Устройство коробки – автомат: как работает автоматическая КПП

Ошибки и ремонт автомобилей

Обновлено 06.12.2023
Поделиться
Просмотров 986

Начнем с того, что в 40-х годах в США появились автомобили, оснащенные автоматической коробкой передач. Как известно, наличие автоматической коробки передач значительно облегчает эксплуатацию транспортного средства, также снижает нагрузку на водителя, повышает безопасность и т.д.

Отметим, что под «классической» АКПП следует понимать гидромеханическую (гидромеханическую автоматическую) трансмиссию. Далее мы рассмотрим устройство коробки — автомат, особенности конструкции, а также достоинства и недостатки этого типа коробки передач.

Видео: Принцип работы автоматической коробки передач (2D-анимация) Скачать

Автомобиль с автоматической трансмиссией: преимущества и недостатки

Начнем с плюсов. Установка автоматической коробки передач позволяет водителю не использовать рычаг переключения передач во время движения, а ступня не используется для постоянного нажатия на сцепление при подъеме или спуске.

Другими словами, изменение скорости происходит автоматически, то есть сама коробка учитывает нагрузку на ДВС, скорость движения транспортного средства, положение педали акселератора, желание водителя резко разогнаться или двигаться плавно, и так далее

В результате комфортность вождения автомобиля с автоматической коробкой передач значительно повышается, передачи переключаются автоматически, плавно и плавно, двигатель, элементы трансмиссии и ходовая часть защищены от больших нагрузок. Кроме того, многие автоматические трансмиссии предусматривают возможность не только автоматической, но и механической трансмиссии.

Что касается минусов, то они тоже есть. Во-первых, конструктивно АКПП представляет собой сложный и дорогостоящий агрегат, отличается пониженной ремонтопригодностью и ресурсами по сравнению с механическими (механическими) коробками передач. Автомобиль с такой коробкой передач потребляет больше топлива, АКПП передает меньший крутящий момент на колеса, так как КПД АКПП немного снижается.

К тому же наличие в автомобиле автоматической коробки передач накладывает на водителя определенные ограничения. Например, автоматическую коробку передач перед троганием необходимо прогреть, желательно избегать продолжительных резких троганий с места и чрезмерного торможения.

запрещается заносить автомобиль с АКПП, нельзя буксировать автомобиль с АКПП на высокой скорости на большие расстояния без подвешивания ведущих колес и так далее. Добавим также, что такой ящик сложнее и дороже в обслуживании.

Видео: Принцип работы автоматической коробки передач (3D-анимация) Скачать

Коробка автомат: устройство

Так что даже с учетом некоторых недостатков, автоматическая гидромеханическая трансмиссия по разным причинам долгое время оставалась наиболее распространенным решением для изменения крутящего момента между другими типами автоматических трансмиссий.

Во-первых, даже с учетом того, что ресурсы и производительность таких редукторов ниже, чем у «механики», гидромеханический редуктор достаточно надежен и долговечен. Теперь давайте посмотрим на устройство автоматической коробки передач.

Автоматическая коробка передач состоит из следующих основных элементов:

• Гидротрансформатор. Устройство выполняет функцию сцепления по аналогии с механической коробкой передач, однако для переключения на определенную передачу не нужно привлекать водителя;
• Планетарный редуктор, аналогичный блоку передач в ручной «механике» и позволяющий изменять передаточное число при переключении передач;
  Тормозная лента и муфты (переднее и заднее сцепление) позволяют плавно и своевременно переключать передачи;
• Управление автоматической коробкой передач. В состав данного агрегата входят поддон картера (кассета), шестеренчатый насос и клапанная коробка;

Автоматическая коробка передач управляется селектором. Как правило, автоматические трансмиссии имеют следующие основные режимы:

• Mode P — парковка;
• Режим R — обратное движение;
• Режим N — нейтральная передача;
• Режим D — передняя передача с автоматическим переключением передач;

Могут быть и другие способы. Например, режим L2 означает, что при движении вперед будут задействованы только первая и вторая передачи, режим L1 указывает, что включена только первая передача, режим S следует понимать как спортивный, могут быть разные «зимние» режимы. » , и так далее

Кроме того, можно реализовать имитацию ручного управления АКПП, то есть водитель может сам увеличивать или уменьшать передачи (вручную). Добавим также, что в автоматической коробке передач часто также есть режим kick-down (кик-даун), который позволяет автомобилю резко ускоряться при необходимости.

Режим «кик-даун» активируется, когда водитель резко нажимает на педаль газа, после чего коробка быстро переключается на более низкие передачи, позволяя двигателю разогнаться до высоких оборотов.

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

Принцип работы и конструкция гидротрансформатора

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

Гидротрансформатор также имеет муфту блокировки и муфту свободного хода. Гидротрансформатор (GT, в быту часто называемый «бубликом») является частью автоматической трансмиссии, однако имеет отдельный корпус из прочного материала, заполненный рабочей жидкостью.

Крыльчатка газотурбинного двигателя соединена с коленчатым валом двигателя. Турбинное колесо соединено с самой коробкой передач. Между турбиной и рабочим колесом также находится неподвижное реакторное колесо. Каждое колесо гидротрансформатора имеет ребра разной формы. Между лопатками выполнены каналы, по которым проходит трансмиссионная жидкость (трансмиссионное масло, ATF, от англ. Automatic Transmission Fluid).

для блокировки гидротрансформатора в некоторых режимах работы требуется муфта блокировки. Односторонняя муфта или муфта свободного хода отвечает за обеспечение того, чтобы жестко закрепленное колесо реактора могло вращаться в противоположном направлении.

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

Лопатки реактора предназначены для увеличения расхода жидкого АТФ. Ускоренный поток затем перенаправляется на крыльчатку, заставляя ее вращаться с более высокой скоростью, что приводит к увеличению крутящего момента. Следует добавить, что максимальный крутящий момент достигается при вращении гидротрансформатора с минимальной скоростью.

При вращении коленчатого вала угловые скорости колес насоса и турбины выравниваются, поскольку поток трансмиссионной жидкости меняет направление. Затем срабатывает муфта свободного хода, после чего колесо реактора начинает вращаться. В этом случае гидротрансформатор переходит в режим гидромуфты, т.е передается только крутящий момент.

Дальнейшее увеличение оборотов приводит к блокировке гидротрансформатора (замыкающая муфта замыкается), в результате чего происходит прямая передача крутящего момента от двигателя к коробке. В этом случае блокировка ГТД происходит на нескольких передачах.

Следует отметить, что в современных АКПП реализован режим работы с пробуксовкой муфты блокировки гидротрансформатора. Этот режим исключает полную блокировку гидротрансформатора.

Этот режим работы может быть реализован, если условия подходят, то есть когда нагрузка и скорость подходят для его активации. Основная задача пробуксовки сцепления — более интенсивный разгон автомобиля, снижение расхода топлива, более плавное и плавное переключение передач.

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

Такая же автоматическая трансмиссия (АКПП), как и механическая, меняет крутящий момент ступенчато по мере движения автомобиля вперед, а также позволяет ему двигаться задним ходом при включении заднего хода.

При этом в АКПП обычно используется планетарный редуктор. Это компактное решение позволяет эффективно работать. Например, механические трансмиссии часто имеют две планетарные коробки передач, соединенные последовательно и работающие вместе.

Комбинация коробок передач дает возможность получить в коробке необходимое количество ступеней (скоростей). Простые автоматические коробки передач имеют четыре ступени (четырехступенчатый автомат), а современные решения могут иметь шесть, семь, восемь или даже девять ступеней.

Планетарный редуктор включает в себя несколько последовательно включенных планетарных шестерен. Эти трансмиссии образуют планетарную передачу. Каждая из планетарных шестерен включает в себя:

• солнечное оборудование;
• спутники;
• зубчатая коронка;
• я был за рулем;

Возможность изменять крутящий момент и передавать вращение становится доступной, когда элементы планетарной передачи заблокированы. Можно заблокировать один или два элемента (солнце или корона, опора).

Если коронная шестерня заблокирована, происходит увеличение передаточного числа. Если солнечная шестерня неподвижна, передаточное число будет уменьшено. Заблокированная каретка означает изменение направления вращения.

За сам блок отвечают фрикционы (муфты), а также тормоз. Муфты сцепляют части планетарного механизма вместе, а тормоз удерживает необходимые элементы коробки передач благодаря соединению с коробкой передач. В зависимости от конструкции конкретной автоматической трансмиссии может использоваться ленточный или многодисковый тормоз.

Включение сцеплений и тормозов происходит за счет гидроцилиндров. Управление такими гидроцилиндрами осуществляется специальным модулем (распределительным модулем).

Также в общей конструкции автоматической трансмиссии может быть односторонняя муфта, задача которой — удерживать каретку, не позволяющую ей вращаться в обратном направлении. Оказывается, в АКПП меняют передачи благодаря сцеплениям и тормозам.

Управление АКПП и принцип работы автоматической коробки

Что касается принципов работы АКПП, то коробка работает по определенному алгоритму включения и выключения сцеплений и тормозов. Система управления таким включением и выключением на современных коробках передач электронная, то есть имеет селектор (рычаг), датчики и ЭБУ коробки передач.

Блок управления автоматической коробкой передач интегрирован в блок управления двигателем и тесно связан с блоком управления двигателем. По аналогии с ЭБУ двигателя блок управления АКПП также взаимодействует с различными датчиками, которые передают сигналы о скорости работы коробки передач, температуре трансмиссионной жидкости, положении педали газа, режимах настройки селектора и т.д.на ул

Передающий ЭБУ обрабатывает полученные сигналы, а затем отправляет команды исполнительным механизмам в модуле распределения. Следовательно, поле определяет, какое оборудование включать в определенных условиях (высокий или низкий).

В то же время нет четкого предопределенного алгоритма, т.е точка перехода на разные передачи является «плавающей» и определяется самим ЭБУ. Эта функция позволяет системе работать более гибко.

Корпус клапана (также известный как гидравлический блок, гидравлическая пластина, распределительный модуль) эффективно контролирует трансмиссионную жидкость ATF, отвечая за работу сцеплений и тормозов в автоматической коробке передач. Этот модуль имеет электромагнитные клапаны (соленоиды) и специальные клапаны, которые соединены между собой узкими каналами.

Также рекомендуем прочитать статью о том, что делать при появлении течи между двигателем и коробкой передач. В этой статье вы узнаете, почему моторное масло из ДВС течет на стыке двигателя и коробки передач и что делать в этом случае.

Соленоиды нужны для переключения передач, так как они регулируют давление рабочей жидкости в коробке. Работа этих клапанов контролируется и регулируется блоком управления автоматической коробкой передач. Клапаны отвечают за выбор режимов работы и активируются рычагом (селектором).

Шестеренчатый насос отвечает за циркуляцию гидравлической жидкости в автоматической коробке передач. Насосы шестеренно-лопастные, приводятся в действие ступицей гидротрансформатора. Важно понимать, что насос вместе с гидравлической пластиной (гидроблоком) являются наиболее важными деталями в конструкции гидравлической части автоматической трансмиссии.

Учитывая, что коробка имеет свойство нагреваться во время работы, АКПП часто имеет собственную систему охлаждения. При этом в зависимости от конструкции может быть отдельный маслоохладитель для АКПП либо радиатор, либо теплообменник, входящий в общую систему охлаждения силового агрегата.

Видео: НАГЛЯДНО. Работа 4-х ступенчатой АКПП Toyota A43DL Скачать

Что в итоге

Учитывая вышеизложенную информацию, становится понятно, что автоматическая трансмиссия — это целый комплекс механических, гидравлических и электронных устройств. В этом случае управление осуществляется как гидравликой, так и электронным блоком.

Также следует отметить, что компоновка автоматических трансмиссий может отличаться у переднеприводных и заднеприводных автомобилей, хотя большинство компонентов одинаковы.

Если говорить о механической части АКПП, то в ее устройстве используется планетарная передача, что отличает этот тип коробки передач от обычной «механической» (в механической коробке передач размещены параллельные валы и прикрепленные к ним шестерни, которые сцеплены друг с другом).

Что касается гидротрансформатора, то это устройство можно рассматривать как отдельный элемент автоматической коробки передач, поскольку газотурбинный двигатель располагается между двигателем и коробкой передач, выполняя функции сцепления по аналогии с механической коробкой передач.

Также рекомендуем прочитать статью о том, как тормозить мотором. Из этой статьи вы узнаете, чем этот метод торможения и снижения скорости автомобиля может быть полезен при эксплуатации автомобиля.

Кроме того, масляный насос в автоматической коробке передач приводится в действие преобразователем крутящего момента. Указанный насос создает рабочее давление трансмиссионной жидкости, что, в свою очередь, позволяет управлять трансмиссией.

В заключение отметим, что не следует пытаться заводить автомобиль с автоматической коробкой передач без стартера (с ускорением), как это часто практикуется на автомобилях с механической коробкой передач. Дело в том, что насос АКПП приводится в движение двигателем.

Получается, что пока выходит из строя ДВС, давления рабочей трансмиссионной жидкости в коробке не будет. Это значит, что без давления управлять АКПП не получится, причем вне зависимости от того, в каком положении находится селектор выбора режима работы. Кроме того, попытка завести автомобиль с помощью автоматической «толкающей» машины может привести к серьезному повреждению трансмиссии.

• Как тормозить мотором Что такое моторный тормоз. Как правильно делать эту технику. Плюсы и минусы, основные советы. Моторный тормоз на автомобилях с автоматической коробкой передач знать больше
• При запуске двигателя мне приходится подтягивать сцепление… Перед запуском двигателя затяните сцепление: когда затягивать сцепление и в каких случаях это делать не рекомендуется. Полезные советы и подсказки знать больше
• Контрактный двигатель и коробка передач: преимущества… Плюсы и минусы контрактного двигателя или коробки передач. Преимущества контрактных агрегатов, возможные нюансы и недостатки после покупки контрактного двигателя и коробки передач знать больше
• Утечки масла между двигателем и коробкой передач… Потому что моторное масло начинает капать или течь на пересечении двигателя и коробки передач. Как точно определить причину течи смазки, как диагностировать и отремонтировать знать больше
• При работающем двигателе шестерни не входят в комплект Причины затрудненного переключения передач при работающем двигателе. Трансмиссионное масло и уровень в коробке передач, износ синхронизаторов и шестерен КПП, сцепления знать больше
• Как подключить двигатель к коробке передач… Стыковка коробки передач и двигателя автомобиля. Связь механической и автоматической коробки передач с ДВС: на что обратить внимание, особенности и нюансы знать больше

Видео

Как работает гидротрансформатор автоматической коробки передач? Скачать

Коробка автомат. Принцип работы. Планетарная передача Скачать

https://mazdawiki.ru/articles/ustroystvo-korobki-avtomat-kak-rabotaet-avtomaticheskaya-kpp/