Устройство гидротрансформатора АКПП. Акпп строение
Гидротрансформатор АКПП: устройство, принцип работы
Автоматические трансмиссии, или попросту АКПП, появились в автомобильной промышленности значительно позже механических коробок передач. Однако такие устройства быстро нашли применение практически на всех видах автомобильного транспорта и теперь применяются повсеместно. Одним из элементов АКПП является ее гидротрансформатор, без которого нормальное функционирование всей системы было бы невозможным. Сегодня мы расскажем о принципах работы гидротрансформаторов, устанавливаемых на АКПП, и дадим исчерпывающий ответ на вопрос: зачем необходима такая конструкция и какие роли она выполняет на автомобиле?
Назначение
Чтобы наглядно представить себе, какую роль выполняет гидротрансформатор в АКПП, стоит вспомнить назначение обыкновенного сцепления, которое повсеместно устанавливается на коробки передач механического типа.
Сцепление выполняет роль связующего звена между двигателем и трансмиссией. Иными словами, если сцепление не отключено, то все сто процентов крутящего момента мотора передаются коробке передач, а, следовательно, и колесам. В добавок ко всему, сама МКПП позволяет водителю самому выбирать передачу и изменять крутящий момент, что позволяет добиться максимальной эффективности двигателя при езде и банально не дать ему заглохнуть на месте, когда колеса не приводятся во вращение.
Главный недостаток механических коробок передач перед «автоматом» заключается в том, что помимо постоянного выбора скорости вручную, нужно выжимать педаль сцепления. Если этого не сделать, существует риск вывести из строя крайне дорогое устройство коробки передач и сжечь сцепление, что приведет к необходимости его замены.
Именно в этих целях и стали применять трансформатор. Данный элемент устроен куда сложнее сцепления на МКПП, которое состоит всего из двух дисков — ведущего и ведомого.
Зато гидротрансформатор позволяет решить на АКПП самую главную и неприятную особенность «механики» — необходимость постоянного взаимодействия водителя с педалью сцепления. Так, теперь не придется выжимать педаль при переключении передач, а на светофоре не придется удерживать ее при включенной скорости.
Тогда возникает вопрос: а нельзя ли применить на АКПП взамен гидротрансформатора обыкновенное сцепление, как на МКПП? Ответ до невозможности прост – автоматическая трансмиссия сама выбирает момент, когда передачу необходимо переключить, и водитель этот момент не знает заранее. Стало быть, и возможности нажать педаль сцепления вовремя нет. Отсюда возникает необходимость внедрения в АКПП гидротрансформатора, который многократно облегчает взаимодействие водителя и коробки.
Структура
Несмотря на то, что гидротрансформатор на АКПП имеет достаточно сложный принцип работы, общая структура системы все-таки схожа с механическим сцеплением. Насколько мы знаем, сцепление состоит из двух валов — ведущего, который жестко соединен с двигателем, и ведомого, который подсоединен к трансмиссии.
На гидротрансформаторе, установленном на АКПП, также есть ведущий и ведомый элементы. Но взамен жестко прилегающих друг к другу дисков, эти функции выполняют две турбины, которые вращаются друг напротив друга и не имеют жесткого соединения.
Здесь возникает вопрос: по какому принципу две турбины будут взаимодействовать друг с другом? Как они будут передавать между собой крутящий момент, обеспечивая, таким образом, движение автомобиля в заданном режиме? Оказывается, связующую роль в данной системе выполняет не жесткий элемент, а жидкость, которой является масло.
Благодаря своей высокой плотности, масло позволяет обеспечивать не только постоянную смазку, которая убережет металл от износа, но и передачу крутящего момента за счет циркуляции под высоким давлением.
Однако турбины — это не все элементы, которые участвуют в передаче крутящего момента от двигателя автоматической коробке. Между ведущим и ведомым элементом устанавливается еще одна маленькая турбинка, которая имеет название реактор. Его назначение — трансформирование передаваемой энергии, изменение крутящего момента и усилия, передаваемого от двигателя коробке. Стоит отметить, что в отличие от турбин, реактор вращается не всегда. Его функционирование необходимо лишь в те моменты, когда колесам требуется передача момента, отличного от номинального.
Схема функционирования
Ведущая турбина имеет название насосного колеса и жестко соединена с маховиком двигателя. Это означает, что ее скорость вращения можно изменять путем взаимодействия с педалью акселератора.
Ведущая турбина не имеет собственного названия. Она, в отличие от насоса, соединена с первичным валом коробки передач и, таким образом, осуществляет с ней взаимодействие. Реактор располагается между турбинами и приводится во вращение лишь время от времени.
Турбины и реактор имеют в себе систему масляных каналов. Это позволяет маслу при циркуляции проходить по строго определенной траектории, поэтому происходит минимальный износ металлических деталей и достигается максимальная эффективность их работы.
Когда автомобиль стоит на месте, необходимо, чтобы ведомая турбина оставалась неподвижной. Это необходимо для того, чтобы автомобиль попросту не заглох, а его двигатель не прекратил свою работу при холостом ходе.
В этом режиме имитируется эффект нажатой педали сцепления – давление масла минимально, а потому турбины не имеют никакого косвенного взаимодействия.
Как только автомобиль начинает приходить в движение, количество оборотов насоса возрастает, а потому возрастает и давление масла. За счет этого ведомая турбина начинает вращаться с заданной силой, и колеса приходят в движение. При достижении определенных скоростей, активируется и реактор. Он изменяет давление таким образом, чтобы не позволить машине заглохнуть и не дать водителю почувствовать провалы мощности.
Резюме
Гидротрансформатор — это одна из важнейших составляющих любого современного «автомата», обеспечивающих его исправную работу. Данное устройство осуществляет автоматизированный контроль крутящего момента при передаче его от двигателя к колесам. Это позволяет судить о том, что при резких провалах мощности и крутящего момента стоит обратить внимание на состояние именно этого узла и произвести его качественную диагностику.
portalmashin.ru
Устройство АКПП (автоматической коробки передач)
Автоматическая коробка переключения передач или, как ее сокращенно величают, АКПП, это знакомое всем устройство, являющееся частью некоторых автомобилей, читайте мою статью что лучше автомат или механика. Главная задача автоматической коробки переключения передач состоит в том, чтобы менять передаточное число от двигателя к колесам автомобиля без непосредственного участия водителя. Переключение происходит исходя из нагрузки на двигатель и скорости.
Многие из вас, наверняка, собственноручно испробовали этот чудный образец инженерной мысли, а многим он знаком лишь в теории. Часть водителей из последнего числа и вовсе принципиально отказываются от использования данного рода механизма, объясняя это тем, что он является ненадежным, дорогим в обслуживании, поглощающим лишнее топливо механизмом. Ну что ж, такое мнение с одной стороны частично оправдано, однако кое с чем можно и поспорить, например, та же надежность в наше время находится на уровне механических коробок передач.
Устройство и работа АКПП.
Сама АКПП весьма сложный технический узел, который состоит из трех основных частей это:
- гидротрансформатор,
- связки планетарных редукторов и гидравлической системы управления.
Рассмотрим функции каждого элемента по отдельности.
Гидротрансформатор.
Принцип работы гидротрансформатора.
Его главная задача состоит в передаче крутящего момента от двигателя к планетарному редуктору. Принцип его работы лежит на основе усовершенствованной гидромуфты, которая помимо бесконтактной плавной передачи крутящего момента еще способна в определенный момент усиливать крутящий момент благодаря введённому в механизм реактору. Вкратце поясню, что представляет собой такая передача крутящего момента.
В гидротрансформаторе имеется гидравлический насос, приводимый в действие коленчатым валом двигателя, а также турбина, приводящая в действие планетарный редуктор. Две эти части расположены друг напротив друга, а пространство между ними заполнено гидравлической жидкостью. При вращении насоса поток жидкости направляется на колесо турбины, тем самым приводит ее во вращение. Это, по сути, и есть классическая гидромуфта, передающая вращение без механического сцепления. Такой вид передачи крутящего момента позволяет ускоряться плавно, без рывков и механического удара по деталям трансмиссии. Однако классическая гидромуфта в данном механизме не используется, здесь в ее конструкцию добавлен реактор, который, оставаясь неподвижным до определенного времени, перенаправляет отраженную от лопастей турбины жидкость обратно на крыльчатку насоса, тем самым увеличивая крутящий момент. Это позволяет насосу быстрее раскрутить турбину до определенной скорости, после чего реактор благодаря обгонной муфте, перестает быть подвижным и вращается совместно с конструкцией.
Теоритически можно было бы использовать только гидротрансформатор, как узел, передающий крутящий момент на колеса, но его было бы недостаточно, и к тому же иногда требуется двигаться в обратном направлении, а ведь непосредственно двигатель обратную сторону крутиться неспособен.
Минусы гидротрансформатора.
И еще, кстати, по поводу гидротрансформатора. Его главным минусом является то, что именно из-за него теряется часть энергии, ведь как не совершенствуй конструкцию, без жесткой сцепки будет присутствовать проскальзывание, что приводит к нагреву и потере энергии. Следствием этого является повышенный расход топлива при использовании АКПП. В современных коробках передач при помощи специальных узлов, при выравнивании скорости система блокируется и вращается как единое целое без проскальзывания, при этом на больших скоростях расход топлива будет аналогичен, как при использовании обычной механической коробки. Чаще всего жесткая сцепка в таких коробках наступает при скоростях выше 70 км/ч.
Планетарный редуктор.
С гидротрансформатором разобрались, перейдем к следующей части АКПП — планетарному редуктору. Не буду сильно вдаваться в технические подробности, скажу лишь, что в основе лежит использование планетарного редуктора, в котором при помощи муфт и ленточного тормоза производится блокировка его различных частей, что позволяет варьировать скорость вращения и соответственно крутящий момент.
Гидравлическая система управления.
Все выше перечисленное было лишь механизмами реализации передачи, но как же происходит переключение непосредственно передач, наверняка, спросите вы. Все становится понятно из предыдущего абзаца, где я вскользь упомянул о ленточном тормозе и муфтах. Все эти механизмы в классической автоматической коробке переключения передач управляются гидравликой, а точнее третьим узлом АКПП — гидравлической системой управления. В его основе лежит масляный насос, создающий необходимое давление в системе, и система клапанов, перемещение которых зависит от ситуации, в которой находится автомобиль, хотя правильнее будет сказать, от скорости его движения, и нагрузки на двигатель. Нагрузка на двигатель определяется при оценке разряжения во впускном коллекторе. Увеличиваясь, разряжение передвигает управляющий клапан системы гидравлического управления, где в зависимости положения остальных клапанов системы происходит включение определенных муфт либо ленточного тормоза. Вторым управляющим механизмом является клапан, который перемещается в зависимости от скорости автомобиля, а точнее его колес. Положение данных механизмов в определенный момент времени и регулирует ступенчатое переключение передач. Ну и, конечно, вся эта система увязана с рычагом переключения передач внутри салона, где вы можете передвигая рычаг, тем самым обеспечивая полный цикл переключения передач: включить выбор пониженных передач, задать движение задним ходом, полностью заблокировать коробку во время стоянки и так далее.
Вот вы обобщенно и узнали устройство АКПП, хочу сказать, что в современных автоматических коробках переключения передач, многие механизмы усовершенствованы либо заменены на управляемые электроникой. И с каждым новым поколением данный механизм становится все более технологичным, также вместе с этим увеличивается его надежность, экономия топлива, и комфортность управления автомобилем.
Так что не стоит бояться автоматических коробок передач, позвольте им контролировать ситуацию за вас, ведь иногда непоколебимый молниеносное принятие решения о необходимых действиях, принятое электронным мозгом, может спасти вам жизнь, на что не всегда в критической ситуации способен человеческий разум.
Видео об устройстве автоматической коробки передач
Рекомендую прочитать:
autoepoch.ru
Автоматическая коробка передач: принцип работы
Автоматическая коробка передач: принцип работы
Ещё в конце 20-го века классическая автоматическая коробка передач была единственной более удобной заменой механической КПП. И сейчас в эпоху вариаторов и «роботов», она прельщает своей надёжностью и удобством переключения передач за самого водителя. Распространение АКПП до сих пор на широком уровне, ведь она избавляет водителя от лишних движений, как нажатие на педаль сцепления и постоянное переключение рычага коробки.
Первая во всём мире коробка передач, которая была полностью автоматической, увидела свет в 1940 году и носила имя Hydramatic от компании General Motors. Изначально она предлагалась как опциональное дополнение на модели Oldsmobile, а после на Cadillac и Pontiac. И уже спустя четверть столетия в США законодательно была утверждена общепринятая и по сей день схема переключения передач АКПП P-R-N-D-L.
Предназначение АКПП. Преимущества и недостатки
Автомобили, оснащённые автоматической коробкой передач, позволяют снизить нагрузку, которой подвержен водитель во время движения. Надежный и простой автомат надолго укоренился в сфере дальнейшей эксплуатации.
Автоматическая трансмиссия не принуждает водителя к необходимости постоянного контроля за селектором переключения передач. Изменение скорости происходит автоматически. Автоматическая коробка имеет ряд очевидных преимуществ перед «механикой»:
- гораздо большая комфортабельность вождения автомобилем, в силу освобождения водителя от дополнительных нагрузок;
- процесс переключения передач происходит плавно и автоматически. Всё работает симбиотически и согласованно: нагрузка на двигатель, скорость его движения и усилие нажатия на педаль акселератора;
- защита двигателя и ходовой от перегрузок.
Но есть и минусы:
- меньшее КПД;
- расход топлива в среднем выше на 20%;
- сравнительно высокая цена.
Так из чего же состоит АКПП?
Не стоит паниковать и браться за голову, ведь абсолютно никакой сложности в строении АКПП нет. Сейчас мы Вам всё растолкуем. Для начала необходимо правильно определить для себя терминологию. Ошибочно многие под коробкой передач подразумевают две составляющие, объединённые воедино: саму КПП и гидротрансформатор.
На самом деле строение автоматической коробки передач следующее:
1. Гидротрансформатор - это агрегат, состоящий из двух лопастных машин — центростремительной турбины и центробежного насоса. Между ними находится реактор, что является направляющим аппаратом. Колесо насоса находится в жёсткой связке с коленчатым валом, турбинное колесо находится в связке валом КПП. Реактор же наиболее свободный элемент, на который при различных режимах работы влияет обгонная муфта, которая позволяет ему вращаться свободно или блокирует его. Гидротрансформатор контролирует передачу и колебания крутящего момента от двигателя к АКПП, а также способствует уменьшению вибраций.
2. Планетарный ряд - изменяет передаточное отношение при переключении ступеней в «автомате».
3. Тормозная лента, передний и задний фрикционы – служат компонентами, при помощи которых осуществляется процесс переключения передач.
4. Устройство управления – узел, состоящий из шестеренчатого насоса, маслосборника и клапанной коробки.
Режимы работы АКПП
Работа автоматической КПП предусматривает переключение между несколькими режимами, которые водитель выбирает сам в зависимости от дорожных условий и своего желания. Итак рычаг селектора коробки передач можно установить в одно из следующих положений: P, R, N, D, L или S.
P (Park) – парковочный режим, при котором блокируется выходной вал АКП и выключаются все элементы управления. Автомобиль в этом режиме длительное время остаётся неподвижным.
R (Reverse) – режим заднего хода. Современные автомобили снабжены блокировкой Reverse режима. Если селектор установлен в этом положении, то завести двигатель автомобиля просто не получится. А в момент движения ручку переключения передач не получится перевести в режим R, необходимо будет полностью остановить автомобиль.
N (Neutral) – режим «нейтрали». Применяется в моменты кратковременной остановки или буксировке на небольшие расстояния. Этот режим почти идентичен Reverse, но в нём не происходит блокировка выходного вала, что способствует спокойному передвижению автомобиля.
D (Drive) – основной режим «автомата», при котором открыты для действия все ступени.
1 или L (Low) – низкая передача. В таком положении ручки селектора, коробка не переключается далее первой ступени. Режим Low хорош при крутых подъёмах и спусках, когда автомобиль движется на малом ходу.
S (Sport) – название говорит само за себя – это спортивный режим. В «спорте» коробка переключает передачи на предельно пиковых оборотах двигателя, что позволяет оптимально использовать всю его мощность по максимуму, тем самым быстрее разгоняя автомобиль.
2, 3 и 4 – режимы, присутствующие на некоторых моделях. При таких положениях селектора, коробка не переключает передачи, соответственно, выше указанных. Такие режимы оптимальны для движения по холмистой и горной местности. Также эти режимы незаменимы в условиях большого города, где порой случаются пробки и приходится часто останавливаться.
Классические автоматы обладают ещё и дополнительными «полезностями», которые включаются по желанию водителя.
O/D (Overdrive) – экономичный режим работы «автомата» на низких оборотах. Активируется Overdrive отдельной кнопкой, расположенной на рычаге селектора или рядом с ним.
W (Winter) – «зимний» режим. Включив его, машина движется сразу со второй передачи, более мягко и плавно переключаясь на пониженных оборотах. Этот режим незаменим на скользкой и заснеженной дороге.
Kickdown – режим, приспособленный для резкого обгона. Режим активируется резким нажатием гашетки газа в пол. «Автомат» сразу реагирует на это и понижается на одну-две ступени.
Особенности эксплуатации «автомата»
Вам, как нынешним или будущим автовладельцам будет полезно знать о дорогостоящем ремонте АКПП, а так же некоторых нюансах её эксплуатирования, во избежание возможных неисправностей или поломок.
Например, если вы оставили машину на спуске или подъёме, поставьте её на стояночный тормоз. Это поспособствует долговечности механизма блокирующего выходной вал КП.
Если Вы заметили в своём автомобиле наличие предупреждающих «симптомов», о которых речь пойдёт далее, то это явное свидетельство скорой поломки «автомата»:
- резкие толчки и рывки при работе селектора;
- удушливый запах, гул или шум из трансмиссии.
При обнаружении данных «симптомов» лучшим выходом будет обращение в сервис. Иначе поломки, увы, не избежать.
Если же АКПП сломалась в пути и автомобиль не может продолжать движение, то следует незамедлительно эвакуировать его в сервисный центр. Но важно знать, что буксировку автомобиля на расстояние свыше 80 км со скоростью более 30 км/ч производить не рекомендуется. Коробка в нерабочем состоянии может сгореть от перегрева. Если же по каким-либо причинам не удаётся вызвать эвакуатор, альтернативой послужит неспешная буксировка на «нейтрале» с включенным двигателем.
Виды селекторов АКПП
Селектор - основной элемент управления АКПП. В классическом виде он более известен как рычаг, который иногда дополняется кнопками. Основная его задача – это переключение режимов движения автомобиля.
По типу своего расположения селекторы делятся на: подрулевые, кнопочные и напольные.
Подрулевой селектор был наиболее распространён в США, в моделях автомобилей, выпускаемых до 90-ых годов. Но и в нынешнее время такое расположение селектора АКПП можно встретить на моделях «американцев» и «японцев», что производятся для внутреннего рынка. Преимуществом подрулевого селектора является компактность. В силу такого расположения появляется больше места спереди и повышается удобство вождения.
Кнопочный селектор размещается на приборной панели. Сегодня такой тип селектора используется на тех же рынках, где и подрулевой.
Классический напольный селектор – наиболее распространённый во всём мире тип расположения. В данном случае сила привычки взяла верх над компактностью, ведь это излюбленный тип расположения селектора АКПП.
ukrautoportal.com
