачи жидкости в рабочий цилиндр сцепления;
    - управление скоростью нарастания давления в цилиндре в зависимости от скорости движения автомобиля;
    - синхронизация включения следующей передачи с моментом выключения предыдущей передачи;
    - управление подачей жидкости в гидротрансформатор для управления блокировкой;
    - управление вилкой переключения задней и 4-й передачи.

    Основу гидравлической системы составляют переключающие и регулирующие плунжеры. Переключающие плунжеры перемещаются под действием давления жидкости с одного и/или с двух торцов плунжера. Перемещаясь из одного положения в другое, плунжер открывает или закрывает каналы. На одном плунжере может быть несколько нормально открытых и/или нормально закрытых каналов. Регулирующие плунжеры могут менять проходное сечение каналов в зависимости от давления с одной стороны или разницы давлений с двух сторон плунжера. Т.к. жидкости несжимаемы, во избежание гидроудара и разрушения деталей системы в неё добавлены гидроаккумуляторы - цилиндры с подпружиненым поршнем. Гидроаккумуляторы включены в каналы подачи давления в цилиндры сцеплений. Полость обратной стороны гидроаккумулятора может заполняться жидкостью и давление в ней может регулироваться, что позволяет управлять ёмкостью гидроаккумулятора и временем нарастания давления в цилиндре. Ещё в системе есть шариковые односторонние клапаны и жиклёры. Для электронщиков всё это напомнит электрическую схему: шариковые клапаны - диоды, жиклёры - резисторы, гидроаккумуляторы - конденсаторы, плунжеры – транзисторные ключи, логические элементы "И" "ИЛИ" "НЕ", компараторы и т.д.

    Питание гидросистемы осуществляется из точки после регулятора давления "Regulator valve".

    Это контур рабочего давления "Line pressure". Помимо контура рабочего давления в системе существуют ещё два контура пониженного давления: контур управляющего давления "modulator pressure" и контур линейного (изменяющегося) давления "linear pressure".
    Контур управляющего давления образован вторым регулятором давления "modulator valve", и предназначен для управления положениями плунжеров.
    В этом контуре находятся два электрических клапана управления переключением (shift control solenoid valve A, B) и два электрических клапана управления блокировкой гидротрансформатора (lock-up control solenoid valve A, B).
    Работу электрических клапанов можно пояснить на таком примере:
    Красным цветом показана магистраль управляющего давления. Магистраль раздваивается на две части. После раздвоения в каждой из двух магистралей стоит жиклёр, который ограничивает поток жидкости. Одна магистраль "давит" на плунжер справа, другая слева. В каждой из сторон стоит клапан, который закрывает выход из магистрали в картер.

    Если клапан "а" открыт, а клапан "б" закрыт, то жидкость из магистрали клапана "а" сливается в картер и в этой магистрали после жиклёра давление будет ниже, чем в магистрали клапана "б", которой закрыт. Соответственно плунжер сместится влево и откроет канал "1".

    Если клапан "а" закрыт, а клапан "б" открыт, то всё происходит наоборот: плунжер смещается вправо, закрывает канал "1" и открывает канал "2"... В реальности каждый плунжер ещё имеет пружину, которая определяет его положение при одинаковом давлении с двух сторон.

    Контур линейного давления ("linear pressure") образован электромагнитным клапаном управления давлением (линейным соленоидом – "linear solenoid". На вход клапана подаётся управляющее давление "modulator pressure", а давление на выходе изменяется по командам PCM. Эта магистраль участвует в работе регулирующих плунжеров и предназначена для управления давлением в цилиндрах сцеплений во время переключения передач.

    Назначение остальных элементов:
    "Manual valve" - это шток селектора режимов, управляемый непосредственно от оси селектора через рычаг. Он стоит в "начале" всей гидросистемы после регулятора давления и распределяет направления потоков жидкости в зависимости от выбранного режима АКПП.
    "1-2 Shift valve", "2-3 Shift valve" и "3-4 Shift valve" – плунжеры переключений. Они меняют своё положение в зависимости от состояния электромагнитных клапанов переключения и обеспечивают подключение нужного цилиндра сцепления к контуру рабочего давления.
    "Servo valve" – исполнительный сервопривод вилки переключения зубчатых пар задней и 4-й передачи. В штоке организован канал подачи жидкости для включения сцепления 4-й передачи в режиме заднего хода, канал этот остаётся закрытым пока поршень не переместится в положение "заднего хода". Таким образом организована защита от включения сцепления до переключения зубчатых пар при включении задней передачи. В положениях селектора "P" и "R" вилка переключения находится в положении "реверс". В положениях селектора "D","D3","2","1" вилка находится в положении прямой передачи. В положении селектора "N" давление с привода вилки снимается и она остаётся в том положении, в котором была до этого. Для управления поршнем используется плунжер управления сервоприводом "Servo control valve". Тут нужно ещё упомянуть об одной "защите от дурака". Подача давления на сервопривод для включения задней передачи осуществляется через "1-2 Shift valve", положение которого управляется электромагнитными клапанами переключения. Если при движении вперёд на скорости более 6 миль/ч (10 км/ч) включить селектор в положение "R", PCM включает обратную комбинацию shift control solenoid valve и переключение вилки на задний ход не происходит.
    "Lock up shift valve", "lock up control valve" "lock up timing valve" – плунжеры управления блокировкой гидротрансформатора, о ней будет рассказано ниже.
    "2-nd orifice control valve" и "3-4 orifice control valve" – плунжеры сброса давления с цилиндров сцеплений при переключениях передач. Они отрывают канал для сброса давления с того цилиндра, который выключается.
    "CPB valve" – этот плунжер управляется линейным соленоидом. Он синхронизирует момент выключения сцепления предыдущей передачи с началом включения сцепления следующей передачи.
    "CPC valve" – о нём стоит рассказать поподробнее. Этот плунжер работает как регулятор давления в момент включения передачи. С одной стороны у него выходное давление, а с другой пружина и давление линейного соленоида. Он обеспечивает плавное включение сцепления, причём скорость нарастания давления в исполнительном цилиндре регулируется линейным соленоидом по сигналу управления от PCM. В конце включения передачи плунжер полностью открывается. Чем он заслуживает особого внимания? Во первых это единственный плунжер, пружина которого настраивается. Настраивается она на заводе и руководство по ремонту предписывает его не трогать. Во вторых эта пружинка – частая проблема АКПП данного типа выпущенных до 98 года включительно (М4ТА, SDMA) на многих машинах она ломалась и тогда возникали толчки, удары или пробуксовки при переключениях. В АКПП выпущенных с 99 года (MDMA) параметры этой пружинки изменили (увеличили толщину проволоки, длину, количество витков и глубину посадочного отверстия в плунжере) и проблема больше не возникала.

    в начало

    4. Электрическая система.

    4.1 Состав системы. Контроль исправности.

    Конструктивно блок управления АКПП (PCM) объединён с блоком управления двигателем (ECM).
    PCM анализирует сигналы датчиков и управляет гидравлической системой при помощи электромагнитных клапанов. Кроме того PCM осуществляет контроль исправности системы управления АКПП. При обнаружении неисправности на приборной панели автомобиля моргает индикатор "D" (или "D4") и в память записывается соответствующий код неисправности (DTC). О методах диагностики электрической части подробно можно прочитать в статье Диагностика электронных систем.

    Датчик положения селектора представляет собой многопозиционный переключатель и находится непосредственно на коробке передач. В зависимости от положения штока селектора переключатель замыкает на "массу" один контактов приходящих к нему проводов. Если одновременно будут замкнуты два и более контакта или не замкнут ни один, то PCM воспринимает это событие как неисправность датчика положения селектора. Кроме того в датчике есть отдельная контактная группа для блокировки стартера, которая "разрешает" запуск двигателя только в положениях селектора "P" и "N".

    Датчик положения ДЗ - это переменный резистор включённый по схеме потенциометра. Напряжение на выходе датчика зависит от угла поворота ДЗ. Ход ДЗ меньше чем рабочий ход датчика, поэтому если напряжение на входе от датчика равно нулю или напряжению питания датчика (обрыв или замыкание), то PCM фиксирует это как неисправность датчика.
    Датчик температуры двигателя представляет собой терморезистор. Его неисправность определяется по выходу сопротивления за пределы возможных значений.
    PCM и ECM (блок управления двигателем используют общие датчики положения ДЗ и температуры двигателя.

    Датчики скорости первичного и вторичного валов - это датчики Холла установленные около зубцов одной из шестерён валов. Сигнал на выходе датчиков - синусоида, частота которой зависит от скорости вращения вала. Неисправность датчика скорости вала PCM различает только по отсутствию синусоиды, т.е. эти датчики анализируются только в движении!

    Датчик скорости автомобиля - самостоятельное устройство, имеющее отдельное питание и формирующее импульсы отрицательной полярности, частота которых зависит от скорости вращения дифференциала. Когда автомобиль остановлен, на выходе датчика напряжение покоя - 5В. Если на входе от датчика скорости при включённом зажигании отсутствует напряжение или импульсы, то фиксируется неисправность датчика скорости.

    Клапаны управления переключением "shift control solenoid valve A", "shift control solenoid valve B", и клапаны управления блокировкой гидротрансформатора "lock-up control solenoid valve A", "lock-up control solenoid valve B" управления представляет собой соленоид с подпружиненной иглой, которая закрывает выходное отверстие. При подаче напряжения на обмотку клапана игла открывает отверстие. Даже когда клапаны закрыты PCM поддерживает небольшое напряжение на обмотках клапанов и контролирует ток через них. Таким образом PCM способен обнаруживать обрыв или замыкание обмотки клапана и/или его проводки сразу после включения зажигания.
    Линейный соленоид "linear solenoid" (по другому ещё называется электромагнитным клапаном управления давлением) в качестве исполнительного элемента имеет подпружиненный плунжер, который смещаясь изменяет проходное сечение управляемого канала. PCM изменяет напряжение на обмотке соленоида и контролирует силу тока в обмотке. Т.к. сила тока в обмотке пропорциональна силе сжатия пружины плунжера, по силе тока PCM определяет положение плунжера. Однако такой метод является косвенным и при механической неисправности соленоида PCM не способен обнаружить это. Поэтому PCM диагностирует только электрическую неисправность линейного соленоида - обрыв или замыкание.

    Важно запомнить: в данном семействе АКПП PCM не способен обнаруживать механическую неисправность клапанов управления и вообще исправность гидравлической системы, т.е. если клапан заклинил - блок управления этого не "увидит". Единственный способ контроля неэлектрической части на исправность это оценка результата действия всего агрегата - т.е. определение разницы скоростей первичного и вторичного валов и вычисление по ним реального передаточного числа. Контроль исправности системы блокировки гидротрансформатора может быть произведён по скорости вращения первичного вала и скорости вращения коленчатого вала двигателя. Поэтому среди неисправностей обнаруживаемых PCM есть только две, относящихся к механической и гидравлической части:
    Р0740 (40) - неисправность системы управления блокировкой ГТ. Это может быть как механическая неисправность клапанов, неполадки в гидравлической системе или в самом гидротрансформаторе.
    Р0730 (41) - неисправность системы управления переключением передач. Это так же может быть вызвано механической неисправностью клапанов управления переключением, неполадками в гидравлической системе. Фактически это означает несоответствие реального передаточного числа тому, которое должно быть при включённой передаче.
    При обнаружении данных неисправностей, индикатор "D" не моргает, а гаснет (!), одновременно с этим зажигается индикатор MIL (чек енжин). Продолжение движения с данными неисправностями чревато серьёзными последствиями для АКПП.

    4.2 Управление переключением передач.

    Из описания гидравлической системы мы помним, что подача жидкости в цилиндры сцеплений осуществляется плунжерами переключении, положение которых зависит состояния электромагнитных клапанов управления переключениями. PCM открывает и закрывает клапаны в соответствии с заложенным алгоритмом и в зависимости от комбинации включается нужная передача. Важно понимать, что именно "мозг" даёт команду на включение той или иной передачи. Гидравлика не может это сделать самостоятельно. Если же такое происходит, то это существенная неисправность в гидравлической системе. Что будет если к примеру оба клапана переключений заклинили в закрытом положении? Смотрим таблицу: оба клапана ВЫКЛ – соответствует 4-й передаче. Значит при включении режима "D4" ("D") будет постоянно включена 4-я передача, независимо от того, какую команду даёт PCM, причём последний не "увидит" этого, т.к. не способен диагностировать механическую неисправность клапана.

    В режимах "D4" ("D") "D3" ("over drive off") PCM выбирает моменты переключений с текущей передачи на повышающую или понижающую по программе, выраженной следующими графиками:

    График условий переключения на повышающие передачи

    График условий переключения на понижающие передачи

    Как видно из графиков момент переключения на повышающую передачу в первую очередь зависит от скорости. Однако в зависимости от степени открытия ДЗ, момент переключения на повышающую передачу отодвигается в сторону более высоких скоростей. Т.е. чем сильнее нажимать на педаль газа, тем позднее происходят переключения на повышающие передачи.
    Примерно такая же закономерность для переключения на понижающие передачи, только моменты переключений смещены в сторону более низких скоростей. Однако при бОльшем открытии ДЗ моменты переключений так же сдвигаются в сторону более высоких скоростей. Таким образом одна и та же скорость автомобиля при небольших углах открытия ДЗ удовлетворяет условиям переключения на повышающую передачу, но при повышении угла открытия ДЗ начинает удовлетворять условиям переключения на понижающую передачу. На этом основана работа так называемой системы "kick-down", хотя на самом деле такой системы в этих АКПП нет, это всего лишь алгоритм, заложенный в PCM.

    в начало

    5. Работа АКПП в различных режимах.

    Теперь, когда все системы рассмотрены отдельно, можно представить как это всё работает в совокупности.

    Режим "P". Шток селектора (manual valve) подаёт рабочее давление в канал управления задней передачей и каналы управления сервопривода вилки переключения задней передачи - вилка переключает 4-ю передачу в положение "реверс". Канал подачи давления в контур управления передачами "вперёд" закрыт. Клапаны управления переключением выключены (ВЫКЛ - ВЫКЛ), что в при данном положении селектора не соответствует ни одной из передач. Все сцепления выключены. Выходной вал заблокирован системой "паркинга".

    Режим "R". Система паркинга разблокирует выходной вал. Шток селектора (manual valve) подключает цилиндр сцепления 4-й передачи к контуру управления задней передачей, подаёт рабочее давление в контур управления задней передачей и каналы управления сервопривода вилки переключения задней передачи - вилка переключает 4-ю передачу в положение "реверс". Клапан управления переключением А включён (ON), клапан В выключен (OFF). Рабочее давление подаётся в цилиндр сцепления 4-й передачи. Крутящий момент от первичного вала передаётся через включённое сцепление 4-й передачи и дополнительную шестерню заднего хода на вторичный вал. Осуществляется движение задним ходом.

    Режим "N". Шток селектора (manual valve) закрывает каналы управления задней передачей, каналы управления передачами "вперёд" также закрыты. С сервопривода вилки переключения задней передачи давление отключено - вилка остаётся в положении занимаемом ей до переключения в режим "N" благодаря пружинному фиксатору на штоке вилки. Клапаны управления переключением выключены (OFF - OFF). Ни одно сцепление не включено. Коробка передач находится в нейтральном состоянии. Первичный вал вращается вместе с гидротрансформатором и коленчатым валом двигателя. Вторичный вал остановлен, если автомобиль стоит или вращается вместе с трансмиссией, если автомобиль катится.
    Тут необходимо сделать небольшое отступление и акцентировать внимание на положении вилки переключения задней передачи: в режиме нейтрали она остаётся в том положении, которое занимала до включения этого режима. Т.е. переключение вилки в положение задней передачи происходит при включении режима "R" из режима "N" после "D", а переключение в положение 4-й передачи при включении режима "D" из режима "N" после "R". Таким образом можно многократно переводить селектор из положения "D" в "N" и обратно - переключения вилки при этом не будет. То же самое при включении режима "R" - можно многократно переключаться между режимами "N", "R" и "P", и переключения вилки не будет. Всё это вполне логично: зачем при включении нейтрали после движения вперёд переключать шестерёнки в положение заднего хода, если следующим действием вполне вероятно будет снова движение вперёд? Однако замечено, что многие водители даже при короткой остановке, например перед светофором, переключают селектор из положения "D" в положение "P", проходя при этом включение задней передачи, а потом совершают обратный "манёвр". Зачем? Конечно запас прочности у "железок" достаточно высок, да и задняя передача включиться за короткое всемя не успевает - гидравлика на холостом ходу не допускает резких включений, но всё равно ничего хорошего для АКПП эти действия не приносят.

    Режим "D4"("D") 1-я передача. Шток селектора (manual valve) открывает контур управления переключением передач, отсюда же исходит прямой канал включения первой передачи и канал управления сервоприводом вилки переключения задней передачи. Включается сцепление первой передачи и остаётся включённым всё время пока включены режимы движения вперёд. Поршень сервопривода вилки переключения задней передачи перемещается в положение "вперёд", ведомая шестерня задней передачи разъединяется, а ведомая шестерня 4-й передачи соединяется со вторичным валом. (Если предыдущее включение режима "N" осуществлялось из режима "D", то вилка уже находится в положении "вперёд). Клапаны управления переключением (shift control solenoid valve) включаются и выключаются принимают состояния соответствующие первой передаче. Начинается движение вперёд.

    Режим "D4"("D") 2-я передача. По мере увеличения скорости автомобиля PCM включает клапаны управления переключением в состояния, соответствующие 2-й передаче и снижает давление на выходе линейного соленоида. Плунжеры управления переключениями 1-2 и 2-3 подключают к магистрали рабочего давления цилиндр 2-й передачи. Давление в этой магистрали регулируется плунжером "CPC valve" который в свою очередь управляется давлением линейного соленоида. PCM увеличивает давление на выходе линейного соленоида, причём скорость увеличения этого давления зависит от скорости движения автомобиля, величины открытия ДЗ. Процесс заканчивается переключением плунжера "CPB valve", он "шунтирует" "CPC valve" обеспечивая подачу в цилиндр полного рабочего давления. Движение осуществляется на 2-й передаче, которая "обгоняет" 1-ю.

    Режим "D4"("D") 3-я передача. При дальнейшем увеличении скорости, когда наступают условия для переключения на 3-ю передачу, PCM включает клапаны управления переключением в состояния, соответствующие 3-й передаче и снижает давление на выходе линейного соленоида. Плунжер переключения 2-3 меняет своё положение, отключает цилиндр 2-й передачи от магистрали рабочего давления и переключает его на клапан сброса давленияи, а к магистрали рабочего давления подключается цилиндр 3-й передачи. Плунжер "CPB valve" возвращается в исходное состояние, сбрасывает давление с цилиндра 2-й передачи и снижает рабочее давление в канале, к которому подключился цилиндр 3-й передачи. Далее плунжер "CPC valve" увеличивает давление в этом канале, обеспечивая плавное включение 3-й передачи, после чего "шунтируется" плунжером "CPB valve". Переключение ср 2-й на 3-ю передачу произведено.

    Режим "D4"("D") 3-я передача. Переключение с 3-й на 4-ю передачу происходит аналогичным образом: по команде PCM клапаны переключений "А" и "В" принимают состояние 4-й передачи, плунжер переключения 3-4 меняет своё положение, переключает цилиндр 3-й передачи на контур сброса давления, а к рабочему давлению подключает цилиндр 4-й передачи. Плунжер "CPB valve" вновь занимает исходное положение синхронизируя сброс давления в цилиндре 3-й передачи и начало нарастания давления в цилиндре 4-й передачи. Плунжер CPC valve" управляет включением сцепления, после чего вновь "шунтируется" "CPB valve", который перемещается во "включённое" положение в конце процесса переключения.
    Переключения с верхних на нижние передачи происходят аналогично.

    Режим "D3" отличается от режима "D4"("D") только тем, что алгоритмически запрещено включение 4-й передачи. При переключении из режима "D4" в "D3" шток "manual valve" перемещается, но не переключает никакие каналы. Изменяется только сигнал датчика положения селектора (до 98 г.в. включительно), после рестайлинга в 99 г. режим "D3" убрали и заменил его кнопкой "O/D off" на ручке селектора.

    Режим "2". Состояние гидравлической системы отаётся таким же как и в режимах "D4" ("D") и "D3". Клапаны управления переключением (shift control solenoid valve) включены (ON ON), что соответствует включению второй передачи. Осуществляется движение только на второй передаче.

    Режим "1". Шток селектора (manual valve) в дополнение к каналам, открытым в режимах "D"("D4","D3"), "2", открывает канал управления включением сцепления дополнительной первой передачи - включается дополнительная первая передача. Клапаны управления переключением находятся в состояниях, соответствующих включению первой передачи. Осуществляется движение на первой усиленной передаче.

    в начало

    6. Блокировка гидротрансформатора.

    Конструкция механизма блокировки такова: к ведомой крыльчатке присоединён диск с фрикционным слоем, который может прижиматься к стенке корпуса гидротрансформатора.

    Если жидкость подаётся в гидротрансформатор в полость между диском и стенкой, диск не соприкасается с корпусом и ведомая крыльчатка вращается за счёт гидропотоков. Если жидкость подводится со стороны крыльчаток, то диск прижимается к стенке корпуса и фиксирует ведомую крыльчатку относительно корпуса гидротрансформатора, обеспечивая жёсткую связь двигателя и трансмиссии. Блокировка применяется только в режимах "D4" ("D") и "D3" ("over drive off"), при равномерном движении, при движении на предельно низких оборотах двигателя и при торможении двигателем. Именно из-за неё иногда возникает ложное ощущение включения "пятой" передачи.

    Блокировка может быть полной и частичной. Управление блокировкой осуществляет PCM посредством электромагнитных клапанов управления блокировкой гидротрансформатора (lock-up control solenoid vavle) и линейного соленоида. Частичная брокировка включается, когда не требуется полностью заблокировать ведомую крыльчатку, а только "подогнать" или "притормозить" её. Клапан "A" включает блокировку. Клапан "В" совместно с линейным соленоидом задаёт её интенсивность.

    При разгоне, переключениях передач и прочих манёврах блокировка гидротрансформатора выключена. Электромагнитные клапаны управления блокировкой "А" и "В" выключены, состояние линейного соленоида в данной ситуации не имеет значения. Плунжер включения блокировкои "lock-up shift valve" находится в исходном положении и направляет жидкость в порт 94 гидротрансформатора, т.е. в полость между стенкой и диском блокировки. Этим же плунжером порты 90 и 91 подключены на "выход" - жидкость из них направляется в теплообменник радиатора и оттуда сливается в картер АКПП.

    Если в движении приотпустить педаль газа так, что бы автомобиль двигался по инерции или же начинал сбавлять скорость, т.е. когда скорость вращения коленвала двигателя незначительно превышает или наоборот меньше скорости вращения первичного вала АКПП включается частичная блокировка гидротрансформатора. Электромагнитный клапан управления блокировкой "А" открыт, плунжер включения блокировки перемещается из исходного положения и переключает порты гидротрансформатора: на 91 подаётся жидкость, 90 и 94 становятся выходами. Порт 94 направляется на плунжер управления блокировкой "lock-up control valve", который управляет давлением в полости между диском блокировки и корпусом. Давление из полости между ведомой крыльчаткой и статором (порт 90) направляется на плунжер синхронизации блокировки "lock-up timing valve", он в закрытом состоянии (при низком давлении линейного соленоида) перенаправляет это давление на плунжер управления блокировкой и это давление становится управляющим. Электромагнитный клапан "В" совершает частые включения и выключения и это заставляет плунжер управления блокировкой "lock-up control valve" находиться в промежуточном положении, отклонение от которого зависит от величины давления из порта 90. Плунжер управления поддерживает давление в полости между диском блокировки и корпусом так, что бы диск не прижимался к корпусу полностью: если плунжер смещается влево (по схеме) то давление падает и диск прижимается, это вызывает рост давления на другом выходе (порт 90), которое смещает "lock-up control valve" и он поднимает давление на выходе возрастает и ототвигает диск от корпуса.

    При равномерном движении по прямой, когда скорости вращения коленвала двигателя и первичного вала коробки передач сравниваются, включается полная блокировка.
    Электромагнитный клапан управления блокировкой "А" открыт, плунжер включения блокировки как и в случаве частичной блокировки поддерживает порты гидротрансформатора: 91 как вход, 90 и 94 как выходы. Электромагнитный клапан блокировки "В" находится в постоянном положении ВКЛ, линейный соленоид поднимает давление. Выход через порт 90 направляется открытым плунжером "lock-up timing valve" в теплообменник радиатора. Плунжер управления блокировкой "lock-up control valve" открывает порт 94 "в картер", диск блокировки полкостью прижимается к корпусу.

     

    в начало

    7. Неисправности АКПП и методы их диагностики.

    Для начала небольшое отступление... Я хочу что бы все понимали: АКПП - очень сложный ЗАКРЫТЫЙ агрегат, в котором сочетаются и электрические и гидравлические и механические процессы. Именно поэтому, несмотря на то, что мы знаем устройство АКПП и знаем как оно всё должно там внутри работать, мы не можем однозначно знать, что в данный момент там происходит на самом деле. Если в коробке что то происходит не так как надо, мы это можем увидеть только по внешним признакам, но мы не можем заглянуть внутрь работающей коробки. Разобрав агрегат и заглянув внутрь, мы сможем увидеть последствия неисправности, но можем так и не увидеть саму неисправность, т.к. неисправность может проявляться только в работе. И это основная сложность диагнострирования неисправностей АКПП.

    7.1 "Аварийный режим".

    В описаниях АКПП в Интернете часто упоминается, что при неисправности она переключается в некий "аварийный" режим, при котором постоянно по умолчанию включена не то 2-я не то 3-я передача (а где то я читал про 5-ю передачу) и это позволяет доехать до сервиса. Не буду утверждать за все Хонды, но с уверенностью могу сказать: в данных АКПП "Аварийного режима" не существует!
    Во первых: включение передач осществляется за счёт давления жидкости и работы гидравлики в её состав включён насос, имеющий постоянный прямой привод от двигателя через корпус гидротрансформатора. Насос работает всё время пока работает двигатель. Если насос не даёт рабочего давления - ни одно из сцеплений не включится. Т.е. нет давления - "вечная нейтраль". И машина уже никуда не стронется с места.
    Во вторых: как уже говорилось при описании электрической системы управления, в этом "семействе" хондовских АКПП, электрика способна диагностировать только саму себя, но даже обнаружив неисправность она только информирует водителя об этом и продолжает функционировать в обычном режиме. Т.е. при неисправности электрической части, АКПП продолжает "ехать" столько, сколько позволяет неисправность.

    7.2 Методы диагностики АКПП

    Для диагностики у нас есть всего три метода:

    1) Самодиагностика электрической части (диагностика PCM).

    Об этом уже довольно подробно говорилось выше, повторю главное: PCM способен 100%-но диагностировать только электрическую составляющую агрегата. При обнаружении неисправности на приборной панели начинает моргать индикатор "D". В этом случае необходимо произвести диагностику, подробно о которой можно узнать в статье Диагностика электрических систем. Механические неполадки могут обнаруживаться PCM только в виде несоответсвия скоростей первичного и вторичного валов или первичного вала с коленчатым валом двигателя (при блокировках ГТ). Обнаружение PCM неисправностей Р0740 (40) или Р0730 (41) - достаточное условие для паники и прекращеня дальнейшего движения своим ходом. Однако эти неисправности обнаруживаются только у последних выпусков Honda с данным семейством АКПП и не у всех моделей (например у CR-V первого поколения - только 99-01 г.в. для рынков Америки). Поэтому часто неисправность обнаруживается только тогда, когда уже водитель чувствует , что "с машиной что то не то".

    2) Диагностика по совокупности внешних признаков.

    Для сервисов производитель разработал таблицы симптомов неисправностей, в которых на каждую проблему даётся перечень возможных неисправностей. Далено не всегда эта таблица даёт внятные ответы на вопросы: "Что случилось?" и " Что делать?". Например: коробка "встала" - включаем любую передачу, жмём газ, двигатель ревёт, а машина стоит. Обратимся к сервис-мануалу, разделу симптомов неисправностей:
    Симптом: Engine runs, but vehicle does not move in any gear (двигатель работает, но автомобиль не едет ни на одной передаче)
    Возможные проблемы:
    1 Low AFT (низкий уровень ATF)
    2 ATF pump worn or binding (насос ATF изношен или заедает)
    3 Regulator valve stuck or regulator valve spring worn (клапан регулятора давления заклинил или пружина клапана изношена)
    5 Mainshaft worn/damaged (первичный вал изношен или повреждён)
    6 Shift cable broken/out of adjustment (трос селектора повреждён или неотрегулирован)
    7 Final gear worn/damaged (выходная (главная) передача изношена или повреждена)
    35 Drive plate defective or transmission misassembled (фрикционные диски деформированы или неправилно собраны)
    37 ATF strainer clogged (засорен фильтр ATF)

    Ну и что? Уровень ATF проверили, трос селектора в порядке (это по индикатору режимов на приборной панели видно). Вам стало легче? Все остальные проблемы проверяются только при полной разборке аграгата.
    Понимание процессов, происходящих внутри АКПП, на мой взгляд больше поспособствует поиску неисправности, чем заводская таблица. К тому же практика показала, что большинство неисправностей из этого перечня не происходят никогда, зато "железо" иногда подкидывало такие сюрпризы, о которых составители этаблицы видимо и не подозревали. Но на всякий случай иметь "на вооружении" этот метод надо.

    3) Проверка давления.

    Пожалуй это самый информативный способ оценить происходящее в АКПП.
    На корпус выведены контрольные точки для подсоединения манометров. Точки закрыты пробками с резьбой М8х1,25 мм.

    Для диагностики необходимы спец. иструменты 07406-0070300 и 07406-0020400.

     

     

     

    Если есть знакомый токарь, то инструмент можно сделать самостоятельно: в магазине покупаем 4 манометра со шлангамм из маслостойкой резины, а у токаря заказываем штуцеры под шланг с резьбой М8х1.25 на конце.

     

     

    Ещё нужен ассистент - помощник, который будет сидеть за рулём и по команде заводить мотор и щёлкать селектором, не забывая при этом нажимать педаль тормоза.

    Самая простая проверка - проверка линейного (рабочего) давления. Для этого подсоениняем манометр к контролькой точке сверху. Заводим двигатель. Давление должно быть в пределах 780-880 кПа (8-9 кгс/см2) Руководсто предписывает проверку проводить при 2000 об/мин., но поверьте моему опыту: исправная АКПП будет держать давление и при оборотах холостого хода. "Усталая" коробка склонна на холостом ходу ронять давление примерно до 7 кгс/см2, но если поднять обороты двигателя хотя бы выше 1000 об/мин. давление быстро восстанавливается до нормы. Это свидетельствует о том, что в гидравлике уже намечаются проблемы - возможно засорен фильтр-маслозаборник (в этом случае недостаток давления наблюдается на холодном агрегате, в при прогреве давление восстанавливается) или в системе много паразитных утечек (тогда обычно недостаток давления наблюдается на горячем агрегате), хотя такая коробка может ещё проездить достаточно долго. Если же на холостом ходу линейное давление падает ниже 6 кгс/см2, то можно смело констатировать, что у АКПП серьёзные проблемы и капитальный ремонт не за горами. Затем пробуем включать разные режимы - линейное давление должно удерживаться в любых положениях селектора.

    Для дальнейшей проверки колёса машины необходимо оторвать от земли, поэтому нужен подъёмник. Можно поднять переднюю часть автомобиля (опоры должны быть надёжными, ведь если машина соскочит с опоры - проверка может закончиться несчастным случаем), и у полноприводных моделей отсоединить от коробки передач карданный вал. Манометры подключаются к контрольным точкам 1-й, 2-й, 3-й и 4-й передач. Далее заводим двигатель и проверяем давления в сцеплениях передач в различных положениях селектора (небольшие скачки стрелок в момент переключения селектора не должны пугать):
    "R" - манометр 4-й передачи должен показать рабочее давление, остальные - ноль.
    "N" - на всех передачах давления не должно быть.
    "D" "D4" "D3" - рабочее давление должно быть на 1-й передаче, на остальных - ноль. Если помимо 1-й передачи присутствует рабочее давление на какой либо другой передаче, то необходимо проверять электромагнитные клапаны управления переключением - электрическую неисправность должна показать самодиагностика, если электричести клапаны исправны, то возможно их заклинивание (клапаны нужно снять и проверить их отдельно). Если клапаны исправны, то возможно заклинивание плунжеров в гидравлической системе (это уже разбирать коробку). Присутствие в этом режиме небольшого давления (1-1.5 кгс/см2) на 4-й передаче свидетельствует об износе втулок в первичном валу - жидкость через одну из втулок интенсивно протекает из канала 1-й передачи в канал 4-й. Можно при этом удерживая тормоз слегка "газануть", если давление протечки подскакивает до 2-3 кгс/см2 - дело плохо, эта коробка долго не проездит.
    "2" - рабочее давление должно быть на 1-й и 2-й передачах одновременно.
    "1" - рабочее давление должно быть на 1-й передаче и 1-й дополнительной (если подключили манометр на эту точку).

    Далее совершаем "пробную поездку" в различных режимах. Например включаем D, отпускаем тормоз и делаем плавный разгон до 4-й передачи, смотрим по манометрам: в какой последовательности включаются передачи, какие давления на пакетах соответствующих передач (не забываем при этом, что первая передача включена постоянно). Нарушение последовательности включения передач, чаще всего вызывается неисправностью электромагнитных клапанов переключения (напоминаю, что электрическая неисправность клапанов обнаруживается блоком управления (PCM), а механическую неисправность надо проверять вручную). Если клапаны исправны, то проблема в гидравлической системе (при этом я исхожу, что перед возникновением неисправности шальные руки не копались в электрике и не перепутали провода калапанов "А" и "В" местами).

    Обращаем внимание на скорость нарастания давления на передачах при переключениях: обычно давление плавно поднимается примерно до 7-7.5 кгс/см2 затем скачком поднимается до рабочего (это включается плунжер "CPB"). Слишком медленное нарастание давления на какой либо передаче, когда давление поднимается до слишком низкого уровня (5-6 кгс/см2) перед скачком, свидетельствует об утечке в контуре данной передачи. При езде это может выражаться пробуксовками (кратковременными подскакиваниями оборотов двигателя) при переключениях передач.
    Отдельно обращаем внимание на 4-ю передачу: если в режиме "R" в сцеплении 4-й передачи был недостаток давления, а при движении на 4-й передаче в режиме "D" давление в норме - это признак небольшой утечки в данном контуре (вообще в данном контуре при движении задним ходом давление часто немного меньше, чем при движении вперёд на 4-й, но если давление в режиме "R" существенно ниже (6 кгс/см2 и меньше), то такой автомобиль наверняка уже испытывает проблемы при движении задним ходом и скорый ремонт неизбежен).

    7.3 "Куда пропадает давление" (лирическое отступление)

    В такой сложной системе всё как в жизни - единство и борьба двух противоположностей, как Инь и Янь, как свет и тьма. 

    Оппонент первый - насос. Насос работает в связке с регулятором давления. Регулятор (как и в большинстве гидравлических систем) работает по принципу органичения давления, т.е. при превышении заданного уровня клапан открывается и стравливает давление. Это я пишу, что бы было ясно следуюшее: для поддержания рабочего давления на требуемом уровне, производительность насоса должна быть выше номинальной либо на уровне номинальной, но не ниже. Номинальной производительностью можно считать производительность насоса при оборотах холостого хода двигателя.
    Какие факторы влияют на производительность насоса?
    - зазоры в шестернях насоса. Чем больше их износ, тем больше зазор и тем ниже производительность, т.к. часть жидкости просачивается из полости нагнетания обратно в полость всасывания, или через неплотности начинается подсос воздуха. * Из практики: все насосы на ремонтируемых мной коробках были в норме, зазоры в допусках. Поэтому этот фактор я бы признаю несущественным, но исключать его полностью нельзя.
    - состояние фильтра-маслозаборника. Чем хуже проходимость сетки для ATF, тем хуже наполняется жидкостью полость всасывания насоса, и тем больше подсос воздуха через неплотности. Забитая сетка существенно снижает производительность насоса, а иногда сводит её до нуля.
    - состояние ATF. Холодная ATF более густая, чем горячая. Поэтому холодная жидкость хуже протягивается через фильтр. С другой стороны горячая жидкость более текучая и в случае сильного износа деталей становится больше влияние утчек. Наиболее стабильно сохраняет вязкость новая ATF. Старая ATF cтановится более жидкой при нагреве из-за потери свойств присадок. Но из-за высокого содержания продуктов износа деталей агрегата, в холодном виде старая ATF гораздо гуще свежей.

    Оппонент второй - гидросистема. Дело в том, что она герметична весьма условно. Большое количество каналов отлито в алюминиевых плитах, накрыто железными пластинами и стянуто болтами, стальные трубки вставлены в посадочные места без дополнительных уплотнений, валы имеют вращающиеся соединения, цилиндры сцеплений уплотнены резиновыми кольцами, а в их поршнях есть и вовсе предательская штука - отверстие закрытое центробежным клапаном. И всё это сочится, капает, подтекает... Спасают ситуацию две вещи:
    - производительность насоса, она компенсирует все эти утечки;
    - вязкость ATF, густая жидкость меньше просачивается через неплотность.

    И теперь: на одну чашу весов кладём НАСОС (источник) с его производительностью. На другую чашу - ГИДРОСИСТЕМУ (потребитель) со всеми её утечками.
    В новом агрегате всё в порядке: производительности насоса достаточно и для работы системы и для компенсации протечек даже с избытком - весы перевешены в сторону насоса.
    Но со временем, с одной стороны фильтр постепенно забивается продуктами работы агрегата, а с другой стороны резинки "слегаются", теряют эластичность, втулки изнашиваются. Производительность падает, а утечки растут. Чем старее коробка, чем тяжелее были условия её эксплуатаци, что бы , чем хуже она обслуживалась... тем быстрее чаши весов стремятся к равновесию. И уже нужно совсем немного, что бы нарушить это равновесие. Это может быть поездка зимой на непрогретой коробке (а ATF в последний раз менялась... а уже и не помню когда). А может полуторачасовое толкание в пробке летом в жару (перегретая ATF становится жидкой как вода).
    ... и так пока чаша весов не перевесит на сторону гидросистемы. Тогда процесс развивается довольно стремительно: давления не хватает - пробуксовки - повышенный износ фрикционных дисков - продукты износа забивают фильтр - давление ещё ниже... далее по кругу... Всё... встала...

    в начало

    3.03.2013г.

    Автомобильные системы передачи энергии | Wiley

    Серия

    Предисловие xi

    Предисловие xiii

    1 Соответствие автомобильного двигателя 1

    1.1 Введение 1

    1.2 Выходные характеристики двигателей внутреннего сгорания 2

    1.2.1 Выходная мощность и крутящий момент двигателя 2

    1.2.2 Топливо двигателя Карта 4

    1.2.3 Выбросы двигателя Карта 5

    1.3 Дорожная нагрузка, движущая сила и ускорение 6

    1.3.1 Осевые нагрузки 7

    1.3.2 Дорожные нагрузки 8

    1.3.3 Кинематика трансмиссии и тяга 9

    1.3.4 Диаграмма условий движения 13

    1.3.5 Идеальная трансмиссия 15

    1.3.6 График мощности и скорости 17

    1.4 Выбор передаточных чисел 18

    1.4.1 Наивысшее передаточное число 18

    1.4.2 Передаточное число первой передачи 19

    1.4.3 Передаточные числа промежуточной передачи 20

    1.4.4 Доработка передаточных чисел 23

    Ссылки 26

    Проблема 26

    2 Механические коробки передач 29

    2.1 Введение 29

    2.2 Компоновка силового агрегата и структура механической трансмиссии 30

    2.3 Потоки мощности и передаточные числа 37

    2.4 Муфты механической трансмиссии 40

    2.4.1 Конструкция сцепления 40

    2.4.2 Максимальный крутящий момент сцепления 43

    2.4. 3 Конструкция сцепления 44

    2.5 Синхронизатор и синхронизация 45

    2.5.1 Переключение без синхронизатора 45

    2.5.2 Переключение с синхронизатором 47

    2.6 Динамическое моделирование процесса синхронизации 52

    2.6.1 Эквивалентный массовый момент инерции 53

    2.6.2 Уравнение движения во время синхронизации 55

    2.6.3 Условия синхронизации 56

    2.7 Механизмы переключения 59

    Ссылки 62

    Проблемы 62

    3 Конструкция трансмиссии 65

    3.1 Введение 65

    3.2 Основы проектирования зубчатых колес 66

    3.2.1 Сопряженное движение и определения 66

    3.2.2 Свойство эвольвентных кривых 67

    3.2.3 Эвольвентные кривые как профили зубьев шестерни 68

    3.2.4 Характеристики эвольвентной передачи 69

    3.3 Расчет пропорций зубчатых элементов стандартных шестерен 72

    3.3.1 Размерные и геометрические параметры шестерни 72

    3.3.2 Стандартизация размеров зубьев 72

    3.3.3 Размеры зубьев стандартных шестерен 74

    3.3.4 Соотношение контактов 74

    3.3.5 Толщина зубьев и расстояние по высоте зуба 76

    3.4 Конструкция нестандартных зубчатых колес 78

    3.4.1 Стандартные и нестандартные настройки фрезы 78

    3.4.2 Предотвращение подрезания зубьев и минимальное количество зубьев 79

    3.4.3 Системы нестандартных зубчатых колес 81

    3.4.4 Конструкция системы длинно-коротких дополнительных зубчатых колес 82

    3.4.5 Расчет общей нестандартной зубчатой ​​передачи 83

    3.5 Эвольвентные косозубые передачи 86

    3.5.1 Характеристики эвольвентной косозубой передачи 87

    3.5.2 Расчетные параметры нормального и поперечного сечений 87

    3.5.3 Размеры зубьев стандартных эвольвентно-косозубых шестерен 89

    3.5.4 Минимальное количество зубьев эвольвентных косозубых шестерен 89

    3.5.5 Коэффициент контакта эвольвентных косозубых шестерен 90

    3.5.6 Конструкция нестандартных эвольвентных косозубых шестерен 91

    3.6 Прочность зубьев шестерни и сопротивление точечной коррозии 91

    3.6.1 Определение сил зубчатых передач 91

    3.6.2 Стандарт AGMA по прочности на изгиб и сопротивлению точечной коррозии 93

    3.6.3 Сопротивление точечной коррозии 93

    3.6.4 Прочность на изгиб 94

    3.7 Конструкция автомобильных трансмиссий 95

    3.8 Планетарные зубчатые передачи 103

    3.8.1 Простая планетарная зубчатая передача 106

    3.8.2 Двухпланетная планетарная зубчатая передача 107

    3.8.3 Планетарная передача Равиньо Поезд 107

    Ссылки 108

    Проблемы 109

    4 Преобразователи крутящего момента 111

    4.1 Введение 111

    4.2 Конструкция и функции гидротрансформатора 112

    4.2.1 Увеличение крутящего момента и гидравлическая муфта 114

    4.2.2 Блокировка гидротрансформатора 115

    4.3 Циркуляция ATF и определение крутящего момента 116

    4.3.1 Термины и определения 116

    4.3.2 Диаграммы скоростей 119

    4.3.3 Угловой момент расхода ATF и расчета крутящего момента 122

    4.4 Допустимый крутящий момент и характеристики ввода-вывода 124

    4.4.1 Коэффициент мощности гидротрансформатора 125

    4.4.2 Характеристики ввода-вывода 127

    4.4.3 Совместная работа гидротрансформатора и двигателя 128

    4.4.4 Совместная работа гидротрансформатора и трансмиссии автомобиля 129

    Ссылки 133

    Проблема 134

    5 Автоматические трансмиссии: конструкция, анализ и динамика 137

    5.1 Введение 137

    5.2 Структура автоматических коробок передач 139

    5.3 Анализ и синтез передаточных чисел 153

    5.3.1 Ford FWD Six-Speed ​​AT 153

    5.3.2 Шестиступенчатая коробка передач Ford RWD Ravigneaux AT 160

    5.3.3 ZF RWD, восьмиступенчатая АКПП 162

    170

    5.4.3 ZF RWD Eight-Speed ​​AT 172

    5.5 Качественный анализ динамики переключения трансмиссии 175

    5.6 Общая динамика трансмиссии автомобиля 186

    5.6.1 Уравнение переменных общего состояния в матричной форме 187

    5.6.2 Уравнение переменной состояния конкретного состояния 188

    5.6.3 Решение переменных состояния путем замены переменной 192

    5.6.4 Интеграция системы транспортного средства 193

    5.7 Моделирование динамики силового агрегата транспортного средства 195

    Ссылки 198

    Автоматические проблемы 198

    6 Коробки передач: контроль и калибровка 201

    6.1 Введение 201

    6.2 Компоненты и гидравлические схемы для управления коробкой передач 203

    6.3 Конфигурации системных контуров для управления трансмиссией 216

    6.3.1 Системные гидравлические контуры для AT предыдущего поколения 216

    6.3.2 Системные гидравлические контуры для AT с независимым контролем давления муфты 218

    6.3.3 Гидравлические контуры системы для AT с Прямое управление давлением муфты 223

    6.4 Стратегия управления трансмиссией 225

    6.4.1 График переключения трансмиссии 225

    6.4.2 Управление блокировкой гидротрансформатора 228

    6.4.3 График разблокировки-разблокировки 229

    6.4.4 Операция разблокировки-разблокировки 231

    6.4.5 Управление крутящим моментом двигателя во время переключения 233

    6.4.6 Управление процессом переключения 236

    6.4.7 Профили начального давления сцепления 238

    6.4. 8 Атрибуты начального хода поршня 239

    6.4.9 Управление переключением с обратной связью 239

    6.4.10 Управление переключением по крутящему моменту 241

    6.4.11 Диагностика системы и управление режимами отказа 245

    6.5 Калибровка системы управления трансмиссией 245

    6.5.1 Калибровка уровня компонентов 246

    6.5.2 Калибровка уровня системы 247

    Ссылки 249

    Проблема 250

    7 Бесступенчатая трансмиссия 251

    7.1 Введение 251

    7.2 Компоновка вариатора и основные компоненты 253 7.2.1 Конструкция ремня 254

    7.2.2 Входные и выходные шкивы 254

    7.2.3 Уравнение основного соотношения 255

    7.3 Анализ сил для вариатора ремня 257

    7.3.1 Силы, действующие на металлический блок 257

    7.3.2 Силы, действующие на шкивы 258

    7.3.3 Сжатие блока и натяжение кольца 262

    7.3.4 Механизм передачи крутящего момента 263

    7.3.5 Силы, действующие на весь ремень 267

    7.3.6 Связь между усилиями на входе и Выходные шкивы 268

    7.3.7 Механизм изменения передаточного числа 272

    7.4 Конструкция системы управления вариатором и управление работой 273

    7.4.1 Система управления на основе VBS 274

    7.4.2 Система управления сервомеханизмом 277

    7.4.3 Сравнение двух схем управления 285

    7.5 Стратегия управления вариатором и калибровка 287

    7.5.1 Регулировка линейного давления 287

    7.5.2 Стратегия непрерывного контроля соотношения 288

    7.5.3 Стратегия ступенчатого контроля соотношения 292

    7.5 .4 Калибровка управления вариатором 293

    Справочная информация 295

    Проблемы 296

    8 Коробки передач с двойным сцеплением 299

    8.1 Введение 299

    8.2 Расположение и основные компоненты DCT 300

    8.2.1 Трансмиссии с сухим двойным сцеплением 301

    8.2.2 Мокрые трансмиссии с двойным сцеплением 306

    8.3 Моделирование динамики транспортного средства DCT 307

    8.3.1 Уравнения движения при запуске и переключении 307

    8.4 Управление сцеплением DCT 313

    8.5 Крутящий момент сцепления Формулировка 322

    8.5.1 Корреляция между крутящим моментом муфты и управляющей переменной 322

    8.5.2 Пример корреляции крутящего момента муфты и управляющей переменной 325

    8.5.3 Алгоритм расчета крутящего момента муфты в условиях реального времени 327

    8.5.4 Практический пример алгоритма крутящего момента сцепления 328

    Ссылки 330

    Проблемы 331

    9 Электрические силовые агрегаты 333

    9.1 Основы электромобилей 333

    9.2 Текущее состояние и тенденции для электромобилей 333

    9.3 Характеристики электрической мощности Машины 336

    9.4 Машины постоянного тока 337

    9.4.1 Принцип работы машин постоянного тока 338

    9.4.2 Типы возбуждения машин постоянного тока 342

    9.4.3 Регулирование скорости машин постоянного тока 343

    9.5 Индукционные машины 347

    9.5.1 Принцип асинхронных двигателей 348

    9.5.2 Эквивалентная схема асинхронных двигателей 349

    9.5.3 Регулирование скорости асинхронной машины 352

    9.5.4 Регулирование частоты и напряжения асинхронных двигателей 354

    9.5.5 КПД и потери индукционной машины 355

    9.5.6 Полевое управление индукционной машиной 356

    9.6 Приводы двигателей с постоянными магнитами 361

    9.6.1 Базовая конфигурация двигателей с постоянными магнитами 361

    9.6.2 Основной принцип и работа двигателей с постоянными магнитами 364

    9.7 Импульсные электродвигатели с регулируемым сопротивлением 370

    Коэффициент трансмиссии EV 374

    9.9 Выводы 379

    Библиография 380

    10 Гибридные силовые агрегаты 389

    HEV серии 10,1 390

    10,2 Параллельные HEV 391

    10.3 последовательно-параллельных HEV 394

    10.4 Комплексные HEV 400

    10.4.1 Двухрежимная гибридная трансмиссия GM 400

    10.4.2 Гибридная трансмиссия с двойным сцеплением 407

    10.4.3 Гибридная трансмиссия Предложено Zhang, et al. 413

    10.4.4 Гибридная трансмиссия Renault IVT 415

    10.4.5 Двухрежимная гибридная трансмиссия Timken 416

    10.4.6 Гибридная трансмиссия Цая 419

    10.4.7 Гибридная трансмиссия с механизмом скоростной и моментной муфты 421

    10 .4.8 Toyota Highlander и Lexus Hybrid, электронный привод на четыре колеса 423

    10.4.9 CAMRY Hybrid 424

    10.4.10 Chevy Volt Powertrain 425

    10.5 Неидеальные передачи в планетарной системе 427

    10.6 Динамика планетарной передачи на основе Коробки передач 427

    10.7 Выводы 428

    Ссылки 429

    Указатель 431

    Применение систем трансмиссии для различных конфигураций трансмиссии в легковых автомобилях

    Автор (ы): Герхард Вагнер

    Филиал: ZF Getriebe GmbH, Саарбрюккен, Германия

    Страниц: 13

    Событие: Всемирный конгресс SAE 2001

    ISSN: 0148-7191

    e-ISSN: 2688-3627

    Также в: Электронные органы управления трансмиссией-PT-79, Симпозиум по трансмиссиям и системам привода 2001-SP-1598, Журнал транзакций SAE 2001 легковых автомобилей - Механические системы-V110-6

    NSK разрабатывает первый в мире датчик крутящего момента для автоматических трансмиссий | Новости | Компания

    Токио, Япония, 19 ноября 2013 г. - NSK Ltd.(NSK; штаб-квартира: Токио, Япония; президент и генеральный директор: Норио Оцука) сегодня объявила о разработке блока датчика крутящего момента, который помогает создавать более компактные, легкие и более эффективные трансмиссии, такие как АКПП (автоматическая трансмиссия) и ременной вариатор (бесступенчатая трансмиссия). ), а также уменьшают ударную нагрузку при переключении.
    NSK начнет продавать устройство производителям автомобилей и трансмиссий, чтобы коммерциализировать этот недавно разработанный модуль датчика крутящего момента.

    Одним из способов повышения топливной экономичности и комфорта автомобилей является повышение эффективности и уменьшение толчков при переключении автоматических трансмиссий.КПП и ременной вариатор передают мощность, толкая сцепление или шкив под давлением масла (OP). Оптимальное давление масла зависит от момента нагрузки трансмиссии. Если давление масла слишком низкое, мощность не будет передаваться. Однако если давление масла будет слишком высоким, эффективность передачи энергии снизится. Чтобы решить эту проблему, уровень крутящего момента определяется по величине кручения вала, а затем обеспечивается обратная связь с гидравлическими органами управления для достижения оптимального давления масла и, таким образом, повышения эффективности передачи мощности.Кроме того, скорость включения муфты трансмиссии также оптимизируется на основе обнаруженного уровня крутящего момента. Это способствует более плавной передаче мощности и снижению толчков при переключении передач от АКПП. Однако из-за уровня влияния деформации в картере трансмиссии и более низкого уровня кручения до сих пор было невозможно реализовать разрешение измерения, необходимое для управления переключением передач.

    Компания NSK разработала первый в мире датчик крутящего момента, который помогает уменьшить толчки при переключении передач и повысить эффективность автоматических трансмиссий.

    (1) Высокое разрешение (высокая точность)
    • NSK улучшила разрешающую способность, соединив вал первичной шестерни и вал вторичной шестерни с помощью компонента, который легко вращается (торсион), и удлинил торсион в осевом направлении, что позволило увеличить угол скручивания вала.
    • Компания NSK дополнительно улучшила разрешение за счет использования конструкции с двумя кодировщиками рядом друг с другом, чтобы предотвратить разницу зазоров между датчиком и кодировщиками из-за влияния деформации в коробке передач.
    (2) Повышенная прочность
    NSK повысила долговечность этого устройства за счет использования конструкции, в которой на торсион действует только скручивающая нагрузка, благодаря чему валы шестерен воспринимают изгибающую нагрузку.

    Конструкция разъединителя гидротрансформатора и обводной муфты для автоматической механической трансмиссии (Патент)

    Моршек, Т. Дж. Конструкция муфты отключения гидротрансформатора и перепускной муфты АКПП . США: Н. П., 1988. Интернет.

    Morscheck, T. J. Конструкция муфты отключения гидротрансформатора и перепускной муфты для автоматической механической коробки передач . Соединенные Штаты.

    Моршек, Т. Дж.Вт. «Конструкция разъединителя гидротрансформатора и обводной муфты для АКПП». Соединенные Штаты.

    @article {osti_6487742,
    title = {Конструкция муфты отключения гидротрансформатора и перепускной муфты для автоматической механической коробки передач},
    author = {Morscheck, T J},
    abstractNote = {В этом патенте описывается гидротрансформатор и муфта сцепления для системы привода, состоящей из преобразователя крутящего момента, в который включены первичный двигатель и входной вал механической коробки передач с переключением передач.Преобразователь крутящего момента имеет входной элемент рабочего колеса, приспособленный для привода от первичного двигателя, и выходной элемент турбины, приводимый в движение по текучей среде входным элементом. Конструкция гидротрансформатора и сцепления включает: соединительный элемент, закрепленный с возможностью вращения с входным валом механической коробки передач; первую фрикционную муфту, выборочно включаемую и отключаемую для приводного соединения и разъединения, соответственно, выходного элемента с соединительным элементом; вторая фрикционная муфта, выборочно включаемая и отключаемая для приводного соединения и разъединения, соответственно, входного элемента с соединительным элементом.Первая фрикционная муфта состоит, по меньшей мере, из одного первого фрикционного элемента, вращающегося вместе с соединительным элементом, и второй фрикционной муфты, содержащей, по меньшей мере, один второй фрикционный элемент, поддерживаемый для вращения с соединительным элементом; первую фрикционную муфту, обеспечивающую единственное приводное соединение между выходным элементом и входным валом со второй фрикционной муфтой в отключенном состоянии; и средства для независимого включения и выключения первой и второй фрикционных муфт.},
    doi = {},
    url = {https://www.osti.gov/biblio/6487742}, journal = {},
    number =,
    объем =,
    place = {United States},
    год = {1988},
    месяц = ​​{11}
    }

    Мир трансмиссий: повышение производительности и эффективности

    Как известно, стандартный современный автомобиль приводится в движение двигателем внутреннего сгорания.Мощность, вырабатываемая в двигателе, передается на колесо через трансмиссию, при этом частота вращения двигателя имеет значительные разветвления для уровня и эффективности передаваемой мощности. Роль трансмиссии здесь состоит в том, чтобы оптимизировать число оборотов двигателя в соответствии с режимом движения транспортного средства, чтобы обеспечить эффективность передачи мощности. Другими словами, трансмиссия обеспечивает эффективное достижение автомобилем желаемого уровня мощности, а также гарантирует, что двигатель не перегружен.

    Развитие трансмиссии совпало с развитием двигателя в том смысле, что оба они развивались в основном ради эффективности и производительности. Однако в последнее время в трансмиссии появились более качественные инновации, такие как создание определенного ощущения от вождения или обеспечение так называемых «эмоциональных качеств». Благодаря этому постоянному развитию производители автомобилей диверсифицировали свои предложения трансмиссий, чтобы лучше соответствовать концепции своих моделей автомобилей. Современные автомобильные трансмиссии теперь сильно различаются по конструкции, что приводит к различиям в методах передачи мощности, диапазоне допустимого крутящего момента, эффективности и т. Д.

    Однако производители автомобилей не собираются строить трансмиссии внутри компании, поскольку сложность детали затрудняет ее проектирование и производство. Даже производители, которые создают свои собственные двигатели, обычно передают трансмиссии на аутсорсинг. Но благодаря своим обширным ноу-хау в разработке трансмиссий Hyundai Motor Group может похвастаться похвальными возможностями проектирования и производства собственных трансмиссий. Здесь мы рассмотрим модельный ряд Hyundai, чтобы лучше понять отличительные характеристики различных трансмиссий.

    Механические трансмиссии: совершенство в передаче мощности Механическая трансмиссия популярна среди закаленных автомобильных маньяков.

    Механические трансмиссии (МКПП) многие любили уже довольно давно. Традиционные по стилю и интуитивно понятные по дизайну, МТ когда-то были незаменимым продуктом в подавляющем большинстве автомобилей, прежде чем появились более удобные автоматические трансмиссии (AT). Однако даже сегодня МТ имеют существенные преимущества перед АТ в некоторых аспектах. Во-первых, трансмиссионные трансмиссии более эффективны в передаче мощности благодаря конструкции, в которой диск сцепления и нажимной диск сцепления напрямую блокируются.Эта структура также приводит к характерному ощущению переключения передач механической коробки передач, которое более отзывчиво, чем у АКПП. Ряд команд для ручного переключения передач ― нажатие на педаль сцепления и маневрирование рукояткой переключения передач ― также многими цитируется как добавление удовольствия в вождение.

    Hyundai i30 популярен в Европе, на континенте, где потребители наиболее благосклонны к автомобилям с автомобилями MT. Таким образом, автомобили

    MT предпочитают потребители, которые стремятся к большей отзывчивости, а также к удовольствию от вождения.Показательный пример: эти два элемента являются причиной того, почему Hyundai High-performance Veloster N поставляется с моделью 6MT. Hyundai i30, популярный на европейском рынке, также поставляется с опцией MT, чтобы лучше понравиться европейским потребителям, которые более благосклонны к MT, чем на любом другом континенте. Наконец, эффективность МТ делает их отличным кандидатом для небольших коммерческих автомобилей. Hyundai Porter II и Kia Bongo III по умолчанию поставляются с механическими коробками передач, что отражает потребность сегмента в экономичности.Опция MT доступна для определенных городских и небольших автомобилей, таких как Hyundai Avante 1.6 Gasoline и Venue, а также Kia's Morning 1.0 Gasoline.

    Автоматические трансмиссии: плавность хода Многие предпочитают автоматическую трансмиссию из-за ее плавного, линейного ощущения при ускорении.

    Автоматические трансмиссии (AT), наиболее распространенные на сегодняшний день трансмиссии, предлагают плавное, относительно безударное переключение передач, обеспечивающее линейное ускорение. и более комфортная езда.Эти характеристики являются результатом работы гидротрансформатора, в котором для передачи мощности используется жидкость для автоматической коробки передач. Из-за сопротивления, присущего гидротрансформатору, AT обычно имеют более низкую эффективность в передаче мощности, хотя AT Hyundai Motor Group спроектированы с многоуровневой структурой скоростей (6 скоростей и более) и оптимизированными системами управления трансмиссией, которые компенсируют эту потерю эффективности до степень. 8-ступенчатые АКПП

    FWD обычно применяются в сегменте среднего размера и выше.

    Обладая опытом независимой разработки 4-ступенчатых и 5-ступенчатых автоматических трансмиссий FWD в качестве основы, Hyundai Motor Group расширила линейку AT, включив в него 6-ступенчатые и 8-ступенчатые модели FWD, а также 8-ступенчатые RWD. 6-ступенчатая АКПП, которая может использовать относительно небольшое количество энергии более эффективно, является выбором для сегментов малого и среднего размера, в то время как 8-ступенчатая АКП применяется в автомобилях среднего или выше сегмента, которые могут предложить достаточно мощности для Воспользуйтесь всеми преимуществами многоскоростной трансмиссии.AT

    RWD, которые обычно устанавливаются на модели премиум-класса, должны соответствовать строгим стандартам контроля качества. AT

    FWD и RWD имеют одинаковый принцип работы, но также имеют некоторые существенные отличия. Автомобили с передним приводом сделаны достаточно компактными, чтобы их можно было разместить в машинном отделении, чтобы они могли легко передавать мощность на передние колеса. С другой стороны, задний привод AT должен передавать мощность на задние колеса по вертикальной оси, поэтому они располагаются посередине кузова автомобиля и имеют большие размеры.Заднеприводные трансмиссии также должны соответствовать строгим стандартам контроля качества, таким как уровень шума, вибрации, эффективности передачи мощности и ощущения переключения передач, отчасти потому, что они передают мощность через карданный вал, который может излучать шум и вибрацию на кузов автомобиля. В модельном ряду Hyundai Motor Group 8-ступенчатая RWD AT устанавливается на все модели Genesis, а также на Kia K9, Stinger и Mojave.

    Технология ASC: улучшение характеристик гибридных автомобилей Шестиступенчатые АКПП Hyundai Sonata Hybrid оснащены технологией ASC, в которой используется двигатель для уменьшения как ударов при переключении передач, так и их продолжительности.AT

    , устанавливаемые на параллельные гибридные автомобили, обычно не имеют преобразователей крутящего момента; Поскольку основная цель гибридных транспортных средств - экономия топлива, использование на них низкоэффективных преобразователей крутящего момента несколько противоречит указанной цели. Но снятие гидротрансформатора означает, что его основная функция ― уменьшение толчков при переключении передач и продолжительности также сводится на нет. Для решения этой проблемы Hyundai Motor Group разработала и применила первую в мире технологию Active Shift Control (ASC) на AT, установленных на ее гибридных автомобилях, а именно Hyundai Sonata Hybrid и Kia K5 Hybrid.

    ASC использует двигатель, расположенный между двигателем и трансмиссией, для контроля оборотов двигателя со скоростью 500 раз в секунду; Затем он соответствующим образом соответствует частоте вращения трансмиссии, чтобы переключение передач было более плавным и быстрым. Время переключения передач стало на 30% быстрее, с 500 мс в предыдущих моделях до 350 мс в моделях с ASC. Это означает, что жертва топливом, которая раньше считалась неизбежной в гибридных автомобилях, была успешно уравновешена.

    IVT: выбор для максимальной экономии топлива. IVT используют в качестве основы характерную высокую эффективность бесступенчатых трансмиссий и улучшают ее, изменяя отзывчивость и ощущение переключения передач.

    Теоретически, более скоростные трансмиссии позволяют более эффективно использовать мощность двигателя. Но поскольку вес и объем соответственно увеличиваются, увеличивать скорость передачи на неопределенное время нереально. CVT (бесступенчатая трансмиссия) использует уникальную конструкцию для преодоления этого ограничения: как следует из названия, он непрерывно меняет скорость передачи, чтобы соответствовать оборотам в минуту, оптимальным для выходной мощности и эффективности двигателя. CVT имеют конструкцию, в которой два шкива, соединенные с выходным валом двигателя и приводным валом, связаны ремнем.Ремень сжимается и расширяется, чтобы изменить диаметр шкивов, тем самым изменяя передаточное число.


    Но вариатор не лишен недостатков: шкивы и ремень часто скользят друг относительно друга. Это проскальзывание особенно заметно в металлических ремнях, применяемых в вариаторах, установленных на небольших автомобилях, где шкивы оказывают давление на узкую область на стороне ремня для регулировки диаметра. В системе Smartstream IVT Hyundai Motor Group используется цепной ремень, первый в своем роде в этом сегменте, для решения этой проблемы, сохраняя при этом преимущества вариатора.Основным преимуществом цепного ремня является то, что он использует натяжение ремня для регулировки диаметра шкива, что исключает случаи проскальзывания, а также повышает эффективность передачи мощности. Kia K3 с системой Smartstream IVT показал улучшение экономии топлива на 4,2% и снижение потерь мощности двигателя на 5-8%.

    Кроме того, вариаторы обычно поддерживают фиксированную частоту вращения двигателя при увеличении скорости автомобиля, заставляя водителей чувствовать, как будто двигатель работает на холостом ходу. Чтобы решить эту проблему, Smartstream IVT воспроизводит схему переключения передач механической коробки передач, которая лучше отражает намерения водителя и условия вождения, что в целом делает его более отзывчивым.Вместо того, чтобы не иметь заданной скорости передачи (как в вариаторах), водитель может также воспользоваться преимуществами виртуальных скоростей передачи, генерируемых IVT по мере необходимости, что делает большую работу по приближению забавного ощущения от MT. Smartstream IVT устанавливается на Hyundai Avante and Venue и Kia K3.

    DCT: сочетание только плюсов механической и автоматической коробки передач 8DCT мокрого типа, установленная на Kia Sorento 2.2 Diesel, может похвастаться эффективностью передачи мощности 93,8%.

    Коробка передач с двойным сцеплением (DCT) добавляет к механической муфте привод для управления муфтой и процессом переключения передач, по сути, он использует структуру механической коробки передач при автоматизации аспекта управления.Поскольку его структура аналогична структуре MT, он обеспечивает такую ​​же эффективность в передаче мощности, а также в ощущении отзывчивости при переключении передач. DCT может похвастаться самым быстрым переключением передач из всех, потому что его два сцепления (одно для нечетных скоростей, а другое для четных) вращаются, готовясь к следующему переключению передач. В целом DCT можно назвать сочетанием только хороших сторон AT и MT.

    В зависимости от внутренней структуры DCT делится на категории мокрого и сухого типа.В мокром типе используются однодисковые муфты, а тепло трения, выделяемое при переключении передач, охлаждается воздухом. Эта простая конструкция обеспечивает относительно небольшой объем и вес, что улучшает показатели эффективности автомобиля. Среди моделей Hyundai Motor Group, Hyundai i30, Veloster и Tucson 1.6 Turbo и 1.6 Diesel, а также Kia K3 GT, Seltos и Sportage 1.6 Diesel поставляются с сухим типом 7DCT.

    DCT мокрого типа использует гидравлический масляный насос, который циркулирует масло для смазки и охлаждения.Вместе с многодисковым сцеплением DCT мокрого типа может реагировать на более высокие крутящие моменты, что приводит к повышению комфорта езды.

    DCT мокрого типа использует гидравлический масляный насос для циркуляции масла, которое охлаждает многодисковые муфты. Смазывающее масло также охлаждает тепло и снижает трение и удары при переключении передач. DCT мокрого типа в основном устанавливается на высокопроизводительные модели из-за его способности реагировать на более высокие крутящие моменты. 8DCT мокрого типа на Kia Sorento 2.2 Diesel кажется таким же плавным, как и AT; в то же время его максимально допустимый крутящий момент увеличился на 58% по сравнению с 7DCT сухого типа, а его эффективность передачи мощности составляет колоссальные 93.8%.

    Veloster N поставляется с N DCT, который добавляет отдельную логику управления переключением передач к 8DCT, чтобы максимизировать динамическую чувствительность и производительность этого мощного автомобиля.

    Veloster N 2020 установлен с N DCT, который основан на 8DCT мокрого типа. N DCT имеет отдельный алгоритм управления переключением передач, который максимально увеличивает динамическую чувствительность и производительность Veloster N в различных дорожных ситуациях. Например, при переключении на повышенную передачу частота вращения двигателя регулируется для создания ощущения толчка (ощущение, что автомобиль толкает вперед, что характерно для ручного переключения передач), заставляя водителя чувствовать, как будто он ехал с ручным переключением передач. коробка передач.Он также предлагает функцию Launch Control, которая разгоняет автомобиль до максимальной мощности сразу после запуска, помогая Veloster N разгоняться от нуля до шестидесяти всего за 5,6 секунды, что на 0,5 секунды быстрее, чем в модели MT. Время, необходимое для разгона с 80 км / ч до 120 км / ч (так называемое ускорение при обгоне), также на 0,3 секунды быстрее в модели N DCT, чем в модели MT, если предположить, что последняя управляется опытными водителями MT.

    DCT конструктивно аналогичен MT, что делает его столь же превосходным по эффективности передачи мощности и отзывчивости переключения.

    Как мы уже говорили, трансмиссии сильно различаются по своим характеристикам в зависимости от их типа: MT, AT, IVT, DCT и так далее. Когда выбирается трансмиссия, которая лучше всего подходит для двигателя и характеристик модели, качество автомобиля и удовлетворенность водителя возрастают; Другими словами, независимо от того, насколько хорош двигатель автомобиля, трансмиссия должна поддерживать его. Hyundai Motor Group продолжит прилагать усилия в своих исследованиях и разработках для расширения и развития своей разнообразной линейки трансмиссий, чтобы гибко удовлетворять не только потребности потребителей в улучшенных характеристиках, эффективности и комфорте, но и требования правительства по все более строгим экологическим нормам.

    Конструкция трансмиссии семиступенчатой ​​планетарной передачи AT на основе рычажного метода

    [1] Гуанцян Ву, Сяньань Сунь: Обзор развития автомобильной автоматизированной трансмиссии, Журнал Университета Тунцзи (естественные науки), 38 (10), 2010, 1478-1483, на китайском языке.

    [2] Бенфорд Х. Л., Лейзинг М. Б. Аналогия с рычагом: новый инструмент в анализе трансмиссии. Технический документ SAE, (1981).

    DOI: 10.4271/810102

    [3] Чжунъи Хуанг, Синхуа Ли: Использование метода аналогии с рычагом для автоматической трансмиссии легкового автомобиля, Техника системы привода, 16 (3), 2002, 18-25, на китайском языке.

    [4] Минфу Ю, Чживэй Ли, Вэй Гань и Цифэн Гао: Разработка схемы трансмиссии для 8-ступенчатой ​​АКПП на основе рычажного метода, China Mechanical Engineering, 23 (23), 2012, 2801-2804, на китайском языке.

    [5] М.Ф. Вы, G.Q. Хоу, М.Ю. Ван: Анализ схемы трансмиссии 9-ступенчатой ​​автоматической трансмиссии на основе метода рычага расхода, Advanced Materials Research, 2014, 945: 811-817.

    DOI: 10.4028 / www.scientific.net / amr.945-949.811

    [6] Дж.Дж. Ли, Дж. Х. Ли: Исследование AT на основе метода рычага, Advanced Materials Research, 2014, 989: 2955-2958.

    Выделенная гибридная трансмиссия

    | Симпозиум Schaeffler 2018

    Гибридная трансмиссия

    Специальная гибридная трансмиссия

    Как трансмиссия становится трансмиссией

    Андреас Кинигаднер
    Кристиан Лауингер
    Мартин Ворнем

    И.Введение

    Подключаемые к сети гибридные автомобили сочетают в себе вождение без вредных выбросов на местном уровне с низким расходом топлива в гибридном режиме и большим удовольствием от вождения. В дополнение к этому, более строгие законодательные требования приведут к увеличению емкости аккумулятора и электрической мощности по мере увеличения производительности. Это приводит к большим трудностям в отношении пространственной интеграции и общей конструкции приводных передач этих типов. Более высокая стоимость электрических компонентов заставляет использовать любую возможность для упрощения технического проектирования.

    Низкое общее количество гибридных транспортных средств привело к тому, что электропривод в основном представляет собой компоновку P2 между двигателем внутреннего сгорания и трансмиссией, а компоненты классической трансмиссии остаются в основном такими же. Ожидание увеличения количества означает, что оптимизация всей системы становится приоритетом [1]. Это также включает возможность упрощения механической трансмиссии, возможно, путем удаления задней передачи и интеграции по крайней мере одного из электродвигателей в трансмиссию, чтобы полностью взять на себя эту функцию.Эти концепции передачи являются примерами выделенной гибридной передачи (DHT) [2].

    Специальные гибридные трансмиссии могут быть разработаны на основе существующих концепций трансмиссий, то есть трансмиссий с двойным сцеплением, планетарных автоматических трансмиссий (AT), бесступенчатых трансмиссий (CVT) или автоматизированных механических коробок передач. Электродвигатель становится частью трансмиссии и затем может быть подключен к различным (приводным) валам, см. Рисунок 1.В дополнение к параллельным (или последовательным) гибридным режимам можно достичь одного или нескольких режимов разделения мощности при использовании планетарного редуктора.

    Рисунок 1 Функция специализированных гибридных трансмиссий с одним или двумя электродвигателями

    Многие приводные конструкции могут включать в себя более одного электродвигателя и, таким образом, обеспечивать ряд различных способов удовлетворения конкретных требований.Как и в случае концепций с одним электродвигателем, возникает основной вопрос, достигается ли требуемый комфорт с помощью бесступенчатой ​​работы, например, путем разделения мощности или последовательной работы. Поскольку при работе двигателя внутреннего сгорания необходимо поддерживать высокий КПД подключаемых гибридов, для этого требуется соответствующий разброс передаточных чисел.

    Две конструкции, каждая с одним электродвигателем, выбраны для этого исследования, чтобы уменьшить сложность системы.

    Первый концепт основан на вариаторе, который отличается высоким уровнем комфорта и хорошей динамикой; планетарный редуктор заднего хода и соответствующие переключающие элементы здесь не используются. Вторая концепция основана на автоматизированной механической коробке передач и предназначена, прежде всего, для таких рынков, как Китай и Европа, где ступенчатые трансмиссии достигают значительных объемов.

    II. Специальные гибридные трансмиссии с бесступенчатым регулированием передаточного числа

    Schaeffler разрабатывает и производит ключевые компоненты для бесступенчатых трансмиссий почти 20 лет, поставив за этот период более 12 миллионов цепей и более четырех миллионов комплектов шкивов.Компания Schaeffler значительно расширила модульную концепцию цепи бесступенчатой ​​трансмиссии, и теперь ее диапазон простирается от компактной цепи 05 до цепи 08, которая может выдерживать моменты более 500 Нм [3]. Цепь 05 впервые используется в вариаторе с крутящим моментом 180 Нм, который Hyundai Motors вводит в серийное производство в ближайшем будущем, см. Рис. 2. Она отличается высокой удельной мощностью и очень хорошей эффективностью при небольшом пространстве. [4]. Небольшой шаг цепи обеспечивает очень хорошие акустические характеристики.Благодаря многолетнему развитию массового производства комплектов шкивов вариатора и гидравлики вариатора, компания Schaeffler также обладает детальными знаниями в области проектирования систем бесступенчатых трансмиссий.

    Рисунок 2 Трансмиссия вариатора Hyundai Motors с цепью Schaeffler 05

    III. Вариатор DH в схеме P2

    Основные характеристики бесступенчатой ​​передачи усилия особенно хорошо подходят для передачи мощности электродвигателю, рабочие точки которого также можно свободно выбирать в широком диапазоне скоростей.В дополнение к этому, вариатор также позволяет двигателю внутреннего сгорания работать эффективно.

    Бесступенчатые трансмиссии с дополнительным электродвигателем на стороне двигателя уже производятся серийно. Однако в этих трансмиссиях для движения задним ходом используется планетарный ряд. В будущем станет возможным добиться обратного движения исключительно с помощью электродвигателя за счет увеличения крутящего момента в электроприводе и большей емкости аккумулятора.Это обходится без планетарной передачи, привода, необходимого для переключения передачи, и сцепления. Характеристики электродвигателя позволяют снимать и преобразователь крутящего момента. Все остальные операции соответствуют классической гибридизации P2, см. Рисунок 3.

    Рисунок 3 Режимы работы вариатора DH с электроприводом заднего хода

    В показанном здесь вариаторе DH CVT электродвигатель имеет пиковую мощность 80 кВт и максимальный крутящий момент 330 Нм и полностью встроен в корпус трансмиссии, см. Рисунок 4.Таким образом достигается компактная длина осевого сечения около 340 мм. По сравнению с другими гибридными трансмиссиями этого класса производительности и с архитектурой P2 эта осевая длина представляет собой нижний предел.

    Рисунок 4 Поперечное сечение и конструкция DH CVT

    Влияние коэффициента спреда на потребление исследовалось отдельно. При коэффициенте разброса до 7 наблюдается доказанный и заметный выигрыш в расходе без снижения разгонной способности.Поэтому для концепции был выбран коэффициент спреда 7. После установки второго шкива вариатор можно отделить от колеса с помощью кулачковой муфты. Это означает, что аккумулятор можно заряжать даже на неподвижном автомобиле. Это аварийная функция, позволяющая двигаться задним ходом только после короткого периода зарядки, когда аккумулятор полностью разряжен.

    Гидравлика, включающая механический насос высокого давления, обычно используется в обычных вариаторах.Исходя из цикла потребления WLTC, примерно одна треть потерь энергии происходит в насосе. Причина этого заключается в том, что размер насоса рассчитан на экстремальные условия движения, такие как быстрая регулировка вариатора после переключения на пониженную передачу. Кроме того, по мере увеличения степени гибридизации становится необходимым наличие дополнительного электрического насоса.

    Электрификация трансмиссии позволяет спроектировать приводную технику для зажима и переключения передач, которая также будет значительно более энергоэффективной.Новая технологическая концепция приводов Schaeffler является логическим продолжением существующих подходов [5]. Он предлагает разделить функции «зажима» и «переключения» и установить два электропривода насоса (EPA), которыми можно управлять по мере необходимости. Для приводов предусмотрены двигатели BLDC. Другой электрический масляный насос обеспечивает охлаждение и смазку компонентов трансмиссии. Таким образом, средняя потребляемая мощность насосов WLTC снижается с 340 Вт для стандартной гидравлики до 61 Вт для приводов EPA.Это представляет собой экономию потребления примерно на 4% для WLTC, см. Рисунок 5. Компоненты в модели трансмиссии CVT характеризуются измерениями. Таким образом, в моделирование включены карты данных для двигателя внутреннего сгорания, многодискового сцепления с мокрым ходом и электродвигателя с силовой электроникой и литий-ионным аккумулятором. Данные измерений для различных условий эксплуатации также используются для вариатора, гидравлики и подшипников. Приводы EPA и их электродвигатели описаны с помощью существующих карт данных.

    Рисунок 5 Сравнение требований к мощности стандартного гидроагрегата с исполнительной техникой EPA

    При использовании инновационной концепции EPA в гибридной трансмиссии необходимо определить конкретные дорожные ситуации, которые имеют отношение к конструкции приводов насосов и их силовой электроники. К ним относятся ускорение при полной нагрузке и связанные с ним быстрые изменения передаточного числа или ситуации с постоянной максимальной нагрузкой крутящего момента на вариаторе.

    Клапан быстрого переключения используется для того, чтобы сбрасывать насос переключения с высоким объемным потоком из первичного шкива, установленного во время событий быстрого поворота вариатора, см. Рис. 6. Он либо управляется электронно, либо регулируется с помощью объемного потока через насос переключения. Клапан быстрого переключения позволяет использовать один и тот же электродвигатель для обоих приводов. Предварительная нагрузка на привод зажима с использованием давления охлаждающего масла улучшает эффективность и динамику.

    Рисунок 6 Гидравлический агрегат DH CVT с инновационной технологией привода EPA

    На рис. 7 слева показан пример зависимости от времени передаточного числа вариатора и входного крутящего момента вариатора во время быстрой регулировки вариатора в результате быстрого нарастания крутящего момента после опрокидывания.На рисунке 7 справа показаны рабочие точки двух электродвигателей EPA для одной и той же ситуации. Из-за выбранной конструкции максимальная мощность двигателя для каждого привода в этой ситуации составляет примерно 200 Вт. Сплошной линией отмечена максимальная непрерывная механическая мощность электродвигателей, достигающая в угловой точке примерно 450 Вт.

    Рисунок 7 Маневр опрокидывания. Слева: зависимость передаточного числа и крутящего момента вариатора от времени.Справа: потребление мощности для обоих приводов EPA (пунктирная линия) и максимальная непрерывная механическая мощность для электродвигателей В предыдущем разделе показано, что инструменты моделирования, разработанные Schaeffler, позволяют найти оптимальный размер насоса, двигателей и электроники привода. для конкретных требований заказчика. Компактный EPA позволяет реализовать такие высокоэффективные концепции срабатывания бесступенчатой ​​трансмиссии.

    IV. Специализированные гибридные приводы на базе автоматизированных механических коробок передач: Dedicated Hybrid Shift Transmission (DH-ST)

    Schaeffler с 1997 года поставляет решающие электромеханические подсистемы, которые преобразуют обычные механические коробки передач в автоматизированные механические коробки передач и DCT.Срабатывание сцепления было разработано для разных технологий [6], а также срабатывание переключателя передач.

    На основе этого опыта серийного производства в настоящее время разрабатывается новая концепция трансмиссии. Это позволяет использовать преимущества автоматизированной механической коробки передач в электрифицированном приводе. Сложность и стоимость меньше по сравнению с коробкой передач P2 с двойным сцеплением. Отсоединяющая муфта (K0) между двигателем P2 и коленчатым валом, а также одна из двух двойных муфт, а также один приводной вал с подшипниками и шестернями больше не используются.Это также снижает усилие срабатывания. С функциональной точки зрения переключение мощности достигается за счет взаимодействия двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя. Следовательно, мощность электродвигателя равна или больше, чем у двигателя внутреннего сгорания. Изображенная конструкция сочетает в себе шестиступенчатую коробку передач с мощным электродвигателем (пиковая мощность 147 кВт). Трансмиссия работает всего с пятью зубчатыми передачами на двух валах. Разброс передаточного числа равен 6, что позволяет преодолевать подъемы более 25% и скорость транспортного средства более 200 км / ч.Рис. 8. В результате получается компактный осевой диапазон 410 мм, который совместим с диапазоном типичной трансмиссии с поперечным расположением передних колес с крутящим моментом 350 Нм.

    Рис. 8 Поперечное сечение и конструкция DH ST 6 + 2 с шестью двигателями внутреннего сгорания и двумя электрическими редукторами

    Передачи можно разделить на две частичные передачи. Электродвигатель, работающий параллельно двигателю внутреннего сгорания, работает в одной из частичных трансмиссий.Он интегрирован в конструкцию трансмиссии таким образом, что он имеет два передаточных числа, доступных через две пары шестерен, см. Рис. 9. Две ступени редуктора доступны в другой частичной трансмиссии, когда система работает только с двигателем внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания также может использовать частичную передачу электрического пути либо напрямую, либо через передаточное число, задействуя две дополнительные колесные пары. Они образуют тип передачи с умножением между двумя частичными передачами.Это означает, что доступны еще четыре передачи. Таким образом, двигатель внутреннего сгорания может работать с шестью передачами, а электродвигатель - с двумя скоростями. Поскольку одна колесная плоскость используется дважды, для шести передач требуется только 5 колесных плоскостей.

    Рисунок 9 Схема трансмиссии для гибридной трансмиссии с шестью двигателями внутреннего сгорания и двумя электрическими шестернями

    Эта комбинация одной муфты и трех элементов переключения позволяет достичь других условий движения и потоков мощности, например, чисто электрической передачи заднего хода.Выбор передачи осуществляется с помощью одного привода, который также может управлять блокировкой парковки.

    Существенным преимуществом этой конструкции является то, что тяговое усилие может быть увеличено электродвигателем во время переключения двигателя внутреннего сгорания. Эта структура обеспечивает полностью электрическое движение, аналогичное существующим электрическим приложениям, работающим исключительно от батарей. После переключения режимов с электрического на гибридное вождение и соответствующего запуска двигателя внутреннего сгорания электродвигатель можно переключить на вторую передачу.Это позволяет комфортно переключаться на высшие передачи за счет увеличения тягового усилия. При высоких скоростях движения шесть передач, используемых в двигателе внутреннего сгорания, и вторая электрическая передача обеспечивают благоприятный расход топлива и снижение шума.

    При проектировании трансмиссии предполагалось, что целевая максимальная скорость превышает 200 км / ч и что электрическое движение до 140 км / ч также должно быть возможным. Если цель ускорения и, при необходимости, требования к комфорту переключения передач при высоком положении педали акселератора уменьшены, можно использовать электродвигатели меньшего размера.Ориентированный на стоимость вариант с пиковой электрической мощностью, например, 100 кВт (максимальный крутящий момент 170 Нм) возможен в дополнение к варианту исполнения трансмиссии, см. Рисунок 10.

    Рис. 10 Зависимость крутящего момента оси от скорости движения для двух вариантов электродвигателя (147 и 100 кВт), а также двух различных ступеней передаточного числа в электрических передачах

    Существует базовое предположение, что гибридные автомобили с подзарядкой от электросети преодолеют значительные расстояния в электрическом режиме при достаточной емкости аккумулятора.За пределами определенной скорости движения или требуемого крутящего момента двигатель внутреннего сгорания может запускаться в зависимости от заряда аккумулятора. Это достигается за счет предварительного выбора подходящей передачи и замыкания фрикционной муфты. Поэтому шестеренчатый стартер не требуется, см. Рисунок 11. Как только двигатель внутреннего сгорания достигает крутящего момента, электродвигатель можно переключать вверх. Кроме того, точка переключения с первой на вторую электрическую передачу может регулироваться в зависимости от условий нагрузки.

    Рисунок 11 Выбор передачи двигателя внутреннего сгорания и процесс запуска

    Возможны другие варианты решения DH ST.Можно использовать коаксиальный электродвигатель или уменьшить количество передач для двигателя внутреннего сгорания до трех или даже до такой степени, что сцепление больше не требуется, поскольку запуск транспортного средства осуществляется исключительно через электродвигатель.

    В. Потенциал движения и расхода топлива

    Для того, чтобы количественно оценить ходовые качества и снижение расхода топлива, которое должно быть достигнуто с помощью специализированных гибридных трансмиссий, компания Schaeffler выполнила комплексную серию моделирования.Моделирование потребления было выполнено на основе WLTC. Они созданы на базе подключаемого гибридного автомобиля сегмента D массой 1670 кг с турбобензиновым двигателем 1,4 л (максимальный крутящий момент 250 Нм). Емкость литий-ионного аккумулятора для определения запаса хода составляет 8,7 кВтч. Подходы, описанные выше для DH CVT и DH ST, сравниваются на рис. 12 с гибридной 6-ступенчатой ​​коробкой передач с двойным сцеплением и трансмиссией с разделением мощности.

    Рисунок 12 Сравнение топливной экономичности различных гибридных приводов в режиме поддержания заряда

    Здесь также используются карты данных

    , поскольку в этих симуляциях уделялось очень большое внимание точности модели.Так, например, гибридизированная трансмиссия с двойным сцеплением и многодисковыми сцеплениями с мокрым ходом из массового применения с технологией привода, оптимизированной для повышения эффективности [7], измеряется на испытательном стенде, а затем масштабируется карта данных. Стратегии переключения для различных трансмиссий с двойным сцеплением с мокрым ходом также уже известны из всесторонних испытаний транспортных средств. Модель также сравнивается с этими стратегиями.

    Если необходимо поддерживать условия зарядки, то две концепции Schaeffler превосходят гибридный привод с шестиступенчатой ​​коробкой передач с двойным сцеплением и трансмиссию с разделением мощности: примерно с 4.Вариатор 3 л / 100 км превосходит трансмиссию 6 + 2 примерно с 4,5 л / 100 км. Основная причина этого заключается в том, что двигатель внутреннего сгорания может работать с большим разбросом передаточных чисел в более благоприятных рабочих областях. Таким образом, отсутствуют потери от преобразования мощности, которые возникают в концепциях разделения мощности.

    Такая очень положительная оценка концепции вариатора может стать неожиданностью. Недавно опубликованное исследование [8] платформы автомобилей B-сегмента показало, что современные бесступенчатые трансмиссии и трансмиссии с двойным сцеплением обладают сопоставимой эффективностью.Это также было подтверждено собственными исследованиями. Из-за перехода от традиционной гидравлики к EPA «мощность по запросу» компоненты с наибольшим потреблением энергии больше не включаются в вариатор, см. Рисунок 5. Улучшение потребления в гибридном режиме и в электрическом диапазоне вариатор DH основан на соответствующем повышении эффективности. Оптимизация гидроагрегата как необходимый шаг для будущей конкурентоспособности вариатора также рассматривается в [9]. При полностью электрическом вождении специальные гибридные трансмиссии обеспечивают максимальную дальность хода в ходе WLTC.С другой стороны, значение для DH CVT, равное 55,4 км, несколько лучше, чем значение для DH ST 6 + 2, равное 54,9 км, что свидетельствует о преимуществах технологии исполнительных механизмов EPA для DH CVT. Кроме того, электродвигатель в DH CVT может использовать разброс передаточного числа 7 из-за компоновки P2, тогда как DH ST 6 + 2 работает очень эффективно с использованием механических шестерен.

    Сравнение значений характеристик автомобиля для разгона от 0 до 100 км / ч при полностью электрической нагрузке показывает, что DH ST достигает наилучшего значения 6.8 секунд со значительным отрывом. Однако в этом нет ничего удивительного, поскольку электродвигатель, используемый в этой концепции, безусловно, самый мощный (147 кВт). Специализированный гибридный вариатор и гибридная трансмиссия с двойным сцеплением практически идентичны с точки зрения точности модели.

    Для разгона при полной нагрузке с использованием электродвигателя и двигателя внутреннего сгорания DH ST 6 + 2 достигает наилучшего результата в 5,9 секунды благодаря высокой выходной мощности системы в 220 кВт.Время работы вариатора DH составляет 6,4 секунды, что аналогично текущему результату гибридной трансмиссии с двойным сцеплением.

    На рисунке 13 показаны дополнительные критерии для сравнения специальной гибридной трансмиссии с серийно выпускаемыми автомобилями в настоящее время. Концепция, основанная на вариаторе, является конкурентоспособным решением для среднего и высшего сегментов автомобилей и внедорожников не только на азиатских рынках. Он сочетает в себе высокий уровень комфорта с небольшими требованиями к осевому пространству и может быть относительно легко масштабирован для различных выходов системы.Специальная гибридная трансмиссия DH ST 6 + 2 представляет собой простое, одинаково убедительное решение для создания динамичных и эффективных гибридных трансмиссий для малых и средних транспортных средств, а также компактных внедорожников.

    Рисунок 13 Критерии с распределением по рынкам и сегментам для DH CVT и DH ST

    VI. Резюме и прогноз

    Специальные гибридные приводы обладают значительным потенциалом для дальнейшего повышения эффективности и динамики движения подключаемых гибридных автомобилей.Сосредоточение внимания на использовании в гибридных транспортных средствах позволяет улучшить характеристики системы, одновременно снижая общую сложность трансмиссии.

    Представленные здесь гибридные трансмиссии на основе вариатора представляют собой логическое дальнейшее развитие нынешней компоновки P2. Механическая передача заднего хода, которая обычно достигается с помощью планетарного ряда, полностью отсутствует. Новая концепция в технологии приводов, основанная на отдельных приводах насосов, обеспечивает дальнейшее значительное снижение гидравлических потерь и, следовательно, высокий уровень эффективности.

    Специальная гибридная трансмиссия

    Schaeffler на основе автоматизированной механической трансмиссии развивает концепцию трансмиссии на шаг вперед, предлагая очень компактную конструкцию с шестью ступенями передаточного числа для двигателя внутреннего сгорания и двумя передачами для электродвигателя. Механический силовой тракт обеспечивает очень высокий общий КПД трансмиссии.

    Обе концепции, обсуждаемые здесь, DH CVT и DH ST 6 + 2, ни в коем случае не являются последним словом в области технологии гибридных трансмиссий.Они открывают привлекательные возможности для совместной работы в области разработки трансмиссий.

    Литература

    [1] Гуцмер П.: На будущее двигателей сильно влияют трансмиссии. 36-й Международный Wiener Motorensymposium, 2015

    [2] Фишер, Р .: Специальные гибридные трансмиссии - новая категория трансмиссий. В: Отчет конференции 14. Internationales CTI-Symposium, Берлин, 2015

    [3] Teubert, A.: Как построить лучший вариатор; Отчеты VDI 2276 (2016) 791

    [4] Цой Б.Д .: Разработка нового высокоэффективного вариатора для компактных автомобилей. В: Отчет о конференции 11-го симпозиума CTI, Нови (США), 2017

    [5] Marquenie, L., Clephas, T.T.G., van Rooij, J.H.M .: Разработка усовершенствованного электрогидравлического привода вариатора. В: VDI Reports 2276 (2016) 859

    [6] Kroll, J .; Hausner, M .; Сибахер, Р .: Миссия Сокращение выбросов CO₂: будущее механической трансмиссии.В: Отчет о конференции 10. Schaeffler Kolloquium, Баден-Баден, 2014 г.

    [7] Шинбори, И .: Трансмиссия со встроенным электродвигателем для гибридного электромобиля. В: Отчет конференции 12-го Международного симпозиума CTI Автомобильные трансмиссии, приводы HEV и EV, Берлин, 2013 г.

    [8] Hellenbroich, G., Janssen, P., Steinberg, I.: CVT в сравнении с другими концепциями трансмиссии. В: VDI Reports 2276 (2016) 767

    [9] Като, К .