Устройство и принцип работы автоматической коробки передач
Автоматическая коробка переключения передач (АКПП, коробка-автомат или «автомат») — устройство, которое принимает, преобразовывает, передает и изменяет направление крутящего момента. Вместо механической коробки передач автолюбители покупают авто с вариатором, роботизированной или классической АКПП. Каждому виду присущи свои преимущества и недостатки. Что же выбрать, и чем автомат лучше механики?
Что такое АКПП?
Коробка-автомат относится к механизмам, которые входят в состав трансмиссии и работают автоматически. Она облегчает управление автомобилем, тем самым снижает нагрузку на водителя во время движения. В отличие от ручной коробки передач она самостоятельно переключает скорости и не нуждается в постоянном использовании переключающего рычага.
АКПП появилась в результате трех независимых друг от друга разработок. Изготовление планетарных механических КП, полуавтоматических КП и внедрение гидравлики в трансмиссию привело к рождению прототипа современной коробки-автомат. Первая АКПП была гидромеханической, затем появился ее роботизированный аналог и бесступенчатый вариатор.
Устройство и характеристики механизма
Чтобы понять, какое у автоматической коробки передач устройство и принцип работы, нужно рассматривать ее типовой вариант. Конструкция классической АКПП:
- гидротрансформатор;
- планетарный ряд;
- система управления и контроля.
Гидротрансформатор передает крутящий момент от двигателя к валу. Функционально он соответствует сцеплению МКПП, но в отличие от него работает самостоятельно, а не под контролем человека. Гидротрансформатор находится между двигателем и коробкой передач. Во время работы он вращается на высокой скорости и выдерживает огромные нагрузки. Кроме передачи крутящего момента, этот узел снижает вибрации двигателя и запускает масляный насос, который входит в коробку передач.
Планетарный ряд состоит из планетарного редуктора и нескольких механизмов, которые по принципу действия похожи на блок шестерен в МКПП. Крутящий момент от двигателя переходит на гидротрансформатор, который передает его на планетарные механизмы. Те, в свою очередь, за счет фрикционных дисков, дифференциала, муфты свободного хода и взаимодействия с главным редуктором передают полученное усилие на колеса. Передача крутящего момента через планетарные механизмы осуществляется через трансмиссионную жидкость.
Планетарные механизмы блокируются тормозной лентой, передним и задним фрикционами, которые входят в состав планетарного ряда. Тормозная лента отвечает за кратковременную блокировку планетарных механизмов и перераспределение крутящего момента. От ее исправности зависит плавность хода автомобиля. Когда тормозная лента не отрегулирована, то в момент включения первой или задней передачи автомобиль двигается рывками. Подобное движение сокращает срок службы трансмиссии и двигателя.
За работу всех механизмов АКПП отвечает система управления и контроля. В нее входят устройства, на которых возложен контроль механики коробки передач и головное управление узлом. К примеру, благодаря такой системе подается масло к механизмам коробки-автомат и обеспечиваются передаточные взаимосвязи между ее отдельными компонентами.
В устройство управления входит насос, маслосборник и клапанная коробка, выполняющая функции контроля и управления. За счет системы клапанов и плунжеров скорость автомобиля, нагрузка мотора и сила давления на педаль газа преобразуются в гидравлический сигнал. Когда фрикционные диски последовательно включаются и выключаются, эти сигналы автоматически изменяют передаточные отношения в АКПП.
Принцип работы
Трансмиссия и АКПП, как ее составляющая, работают по сложному механизму. Используйте объяснение об автоматической коробке передач и ее принципе работы для чайников, чтобы разобраться в работе механизма.
Принцип работы автоматической коробки передач можно условно разделить на несколько этапов:
- Работающий двигатель передает крутящий момент на вал.
- Через вал момент силы поступает на гидротрансформатор, связанный с АКПП.
- С гидротрансформатора усилие направляется на механизмы планетарного ряда.
- Блок управления передает на планетарные механизмы сигналы, основанные на проанализированной информации о работе автомобиля.
- После этого планетарные механизмы включают нужную передачу и передают крутящий момент на колеса.
Обратите внимание! Механической коробке передач необходимо сцепление и непосредственное участие водителя, тогда как в коробке-автомат работа сцепления возложена на гидротрансформатор, а роль водителя на себя берут различные управляющие узлы АКПП.
Виды АКПП, их преимущества и недостатки
Под понятием АКПП подразумевают и классическую конструкцию, и электронный вариант, и вариатор. Каждому виду есть чем похвастаться перед аналогами.
Классическая автоматическая коробка передач
Под классикой подразумевают гидротрансформаторную коробку-автомат, конструкция которой была рассмотрена выше.
Преимущества и недостатки классической АКПП:
Плюсы | Минусы |
Плавный ход без рывков | Низкое КПД и увеличенный расход топлива по сравнению с механикой и автоматическими аналогами |
Предохраняет двигатель от перегрузок | Большой объем масла |
Надежна и проста в обращении, не требует от водителя специфических навыков | Низкая динамика, из-за которой возникают ощутимые паузы между переключением скоростей |
К ней проще подобрать запасные части | Плохо переносит сильные морозы. В холодную погоду не нужно резко стартовать и раскручивать двигатель |
Подходит для водителей-новичков и автовладельцев, которые неуверенно себя чувствуют на дорогах с оживленным трафиком |
Роботизированная
Коробка-робот стала недорогой альтернативой классической АКПП. Она может работать в ручном и автоматическом режиме. По принципу действия похожа на механику. Но в отличие от МКПП за выжимку сцепления и переключение скоростей отвечает электронное устройство.
Преимущества и недостатки роботизированной АКПП:
Плюсы | Минусы |
Понятная и более надежная конструкция, чем у коробки-автомат и вариатора | Ощутимые паузы между переходами с одной скорости на другую. Особенно это заметно при переключении с низшего ряда на высшей и наоборот |
Недорога в обслуживании | Набор скорости с ощутимыми провалами |
Проста в ремонте | Трудно трогаться под горку |
Наличие ручного переключения передач | Нарушение правил эксплуатации приводит сцепление в негодность за короткий срок |
Вариатор
Вариатор — бесступенчатая трансмиссия, которая составила достойную конкуренцию классической АКПП.
Преимущества и недостатки вариатора:
Плюсы | Минусы |
Экономичен в расходе топлива | Непригоден для езды по бездорожью, потому что перегревается в сложных условиях эксплуатации |
Предельно возможная динамика разгона | Дорогостоящий ремонт и обслуживание |
Плавно переключает скорости даже при разгоне или в момент торможения | |
Безопасен на гололеде | |
Предохраняет мотор от нагрузок |
Разница между коробкой-автомат у переднеприводных и заднеприводных автомобилей
Автомобили с передними ведущими колесами оснащены более компактной коробкой-автомат. Внутри корпуса находится отделение для дифференциала (главной передачи).
Инструкция по использованию автоматической коробки передач
Основные правила безопасной эксплуатации:
- Ознакомиться с режимами АКПП.
- Аккуратно и выдержано переключать передачи.
- Вместо режима «нейтраль» использовать в начале езды режим «драйв», а в конце — «паркинг».
- Лучше не использовать автомобиль АКПП в качестве буксира для прицепов, сломанных авто.
Главное — своевременное обслуживание и замена масла. За техническим состоянием коробки-автомат должен следить каждый владелец авто.
Что категорически запрещается делать?
Следуйте правилам эксплуатации и никогда не допускайте пробуксовки колес, не заводите авто с разгона и не транспортируйте его «на привязи».
Обслуживание и ремонт АКПП
Обслуживание АКПП заключается в проверке режимов переключения передач, регулярной замене масла и масляного фильтра. Чтобы коробка-автомат могла исправно работать, меняйте масло каждые 30000-40000 км. Используйте качественное масло подходящего сорта.
Коробка-автомат — сложный механизм, который продолжает находить сторонников и противников. Зная принцип работы и конструктивные особенности АКПП, водителям будет проще управлять автомобилем и избегать ее преждевременных поломок.