Общее устройство трансмиссии

Устройство автоматической коробки передач АКПП автомобиля

Изобретение автоматической коробки передач стало внушающим шагом к совершенствованию трансмиссии автомобиля. Применение АКПП на легковых автомобилях значительно облегчило управление транспортным средством, и водитель перестал уделять внимание переключению скоростей.

В этой статье мы с вами поговорим о преимуществах автоматической коробки передач АКПП и узнаем устройство автоматической коробки передач АКПП.

Какие преимущества использования АКПП

Преимущество АКПП в том, что водителю не требуется постоянно следить за переключением передач. Включение нужной скорости осуществляется автоматически в зависимости от нагрузки двигателя и скорости движения.

Преимущества автоматической коробки передач :

• Повышенный комфорт управления автомобилем за счет освобождения водителя;
• Автоматическое переключение передач в зависимости от нагрузки двигателя, скорости движения;
• Предохранение от перегрузок двигателя и ходовой части автомобиля;
• Возможность выбора между ручным, и автоматическим переключением передач.

Виды автоматических коробок передач АКПП

Автоматические коробки передач делятся на два вида в зависимости от системы управления и контроля трансмиссии.

1. АКПП с гидравлическим устройством;
2. АКППс электронным устройством управления;

Еще АКПП могут отличаться по конструктивным особенностям в зависимости от привода автомобиля: передний или задний.

Автоматическая трансмиссия переднеприводных автомобилей оснащена отделением главной передачи — дифференциал.

Принцип работы автоматических коробок передач практически одинаковый и для выполнения своих функций АКПП оснащается гидротрансформатором, механизмом выбора режима движения, узлом управления и контроля.

Схема устройство автоматической коробки передач АКПП

1. Гидротрансформатор – представляет собой сцепление в механической коробке передач, но не требует непосредственного управления водителем, и осуществляет все операции автоматически.
2. Планетарный ряд – блок шестерен, который служит для изменения передаточного отношения при переключении передач.
3. Тормозная лента, передний и задний фрикционы – вспомогательные элементы, благодаря которым осуществляется переключение передач.
4. Устройство управления АКПП – узел, отвечающий за управление, и состоит из поддона АКПП, шестеренчатого насоса и клапанной коробки.

Гидротрансформатор предназначен для передачи крутящего момента от двигателя к элементам автоматической коробки передач, сглаживания вибрации двигателя, привода масляного насоса. Масляный насос создает рабочее давление трансмиссионной жидкости в гидротрансформаторе и системе управления и контроля.

Устанавливается в кожухе между двигателем и коробкой передач и выполняет функции сцепления. Гидротрансформатор в процессе работы подвергается высоким нагрузкам, поэтому, чтобы его детали не изнашивались, его наполняют трансмиссионной жидкостью.

Планетарный ряд — в автоматических трансмиссиях используются планетарные передачи. В корпусе АКПП расположены несколько планетарных механизмов, которые обеспечивают требуемые передаточные отношения. Осуществление передачи крутящего момента от двигателя к колесам происходит с помощью фрикционных дисков через планетарные механизмы, дифференциал и другие устройства. Управление устройствами обеспечивается системой управления и контроля благодаря использованию трансмиссионной жидкости.

Тормозная лента – устройство, предназначенное для блокировки элементов планетарного ряда.

Клапанная коробка – система каналов с клапанами и плунжерами, функцией, которой является контроль и управление. Главная функция клапанной коробки состоит в восприятии и преобразовании скорости движения, нагрузки двигателя и степени нажатия педали газа в гидравлические сигналы. Благодаря этим сигналам в работу вступают фрикционные блоки последовательно включаясь и выходя из рабочего состояния, тем самым изменяя передаточное число в автоматической коробке передач АКПП.

Что это такое автоматическая коробка передач (АКПП) и принцип её работы

Двигатели внутреннего сгорания не способны обеспечить движение автомобиля в разных режимах без специальных устройств, изменяющих частоту вращения коленчатого вала. На части транспортных средств для этого используются автоматические коробки передач. Применение АКП позволяет сократить количество органов управления движением автомобиля и упростить его вождение.

p, blockquote 1,0,0,0,0 —>

p, blockquote 2,0,0,0,0 —>

Исторически сложилось так, что термин автоматическая коробка переключения (перемены) передач прочно закрепился только за одним видом устройств. Речь идет о получившем повсеместное распространение планетарном механизме с гидротрансформатором. Такое устройство можно назвать классическим.

p, blockquote 3,0,0,0,0 —>

p, blockquote 4,0,0,0,0 —>

В последнее время появилось довольно большое количество автомобилей с автоматизированным, а, точнее, роботизированным управлением механическими коробками передач. Общее устройство АКПП и принцип ее действия существенно отличается от указанных устройств.

p, blockquote 5,0,0,0,0 —>

С чисто технической точки зрения автоматической можно считать любую коробку передач, управление которой не требует вмешательства со стороны водителя.

p, blockquote 6,0,0,0,0 —>

Исключение составляют лишь вариаторы, в которых изменение числа оборотов происходит бесступенчато (фиксированные передачи отсутствуют), а потому плавно и без малейших рывков. Поэтому вариаторы нельзя относить к коробкам передач.

p, blockquote 7,0,0,0,0 —>

Для того чтобы окончательно разобраться с терминологией следует отметить, что у инженеров АКПП принято называть только планетарную часть агрегата. Именно в данном механизме и происходит изменение передаточного соотношения частоты вращения входного вала. В совокупности с гидротрансформатором данный механизм образует автоматическую передачу.

p, blockquote 8,0,0,0,0 —>

История создания

p, blockquote 9,0,0,0,0 —>

История появления коробки АКПП в ее классическом виде начинается на заре автомобилестроения. Три основных ее элемента были созданы и использовались в разных конструкциях автомобилей и лишь с появлением микропроцессоров были объединены в одном устройстве.

p, blockquote 10,0,0,0,0 —>

Первые двухступенчатые планетарные коробки использовались еще в двадцатые годы прошлого века на легендарных Ford T. Второй элемент – сервоприводы в системе управления работой коробки появились спустя десятилетие. Впервые полуавтоматические коробки стали применяться на автомобилях, выпущенных компаниями General Motors и Reo.

p, blockquote 11,0,0,0,0 —>

По-настоящему работоспособный автомат АКПП удалось сделать только с появлением гидромуфты, а позже и гидротрансформатора. Они использовались на легковых машинах американской компании Chrysler.

p, blockquote 12,0,0,0,0 —>

Объединение всех трех элементов и позволило инженерам решить все проблемы, связанные с автоматической передачей крутящего момента от двигателя на колеса транспортного средства.

p, blockquote 13,0,0,0,0 —> adsp-pro-1 —>

Таким образом, технический прогресс и привел к появлению первых серийных автомобилей Buick, оснащенных двухступенчатой автоматической коробкой передач Dynaflow. Это уже был значительный шаг вперед, позволивший компенсировать значительные потери мощности на более ранних устройствах.

p, blockquote 14,0,0,0,0 —>

В последствии количество ступеней только возрастало, например, на Land Rover Evoque был установлен 9-диапазонный автомат.

p, blockquote 15,0,1,0,0 —>

АКПП — что это такое

p, blockquote 16,0,0,0,0 —>

Классическая автоматическая передача представляет собой довольно сложный комплекс из двух устройств. Ответить на вопрос: «Что это такое АКПП?» возможно только разобравшись в ее конструкции.

p, blockquote 17,0,0,0,0 —>

Автоматическая передача состоит из трех основных частей:

p, blockquote 18,0,0,0,0 —>

• Гидротрансформатора, который принимает крутящий момент от силового агрегата и передает его на следующий непосредственно за ним механизм.
• Собственно коробки перемены передач планетарного типа — данное устройство преобразует усилие и осуществляет привод колес через главный редуктор.
• Устройства управления, состоящего из некоторого количества золотников, регулирующего потоки масла к исполнительным механизмам.

По аналогии с механической трансмиссией гидротрансформатор АКПП играет роль сцепления — он установлен между двигателем и планетарным механизмом. Его устройство значительно более сложное и допускает проскальзывание передачи во время начала движения и торможения. На большинстве современных АКПП гидротрансформатор блокируется при высоких оборотах двигателя.

p, blockquote 19,0,0,0,0 —>

Видео компании Тойота поясняет принцип работы гидротрансформатора и других элементов АКПП:

p, blockquote 20,0,0,0,0 —>

p, blockquote 21,0,0,0,0 —>

Планетарная коробка соответствует по назначению своему механическому аналогу. Разница состоит в том, что в автомате переключения производятся сервоприводами, а на механике – вручную.

p, blockquote 22,0,0,0,0 —>

Фактически управление работой АКПП осуществляется при помощи двух педалей: акселератора и тормоза. При этом нажатие на «газ» не приводит к увеличению частоты оборотов двигателя, а влияет непосредственно на скорость движения.

p, blockquote 23,0,0,0,0 —>

Устройство узлов и механизмов

Конструкции отдельных элементов могут различаться. Рассмотрим только один из наиболее часто встречающихся вариантов — гидротрансформатор. Он имеет в своем составе:

p, blockquote 24,0,0,0,0 —>

• турбонасос;
• турбину;
• статор.

Корпус данного устройства жестко устанавливается на маховике, чем по аналогии оно сходно с корзиной механического сцепления.

p, blockquote 25,0,0,0,0 —>

Статоры бывают двух видов: неподвижные по отношению к блоку двигателя или стопорящиеся при помощи ленточного тормоза. Такая конструкция позволяет обеспечивать оптимальное использование крутящего момента, особенно на малых оборотах. Корпус гидротрансформатора заполнен вязким маслом.

p, blockquote 26,0,0,0,0 —>

Планетарная коробка или редуктор представляет собой целый набор механизмов в ее состав входят:

p, blockquote 27,0,0,0,0 —>

• эпицикл — большая шестерня с обращенными внутрь зубьями;
• малая солнечная шестерня;
• водило с шестернями сателлитами.

Видео — принцип работы планетарного ряда автоматической коробки передач:

p, blockquote 28,0,0,0,0 —>

p, blockquote 29,0,0,0,0 —>

Один из вышеперечисленных узлов зафиксирован неподвижно по отношению к картеру коробки. Сателлиты находятся одновременно в зацеплении, как эпицикла, так и малой солнечной шестерни. Помимо названных узлов в состав коробки входят фрикционные муфты, которые, в свою очередь, состоят из двух элементов: хаба – ступицы и барабана.

p, blockquote 30,1,0,0,0 —>

Между ними находится комплект из чередующихся стальных и пластиковых фрикционных дисков и кольцеобразного поршня, управляющего их работой. В планетарной КП имеется также обгонная муфта, ее конструкция может быть разной. Она устроена таким образом, что способна вращаться достаточно свободно в одну сторону и заклинивает при изменении направления.

p, blockquote 31,0,0,0,0 —>

Устройство АКПП, помимо названных выше узлов, имеет еще и механизм управления, принцип работы которого зависит от типа исполнительных механизмов.

p, blockquote 32,0,0,0,0 —>

В современных АКП золотники гидроприводов перемещаются под воздействием соленоидов, напряжение на которые поддается от электронного блока управления. В классическом варианте управление осуществляется с учетом положения педали акселератора и регулятора давления масла центробежного типа установленного на выходном валу коробки.

p, blockquote 33,0,0,0,0 —>

Водитель выбирает режим работы АКП при помощи селектора, в большинстве современных автомобилей он устанавливается на центральной консоли. Управление может быть продублировано кнопками на рулевом колесе.

p, blockquote 34,0,0,0,0 —>

В настоящее время принят единый стандарт обозначения режимов работы АКП, позволяющий водителю не переучиваться при смене автомобилей разных производителей.

Принцип работы автоматической коробки передач (АКПП)

p, blockquote 36,0,0,0,0 —>

Существует несколько типов автоматических коробок перемены передач, работа каждой из них имеет ряд особенностей.

p, blockquote 37,0,0,0,0 —>

В общем виде принцип действия современной АКПП заключается в передаче крутящего момента от коленчатого вала двигателя на механизмы трансмиссии. При этом происходит изменение передаточного соотношения в зависимости от положения селектора и акселератора и условий движения автомобиля.

p, blockquote 38,0,0,0,0 —>

Рассмотрим принцип работы АКПП подробнее:

p, blockquote 39,0,0,0,0 —>

• Двигатель раскручивает маховик, на котором жестко закреплена ведущая турбина. Она вызывает вихреобразное движение эксплуатационной жидкости в картере, что за счет вязкости и трения приводит в действие ведомую турбину. Отсутствие жесткой механической связи обеспечивает возможность вращения их с разной частотой. При больших оборотах гидротрансформатор блокируется для снижения потерь энергии.
• Усилие передается на первичный вал АКП, где через систему шестеренок происходит изменение передаточного числа. Фрикционные муфты позволяют задействовать нужные секции для обеспечения оптимального режима работы двигателя. Для снижения ударных нагрузок и рывков в машине применяются обгонные муфты, которые имеют свойство проскальзывать на обратном ходе.
• Управление работой фрикционов осуществляется при помощи гидравлической системы, состоящей из кольцевого исполнительного цилиндра. Гидропривод сжимает определенный пакет из фрикционов, которые приводят в действие соединенную с ними секцию из шестеренок.
• Давление масла в системе обеспечивает специальным гидронасосом. Управление гидроприводами осуществляется при помощи золотников, перемещение которых в современных коробках обеспечивается соленоидами. В классической АКП они имеют гидравлический привод. В таком варианте управлении осуществляется непосредственно акселератором и центробежным регулятором давления.

Переключение передач в современных АКПП осуществляется при помощи селектора или кнопок, смонтированных на спице рулевого колеса. Водитель выбирает режим работы коробки, в электронном блоке управления активируется соответствующая программа. Соленоиды открывают нужные клапаны, и происходит передача крутящего момента от двигателя к трансмиссии автомобиля. По мере необходимости подключаются ступени с оптимальным передаточным числом.

p, blockquote 40,0,0,0,0 —>

Видео — устройство и работа автоматической коробки передач:

p, blockquote 41,0,0,0,0 —>

p, blockquote 42,0,0,0,0 —>

Одной из важнейших технических характеристик АКПП является время переключения передачи. Для автомобилей разных классов этот параметр имеет свои значения, при этом разница между ними может быть значительной.

p, blockquote 43,0,0,0,0 —>

Так для большинства массовых автомобилей время срабатывания находится в диапазоне от 130 до 150 мс. Суперкары могут похвастаться втрое меньшим показателем порядка 50 – 60 мс, у болидов он еще меньше – 25 мс.

p, blockquote 44,0,0,0,0 —>

Режимы

В настоящее время предусмотрен следующие стандартные режимы работы АКПП:

p, blockquote 45,0,0,1,0 —>

• P (parking) — режим парковки, силовой агрегат и трансмиссия разобщены, селектор заблокирован. Стояночный тормоз используется также как и на машинах с механической коробкой.
• R (reverse) — режим заднего хода, селектор невозможно перевести в данное положение при движении автомобиля вперед.
• N (Neutral) — на советских автомобилях обозначалась русской буквой «Н», режим предназначен для остановок на срок не более пяти минут или для буксировки на сравнительно небольшие расстояния.
• D (Drive) — на отечественных машинах «Д» движение вперед, при этом в действие поочередно приводятся все ступени, за исключением повышающей секции.
• L (Low) – принудительная понижающая передача предназначена для обеспечения движения автомобиля в тяжелых дорожных условиях и в пробках малым ходом.

p, blockquote 46,0,0,0,0 —>

Помимо вышеперечисленных существуют и дополнительные режимы АКПП:

p, blockquote 47,0,0,0,0 —>

• O/D (overdrive) режим, в котором возможно включение ступени с передаточным числом менее единицы, предназначен для движения по шоссе с постоянной скоростью.
• D3 либо O/D OFF предполагает задействование только пониженных передач без овердрайва позволяет избегать частых блокировок гидротрансформатора АКПП.
• S (иная версия цифра 2) зимний режим для движения в тяжелых дорожных условиях на 1 и 2 передаче или на второй.
• L (другой вариант цифра 1) другой диапазон, когда используется исключительно первая ступень для перемещения на стоянках, въезде в гараж и выезде из него.

Автоматическая коробка не во всех режимах поддерживает торможение двигателем, что нужно учитывать при эксплуатации автомобиля. Использование обгонной муфты позволяет движение автомобиля накатом.

p, blockquote 48,0,0,0,0 —> adsp-pro-2 —>

В большинстве машин торможение двигателем возможно только при включении пониженного диапазона из положения P, переход во время движении невозможен.

p, blockquote 49,0,0,0,0 —>

Кнопочные системы управления расположенные на спице руля обычно вводят еще ряд дополнительных режимов АКП:

p, blockquote 50,0,0,0,0 —>

• Power либо Sport обеспечивает лучшую динамику разгона автомобиля, с появление электронных контролеров может включаться резким нажатием на акселератор.
• Snow либо Winter для избегания проскальзывания колес начало движения осуществляется со второй или даже третьей передач.
• Shift lock или Shift lock release позволяет разблокировать селектор при выключенном силовом агрегате.

Спортивный режим, включаемый автоматически, еще называют Kickdown, в большинстве моделей его использование возможно только на овердрайве. Для исключения ошибок водителя при переключениях селектора его рычаг блокируется разными способами. Это может быть и специальная кнопка на рычаге и необходимость его утопления вниз для перевода из одного положения в другое.

p, blockquote 51,0,0,0,0 —>

В случае поломки механизмов трансмиссии или возникновения опасности для них АКПП переходит в аварийный режим, возникает вопрос — что это такое? На деле водитель при возникновении такой неисправности имеет возможность добраться до гаража или автосервиса своим ходом.

p, blockquote 52,0,0,0,0 —>

Плюсы и минусы

p, blockquote 53,0,0,0,0 —>

Как и всякое сложное устройство, АКП имеет ряд достоинств и недостатков. Каковы же плюсы и минусы у автоматической коробки передач?

p, blockquote 54,0,0,0,0 —>

Начнем с преимуществ:

p, blockquote 55,0,0,0,0 —>

• Водитель не отвлекается на манипуляции с механической коробкой передач, выбор режима может осуществляться в начале поездки. Это, безусловно, повышает безопасность движения.
• Наличие гидротрансформатора обеспечивает более комфортные условия езды без рывков. Это положительно отражается на состоянии элементов трансмиссии и деталях двигателя.
• Высокая надежность современных коробок и отсутствие необходимости в сервисном обслуживании весь период службы.

К числу недостатков таких коробок можно отнести более низкий КПД, что приводит к повышению расхода топлива. Сложность конструкции определяет ее более высокую стоимость, что сказывается на цене транспортного средства.

p, blockquote 56,0,0,0,0 —>

В целом достоинства автоматической коробки очевидны и перевешивают ее отрицательные стороны.

p, blockquote 57,0,0,0,0 —>

Автомобильная промышленность выпускает множество марок АКПП, каждая из которых имеет свои особенности. Наибольшее распространение такие устройства получили в США и Канаде, а в Европе, напротив, большинство водителей предпочитает механику. В нашей стране с появлением значительного импорта автомобилей из-за рубежа доля АКПП в общем парке постепенно увеличивается.

p, blockquote 58,0,0,0,0 —>

Советуем прочитать как и где можно осуществить подбор масла по марке автомобиля Motul и других производителей.

Подбор аккумулятора для автомобиля (подробнее) следует вести по нескольким параметрам.

Статья про сухую мойку автомобилей — Источник https://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/obsluzhivanie/mojka-chistka/suxaya.html. Кого-то она устраивает, а кого-то — нет.

Видео, поясняющее устройство АКПП:

p, blockquote 60,0,0,0,0 —> p, blockquote 61,0,0,0,1 —>

Может заинтересовать:

Сканер для самостоятельной диагностики автомобиляhttp://www.autoezda.com/transmission/1257-stroenie-akpp.html
Источник Источник Источник http://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/avtoustrojstva/transmissiya/akpp/princip-raboty.html