Как работает коробка-автомат? Акпп как работает
Как работает автоматическая коробка передач
Раньше автомобили были максимально просты и понятны. Четыре колеса, двигатель внутреннего сгорания, механическая коробка передач, чаще четырехступенчатая – и полный вперед! В советские времена автоматические коробки стояли только на автомобилях высших государственных чиновников («Чайка») или гаишных «догонялках» (модернизированные ГАЗ-24 с V8). После того, как в нашей стране стали появляться первые иномарки, автоматы начали медленно, но верно завоевывать свою нишу рынка, находить своих приверженцев – в 2012 году было проведено исследование, согласно которому почти половина проданных в РФ иномарок были оснащены именно АКПП.
А большинство автомобилей класса люкс, которые так любят наши соотечественники, оснащаются именно автоматическими коробками передач. Это к слову о том, что раньше авто с АКПП почему-то считались женскими: с понтом, суровый мужик должен водить машину исключительно на «мешалке» — полная ерунда! BMW 7 Series, Mercedes-Benz S-Klasse, Aston Martin DBS – далеко не самые женственные автомобили, согласитесь.
И все равно, несмотря на широкую распространенность автомобилей с автоматической трансмиссией, для многих автоматическая трансмиссия остается загадкой по сравнению с механикой. В данной статье мы постараемся немного приподнять завесу тайны над тем, как правильно обращаться с автоматической коробкой передач.
Среди основных преимуществ АКПП на первом месте стоит, естественно, удобство управления машиной: правая рука свободна, можно положить ее на колено девушке и ехать =) Для новичков АКПП тоже практически идеальный вариант: достаточно вспомнить, сколько неудачных попыток троганий с места, рывков и лишней суеты производит неопытный водитель, не говоря уже о заглохшем на светофоре двигателе и опасности скатиться назад с подъема, если не успеешь вовремя включить первую – всех этих «приятностей» автоматы лишены, что немало облегчает вождение. Среди недостатков обычно отмечают несколько более поздний отклик, говорят, что «коробка тупит» — это объясняется тем, что в силу особенностей конструкции АКПП требуется время на переключение передач. Однако, с развитием техники этот недостаток постепенно нивелируется: во-первых, на АКПП с режимом Steptronic есть возможность выбирать передачи вручную — с помощью подрулевых лепестков или классическим методом, используя селектор АКПП в качестве более привычного переключателя. Во-вторых, современные продвинутые «автоматы» настолько совершенны, что переключают передачи за доли секунды – иногда гораздо быстрее, чем это может сделать водитель путем ручного переключения. Тем не менее, в автоспорте пока что более распространены механические коробки передач – не в последнюю очередь это связано с тем, что МКПП устроены проще и выдерживают более суровые нагрузки.
Чтобы понимать разницу между этими типами трансмиссии, необходимо знать принцип устройства автоматической коробки передач. В отличие от классической схемы «двигатель – сцепление – коробка передач», здесь принцип действия несколько иной. АКПП состоит из собственно блока шестерен коробки передач и гидротрансформатора, который отвечает за доставку и трансформацию крутящего момента от двигателя к коробке и заменяет стандартное для механической коробки передач сцепление. В научно-технической среде гидротрансформатор еще иногда называется конвертером крутящего момента, а среди автомехаников зачастую именуется просто «бублик» — из-за внешней схожести с данным видом хлебобулочных изделий. Гидротрансформатор представляет собой гибрид лопастных устройств, центробежного насоса и турбинного колеса, связанных между собой при помощи статора, направляющего крутящий момент от двигателя к коробке передач. Но этим набор хитроумных агрегатов не ограничивается – есть еще обгонная муфта, которая задействуется в механизме блокировки.
Сама коробка зачастую основана на принципе взаимодействия нескольких планетарных передач. Преимущество идеи планетарных передач состоит в том, что путем блокировок отдельных ее частей, изменения точки приложения входного момента и точки снятия выходного момента можно изменять ее передаточное число и подать нужный момент на выходной вал коробки – при этом передача мощности от силового агрегата к коробке происходит непрерывно. Вот как выглядит планетарная передача:
За выбор нужной передачи отвечает гидравлическая система, осуществляющая необходимые блокировки и манипуляции в зависимости от оборотов двигателя. Эта система, в свою очередь, контролируется электроникой. В АКПП используется несколько планетарных передач и блокировочных элементов.
В процессе работы пары «двигатель — АКПП» рабочая жидкость гидротрансформатора, специальное синтетическое масло, постоянно перемешивается и подвергается значительным температурным нагрузкам, что приводит к значительному перерасходу энергии. Зато этот недостаток компенсируется чрезвычайно плавными переключениями, которые предотвращают ударную нагрузку не только на коробку передач, но и на двигатель, автомобиль ускоряется и замедляется значительно мягче, а переключения едва ощущаются пассажирами. Это, кстати, является одной из причин, почему автоматическая трансмиссия устанавливается на все автомобили класса «премиум» – высокопоставленные пассажиры ценят комфортабельную езду и однозначно не захотят, чтобы при движении чувствовались рывки и толчки.
В данной статье мы говорим лишь о классической схеме АКПП, не затрагивая вариаторы и роботизированные коробки передач. Принцип их действия отличается от собственно гидравлической АКПП в ее традиционном понимании, и у них есть свои особенности эксплуатации.
Теперь давайте рассмотрим, какие бывают режимы АКПП:
P (Park). Парковочный режим, все передачи в выключенном состоянии, выходной вал АКПП заблокирован, катить машину не получится.
R (Reverse). Движение задним ходом.
N (Neutral). Соответствует «нейтрали» на механической коробке. Выходной вал не блокируется, поэтому автомобиль может перемещаться накатом. Допускается буксировка на скорости не более 20 км/ч и на расстояние не более 60 км.
D (Drive). Основной режим движения вперед, передачи переключаются в автоматическом режиме.
1, 2, 3. При выборе одного из этих положений выбранная передача будет считаться максимальной и автомобиль не будет переходить на повышенную. Удобно при движении в сложных погодных условиях, буксировке прицепа, и т.д. Также применяется для езды по серпантину.
Kick-down. В большинстве случаев за эту функцию отвечает кнопка, расположенная под педалью газа. Резкое нажатие «тапки в пол» позволяет сбросить одну или несколько передач, что вызывает резкое ускорение автомобиля с мощным подхватом.
Sport (Shift, Power). Спортивный режим работы АКПП на максимальной отдаче двигателя. Передачи переключаются на пике производительности, давая двигателю возможность раскрутиться до максимума и передать наибольший крутящий момент на ведущие колеса.
Overdrive (O/D). В этом режиме используется движение на повышенных передачах с целью экономии топлива. Удобен на трассе, но не позволяет резко ускориться.
Winter (Snow, Low). Зимний режим. Автомобиль трогается с места со второй передачи, на пониженных оборотах, чтобы избежать возможной пробуксовки. Передачи переключаются мягче.
Norm. Режим движения «по умолчанию». Отличается наибольшей сбалансированностью оборотов двигателя и моментов переключения передач. На большинстве современных коробок этот режим заменен на Drive.
+/- Ручной режим переключения передач на коробках с системой Steptronic, Tiptronic и т.д. Дает возможность выбрать следующую передачу, но переключение все равно производится электронно и скорость его не превышает скорости переключения в режиме Sport. По сути, в этом режиме селектор превращается в некий аналог джойстика.
Первое поколение автоматических трансмиссий управлялось исключительно при помощи гидравлики. Однако впоследствии с развитием технологий перешли на электронное управление АКПП, оставив гидравлику в качестве рабочей жидкости. Благодаря этому появились возможности реализации известных нам сегодня функций, таких как зимний/спортивный/экономичный режимы, кнопка kick-down под педалью акселератора и самообучающиеся коробки, способные анализировать манеру езды водителя и автоматически выбирать режим переключения передач. Электронное управление АКПП осуществляется по заранее заложенной на заводе программе. Такие программы изначально рассчитаны специалистами, настроены на переключение передач в наиболее подходящем для данного двигателя режиме и включают в себя так называемую «защиту от дурака». Это означает, что неопытный или слишком резвый водитель не сможет включить передачу ниже минимально возможной для данного числа оборотов двигателя – а значит, не сможет повредить ни коробку, ни двигатель. При движении в режиме «спорт» или «типтроник» переключения также рассчитываются электроникой: функция kick-down сбрасывает передачу до предельно возможной, но при этом безопасной для дальнейшей эксплуатации. Это существенно продлевает срок службы, как силовой установки, так и самой коробки передач.
При эксплуатации АКПП важно соблюдать несколько несложных правил:
- Зимой при холодном старте необходимо перед выездом прогреть АКПП, несколько раз переключив селектор во все положения, чтобы рабочая жидкость приобрела рабочую вязкость и начала нормально циркулировать в системе. Вообще-то и летом такая процедура будет нелишней.
- При остановке в пробке летом на жаре более двух минут целесообразно переводить селектор в положение N, удерживая автомобиль на месте при помощи рабочего тормоза. Данное переключение избежать позволяет избежать перегревов коробки передач. Это условие является обязательным для роботизированных коробок DSG, в которых используются очень чувствительные к перегреву мехатроны.
- Автоматическая коробка не любит пробуксовок и резких ускорений с места. Эпизодические шлифования резины она может простить, но если это входит в систему, срок службы АКПП таким образом можно существенно сократить.
- Нелишним будет регулярно проверять уровень масла в АКПП, и при необходимости доливать его до нормы. Масляное голодание крайне негативно сказывается на сроке службы автоматов – как, впрочем, и двигателя, механической коробки или любой другой системы, где есть трущиеся пары.
- Для замены рабочей жидкости необходимо использовать только оригинальное масло, рекомендованное вашим автопроизводителем. Доливать необходимо только то масло, которое залито в коробке в настоящий момент. Если хочется сэкономить, или оригинала нет в наличии, при полной замене допускается использование масел, имеющих соответствующие допуски.
- Если поддон картера вашей АКПП пластиковый, как на BMW 5er E60, обязательно следите за его состоянием. Специалисты рекомендуют регулярно заменять пластиковые поддоны, так как со временем их может повести, и коробка рискует остаться вообще без масла, что вызовет немедленный выход из строя трансмиссии. И аккуратнее на бездорожье, чтобы не пробить пластик.
- Если при движении или переключении передач появляются нехарактерные рывки, толчки или скрежет, немедленно двигайте к хорошему мастеру на СТО и делайте диагностику. В большинстве случаев поломки АКПП можно избежать, своевременно обратившись к мастерам.
Теперь несколько финтов ушами для особо рисковых драйверов или совсем уже безвыходных ситуаций. Считается, что автомобиль с АКПП невозможно завести «с толкача», ввиду принципиально другой системы связи колес с двигателем и отсутствия механически подключаемого сцепления в его классическом понимании. Сами автопроизводители категорически не рекомендуют заводить автомобиль с АКПП с толкача, так как это действительно может привести к выходу автоматической коробки из строя. На самом деле, если уж совсем приперло, попробовать завести двигатель путем передачи крутящего момента в обратном направлении, то есть от колес к ДВС, все же можно – если других вариантов не остается и если вы отдаете себе отчет в своих действиях, а также понимаете всю степень риска.
НИКАКИЕ ПРЕТЕНЗИИ ПО ПОВОДУ ВЫХОДА ИЗ СТРОЯ АКПП В РЕЗУЛЬТАТЕ ПРИМЕНЕНИЯ ОПИСАННОГО НИЖЕ СПОСОБА НЕ ПРИНИМАЮТСЯ. ДЕЙСТВУЙТЕ НА СВОЙ СТРАХ И РИСК. СОВЕТЫ НОСЯТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР.
Давайте на всякий случай еще раз вспомним, как осуществляется запуск двигателя при неработающем стартере на автомобиле с МКПП. Машину с включенным зажиганием разгоняют вручную или с помощи буксировки до скорости, приблизительно равной 20 – 30 км/ч, после чего выжимают сцепление и резко включают вторую передачу. Благодаря этому движение колес запускает двигатель, передавая крутящий момент в обратном направлении. Но как быть, если автомобиль с АКПП? Как мы уже знаем, в автоматах роль сцепления условно выполняет гидротрансформатор. Следовательно, нам необходимо создать определенное давление рабочей жидкости в системе автоматической коробки передач, чтобы она смогла кратковременно передать крутящий момент от колес к двигателю. Для этого необходимо, чтобы центробежный насос начал работать и создал давление в системе.
Необходимые действия: включить зажигание и перевести селектор в нейтральное положение. Начать буксировку автомобиля. Для создания рабочего давления необходимо не менее двух минут двигаться на скорости 30 км/ч при холодной коробке или 50 км/ч при горячей коробке. После этого включить режим Low или 2 (пониженную передачу), и нажать на газ. Вернуть рычаг в нейтральное положение независимо от того, завелся двигатель, или нет. Имейте в виду, что пока двигатель не заведен, гидроусилитель руля и вакуумный усилитель тормозов не работают, поэтому на тормоз придется давить чуть ли не двумя ногами, а руль поворачивать с гораздо более заметным усилием. Повторимся еще раз: никаких претензий за испорченные коробки и другие агрегаты мы не принимаем. Автомобиль ваш и принимать решение о том, рисковать или нет, тоже будете только вы.
Как правило, современные автоматические коробки передач надежны и не требуют от владельца автомобиля каких-либо специальных знаний. Но все же понимание принципа работы и эксплуатации АКПП может существенно продлить срок службы автоматической трансмиссии.
[bws_related_posts]
Поделиться "Как работает автоматическая коробка передач"
superiormale.ru
Как работает АКПП. Этот сложный и популярный «автомат»
Есть модели автомобилей, имеющие только механические коробки переключения передач. У некоторых моделей имеются и модификации с вариаторными трансмиссиями, но вот машин, не имеющих «автоматных» вариантов, с каждым годом становится все меньше.
Одним из основных элементов классической АКПП является планетарная передача. Удивительно, но эта деталь использовалась еще в легендарном Ford model T 1908 года. Правда, в машине, которая «поставила Америку на колеса», передачи включались вручную, а вот двумя годами ранее – в 1906 – все те же американцы из компании Cadillac начали продажи первого в мире автомобиля, оснащенного полностью автоматической трансмиссией. КПП этих машин были трехступенчатыми, а переключение передач осуществлялось при помощи гидравлики, то есть при помощи давления рабочей жидкости. Долгие годы гидравлическое управление применялось повсеместно, но в последнее время за переключение передач отвечают электронные блоки управления.
Условно автоматическую коробку передач можно разделить на две части – собственно планетарную коробку передач и гидротрансформатор. Крутящий момент от двигателя автомобиля передается довольно сложному гидротрансформатору, который преобразует вращение в зависимости от режима движения или вообще может не передавать вращение.
В механической коробке передач в постоянном зацеплении находятся шестерни ведущего, ведомого и промежуточного валов, и нужное передаточное отношение получается при соединении ведомого вала с той или иной парой шестерен, тогда как в «автомате» выбор режима движения реализуется блокированием определенных шестерен планетарных передач. Что же такое – планетарная передача? В состав планетарного редуктора (см. Рис. 1) входит солнечная шестерня (именно она получает преобразованный крутящий момент от гидротрансформатора), соединенные с ней при помощи водила сателлиты (обычно их три или четыре), которые, в свою очередь зацеплены с коронной, или кольцевой, шестерней. На каждом из элементов планетарной передачи имеются фрикционные (реже – ленточные) тормоза, которые позволяют заблокировать ту или иную часть механизма.
Рассмотрим три примера. В первом случае нам нужно получить повышенную передачу. Посмотрим внутрь механизма: кольцевая шестерня зафиксирована, и крутящий момент с солнечной шестерни передается сателлитам, вращающимся с большей скоростью, водило «собирает» вращение сателлитов и вращается со скоростью, большей, чем была первоначально. Передача получается понижающей, если зафиксировать водило – «помогавшие» нам ранее сателлиты вращаются, заставляя двигаться кольцевую шестерню, и вращение это получается медленным. Наконец, узнаем, как получается прямая передача. Здесь все очень просто: при помощи фрикциона между собой фиксируются водило и кольцевая шестерня, и потерь на трение и вращение неактивных элементов нет. Очень важный вопрос: «снятое» с какого из элементов вращение передается на карданный вал, раздаточную коробку или приводы? Если мы блокируем какую-либо часть механизма, то вращение «снимается» с незаблокированной части. Скажем, фрикционы заставляют водило стоять на месте, а колеса получают вращение, «снятое» с кольцевой шестерни. В случае с прямой передачей планетарный редуктор можно мысленно отбросить, роль коробки передач играет гидротрансформатор (о нем – далее). Рассмотренный на рис. 1 планетарный редуктор представляет собой трехступенчатый агрегат, но в большинстве современных автомобилей передач гораздо больше. Для улучшения условий работы двигателя, снижения расхода топлива и получения хорошей динамики в АКПП устанавливают не по одному планетарному редуктору, а чаще всего по два или более, и нередко вторые и третьи планетарные редукторы не имеют понижающих передач. Выходит, что прямая для второго редуктора передача получается более «скоростной», чем повышающая передача первого механизма, а понижающая передача второму редуктору не требуется, так как вращение «снимается» с него не всегда.
Остановимся подробнее на фрикционах – от их работы отчасти и происходит переключение передач. Каждому из нескольких планетарных редукторов современных АКПП требуются пакеты фрикционов – наборы из подвижных и неподвижных тонких металлических колец. Подвижные кольца соединены с вращающимися элементами редуктора, и когда электроника создаст давление жидкости в нужной магистрали «автомата», неподвижные диски соединятся с подвижными, останавливая, например, водило или кольцевую шестерню. Таким образом и происходит автоматическое включение передач. Электронный блок управления коробкой передач отслеживает скорость автомобиля и обороты двигателя, а главными критериями перемены передач являются экономия топлива и поддержание оптимального режима работы мотора. Системы управления современными АКПП могут даже анализировать степень износа пакетов фрикционов и изменять давление для включения той или иной передачи, что существенно повышает ресурс работы «автоматов». При этом электроника фиксирует степень износа элементов, и при прохождении диагностики (это особенно полезно при покупке машины) неисправность коробки передач легко можно увидеть. Для создания давления, необходимого для переключения передач, служит специальный насос, а между магистралями коробки передач жидкость распределяют электромагнитные клапаны. Создаваемое насосом давление очень высоко, и развить его путем буксирования автомобиля невозможно, поэтому «автоматные» автомобили не заведешь «с толкача», так что их владельцам следует особое внимание уделять заряду аккумулятора.
А как же дела со сцеплением? Ведь если двигатель и рассмотренная нами автоматическая коробка передач неразрывно связаны, при включении передачи и остановке автомобиля силовой агрегат непременно заглохнет. Значит, нужно устройство, которое могло бы в определенные моменты разъединять мотор и трансмиссию, и это устройство – гидротрансформатор – входит в состав самой трансмиссии. Механизм состоит из трех основных частей – центробежного насоса, колесо которого жестко соединено с маховиком двигателя, центростремительной турбины (в свою очередь, она передает преобразованное вращение планетарной коробке передач) и расположенного между ними реактора, который позволяет полностью заблокировать передачу крутящего момента.
Насосные и турбинные колеса гидротрансформатора не соединены друг с другом – между ними имеются минимальные зазоры. Вращение передается при помощи масла, которое попадает с лопаток насосного колеса на лопатки колеса турбинного. Форма рабочих поверхностей элементов выполнена так, что даже при отсутствии жесткой связи между колесами рабочая жидкость циркулирует по непрерывному кругу. Конструкция из центробежного насоса и центростремительной турбины позволяет передавать вращение и не выключать передачу при остановке автомобиля, а для изменения крутящего момента служит реактор. Если на турбинном колесе требуется повысить крутящий момент (например, при старте с места), реактор останавливается, такой режим работы называется гидротрансформаторным. Форма лопаток реактора позволяет при возвращении масла из турбинного колеса в насосное создавать дополнительное сопротивление, с каждым разом все увеличивая и увеличивая скорость движения жидкости. Когда скорость «разогнавшегося» турбинного колеса приближается к скорости колеса насосного, реактор тоже начинает вращаться, не создавая помех при движении рабочей жидкости и позволяя поднять КПД «автомата». В таком случае гидротрансформатор работает в режиме гидромуфты.
Такова общая схема работы классической АКПП. Осталось только разобраться, чем режим «D» отличается от режимов «2» или «Sport». В первом случае электроника управляет переключением передач по стандартной программе, а вот режимов, также отвечающих за движение вперед, очень много, и каждый из них рассчитан на определенный стиль вождения (например, уже упомянутый «S») или дорожные условия (например, в режиме «2» автоматическая коробка передач не может переключиться выше второй передачи). Другой известный и популярный у японских автопроизводителей режим – Overdrive. Когда «Овердрайв» включен, «автомат» переключается на повышенную передачу раньше, чем обычно, при этом теряется динамика, но появляется лучшая стабильность движения. А для обгонов и других маневров, в которых требуется максимальная отдача от двигателя, служит Kick-down. Он позволяет в один момент перейти на пониженную передачу, и для его включения требуется резко «ударить» по педали акселератора.
В последнее время производители автоматических трансмиссий стремятся оснастить свои творения максимальным числом передач, это делается для получения более плавного разгона и сокращения расхода топлива. Например, восьмиступенчатая автоматическая коробка передач позволяет сэкономить до 14% горючего по сравнению с шестиступенчатой «сестрой». Но довольно низкий КПД «автоматов» вполне может поставить крест на этом виде коробок передач, и, возможно, довольно скоро большинство автомобилей в мире будут оснащаться вариаторами или роботизированной «механикой».
Автор: Юрий ГавриловИсточник
transparts.by
Как работает коробка-автомат?
Нельзя не заметить тот факт, что все больше и больше становится автомобилей с АКПП (автоматической коробкой передач) и они постепенно начинают вытеснять машины с МКПП (механической коробкой передач). Причины этого понятны – с автоматикой процесс управления автомобилем делается проще и доступней, особенно для новичков. Но чтобы АКПП работала долго и надежно и не вызывала бы лишних затрат на свое содержание, лучше всего знать, как работает коробка-автомат.
Зачем на автомобиле нужна коробка?
Для любого механизма существует определенный диапазон условий, в пределах которого он работает оптимально. Все это относится и к ДВС (двигателю внутреннего сгорания). Однако условия движения автомобиля меняются в широком интервале – так, скорость может составлять и 20, и 120 км/ч, под колесами бывает прекрасный асфальт или грязь проселочной дороги. И всегда мотор должен обеспечивать уверенное движение машины.
Крутящий момент, развиваемый двигателем, поступает на колеса через ряд механизмов. Одним из них является КПП (коробка передач). В ней, благодаря использованию набора шестерен, величина крутящего момента может изменяться, вследствие чего обеспечивается движение автомобиля при различных внешних условиях. Эти изменения момента – результат определенных действий водителя, при которых ему приходится выжимать сцепление, переключать передачи и нажимать педаль газа. Так все происходит, если автомобиль оснащен МКПП.
к содержанию ↑Что делает АКПП, ее достоинства и недостатки
Все осуществляется несколько по-другому, если на автомобиле работает коробка-автомат. В этом случае водителю нет необходимости выжимать сцепление и переключать передачи. В машинах с АКПП вообще не предусмотрена педаль сцепления, благодаря чему водитель может основное внимание уделить управлению автомобилем и наблюдению за дорогой.
Поэтому надо сразу отметить, что АКПП заменяет работу сразу двух устройств – сцепления и самой КПП. Кроме того что АКПП избавляет водителя от выполнения нескольких операций, она обеспечивает:
1. Возможность движения автомобиля в заданном режиме. Как правило, предусматриваются такие режимы, хотя могут быть и другие:
- Sport, являющийся наиболее быстрым и динамичным, при этом двигатель отдает максимальную мощность;
- Kick-down – режим перехода на пониженную передачу, например для раскрутки двигателя перед обгоном;
- Overdrive – переход на повышенную передачу, что обеспечивает экономию топлива;
- Norm – оптимальный или сбалансированный режим;
- Winter – зимний режим, направленный на предотвращение пробуксовки колес при начале движения.
2. Возможность ручной смены передач.
Среди недостатков АКПП стоит отметить:
- увеличенный расход топлива автомобиля;
- повышенное внимание к поведению коробки;
- увеличенную стоимость технического обслуживания;
- замедленное переключение передач, некоторую «задумчивость» коробки.
Виды АКПП, принцип работы
Такая сложная задача, как автоматическое переключение передач, подразумевает, что возможно несколько ее решений. На сегодняшний день для создания АКПП используются:
- гидротрансформатор,
- вариатор,
- роботизированная КПП.
Поэтому для понимания того, как работает автоматическая коробка передач, придется коснуться всех перечисленных вариантов ее реализации.
АКПП на основе гидротрансформатора
В данном случае происходит некоторая путаница понятий. Подобный автомат является комбинацией таких устройств, как КПП и гидротрансформатор. Причем последний выполняет функции сцепления, а переключение передач осуществляет электроника. Описанную реализацию АКПП называют классической, именно таким образом были построены первые автоматы.
Принцип работы подобного устройства достаточно прост. Понять его поможет пример с двумя вентиляторами, приведенный ниже.
Один из них включен в сеть, другой нет. Несмотря на это, поток воздуха, создаваемый включенным вентилятором, раскручивает лопасти второго. На таком же принципе работает и гидротрансформатор, устройство которого приведено на рисунке.
В состав гидротрансформатора входит несколько колес – насосное, связанное с двигателем, турбинное, закрепленное на валу коробки, и реакторное, расположенное между ними. Колеса находятся достаточно близко друг к другу внутри корпуса, заполненного маслом. Под действием крутящего момента, поступающего от двигателя, масло начинает перекачиваться от насосного колеса к турбинному, на рисунке этот поток обозначен зеленой стрелкой.
Благодаря возникающему центростремительному ускорению поток уходит на края. Под его действием раскручивается турбинное колесо, и соответственно, крутящий момент поступает с первичного на выходной вал гидротрансформатора, соединенного с КПП. Поток масла возвращается к центру гидротрансформатора и отбрасывается обратно в сторону насосного колеса (показан красным цветом). По пути он раскручивает реакторное колесо, также связанное с валом, что дает некоторое повышение КПД устройства.
Переключение передач осуществляется с помощью электроники или иных изделий автоматики, выполняющих эту функцию без помощи водителя, обеспечивая при этом практически непрерывную передачу момента.
Вариаторная АКПП
Подобную коробку часто называют просто вариатор. Принцип, используемый при его работе, известен с давних пор и основан на изменении диаметров шкивов, ведущего и ведомого, при различной их угловой скорости. Приведенный ниже рисунок позволяет лучше представить, как это происходит:
Ведущий и ведомый валы связаны ремнем, расположенным на шкивах специальной конструкции. Каждый из них представляет собой конусы, обращенные друг к другу вершинами. Конусы могут сходиться и расходиться, изменяя диаметр шкива. Различное соотношение диаметров шкивов приводит к изменению величины момента, передаваемого между ними. Причем связь между шкивами не прерывается, и передача усилия ведется непрерывно. Фактически получается бесступенчатая передача момента, или автоматическая бесступенчатая коробка передач.
Ремень может быть разного типа – клиновидный или цепной. В зависимости от передаваемого усилия и условий эксплуатации используется тот или иной вариант. Особенностью вариатора является то, что он не обеспечивает передачу реверсивного момента, поэтому для реализации режима движения заднего хода приходится применять специальные устройства.
Несомненные достоинства вариатора – плавность и неразрывность при передаче усилия от двигателя к колесам.
Роботизированная КПП
Фактически это та же МКПП, только вместо водителя все операции (выжим сцепления и смену передач) выполняет робот (автомат).
Управление такой коробкой осуществляется электроникой: по сигналам от датчиков определяется момент переключения, исполнительным устройством отсоединяется от мотора первичный вал, включается нужная передача, после чего первичный вал опять подсоединяется к двигателю. Для повышения эффективности работы подобной КПП стали использовать двойное сцепление.
При таком подходе по разным валам разнесены шестерни, относящиеся к четным и нечетным передачам. Смена передач происходит за счет включения и отключения нужного сцепления. Такие коробки называются «преселективные», т.е. предваряющие выбор.
Рассматривать работу любого отдельного типа АКПП можно долго, у каждой коробки есть недостатки и достоинства, но объединяет их одно – освобождение водителя от операций по переключению скоростей. Принцип работы рассмотрен выше, а уж выбирать, какая лучше, – дело лично каждого.
thedifference.ru
