Услуги

Марки

Шоссе

Техцентры на карте
Новости

Вопрос-ответ

Устройство АКПП и основные принципы работы. Сателлиты акпп


Устройство автомобиля: Автоматическая трансмиссия: История, устройство, применение

Пришедшая к нам из середины прошлого столетия автоматическая трансмиссия значительно потеснила на рынке  легковых автомобилей механическую коробку переключения передач и продолжает уверенно конкурировать с вариаторными и роботизированными трансмиссиями.

При этом высокую стоимость самого агрегата, сложность его обслуживания и повышенный расход топлива по сравнению с механическими КПП сбрасывать со счетов нельзя.  Действительно ли АКПП так хороши, или их успех – лишь следствие стремления водителей к комфорту и недоверия к собственной способности водить на «механике»?

Зачем нужна АКПП

Изначально простейшая АКПП была применена на автомобиле как устройство, освобождавшее автомобилиста от необходимости переключения передач вручную.  Механические коробки переключения передач в 50х годах зачастую не имели синхронизаторов, что требовало двойного выжима сцепления при переключении  -  на этом фоне даже первые двухступенчатые автоматы выглядели очень выгодно.

В данный момент трансмиссии с автоматическим переключением передач уже имеют более четко сформулированные преимущества:

  • Гидротрансформаторная АКПП может переключать передачи, не разрывая потока мощности, что важно, например, на бездорожье
  • Долговечность двигателя и агрегатов трансмиссии повышается за счет способности гидротрансформатора частично поглощать динамические нагрузки, а самой АКПП – снизить вероятность пользовательской ошибки.
  • АКПП легче в освоении начинающим водителем, трансмиссия такого типа позволяет новичку не отвлекаться на переключение передач и сфокусироваться на дорожной ситуации
  • АКПП облегчает трогание в сложных условиях – например, в горку

Но, возможно, главным преимуществом автоматической коробки передач перед механической как было, так и осталось отсутствие необходимости постоянно вмешиваться в работу трансмиссии.

История АКПП

Первым запатентовал прототип современной автоматической коробки передач канадский инженер Альфред  Мунро в 1921 году. Впрочем, так как работал Мунро с паровыми машинами, то и система его была использовала в качестве рабочего тела воздух и обладала крайне низким КПД.

Реально первыми разработчиками частично автоматизированной гидравлической КПП были бразильцы Хосе Арарипе и Фернандо Лемос.  Их патент, зарегистрированный в 1932 году, в скором времени был продан компании General Motors и в доработанном виде вышел на рынок как система Hydra-Matic, устанавливавшаяся в автомобили Oldsmobile с  1939 года. Именно в этой системе впервые были объединены все составляющие современной АКПП: гидротрансформатор, планетарный редуктор и гидравлический клапанный механизм управления.

Что примечательно, эта АКПП от General Motors ставилась на участвовавшие во второй мировой войне танки M24 Chaffee и  M5 Stuart, что позволило впоследствии не только доработать трансмиссии с учетом полученного опыта, но и рекламировать их как «проверенные в бою».

Принцип работы АКПП

Автоматическая трансмиссия по сути своей выстроена вокруг главного узла – планетарной передачи. Свойство планетарной передачи изменять передаточное число в зависимости от подтормаживания одного или нескольких её элементов позволяет, в отличие от традиционной МКПП, для всех ступеней «автомата» использовать один и тот же набор шестерней. Типичный планетарный редуктор состоит из следующих элементов:

  • Солнечная шестерня – шестерня, установленная ровно в центре редуктора
  • Эпицикл, или коронная шестерня – шестерня, зубцами направленная внутрь редуктора, располагается на периферии редуктора, часто с жестким закреплением на внутренней окружности корпуса редуктора.
  • Сателлиты – шестерни (как правило – три), расположенные между эпициклом и солнечной шестерней. Закреплены сателлиты на водиле, на осях которого свободно вращаются.

К одному из этих элементов редуктора подводится крутящий момент, а ещё один элемент – подтормаживается. В зависимости от выбранной комбинации меняется и передаточное число редуктора. Если затормозить любые два элемента редуктора, то передача станет прямой (то есть передаточное число станет равно единице).За остановку вращения каждого из указанных элементов отвечает набор тормозных лент с гидроприводами. 

Устройство АКПП

Хотя основным элементом автоматической коробки передач является именно планетарный редуктор, для использования в качестве трансмиссии он требует большого количества дополнительных систем, одной из которых является гидротрансформатор.

Гидротрансформатор в АКПП используется для передачи крутящего момента с двигателя на приводные валы с обеспечением возможности плавной синхронизации вращения валов, например, при трогании автомобиля с места. 

Для минимизации потерь в гидротрансформаторе с  1980х годов применяется автоматическая его блокировка на высоких скоростях вращения валов – то есть фактически передача крутящего момента от двигателя к элементам АКПП идёт не с помощью гидравлики, а напрямую через жесткую механическую сцепку внутри гидротрансформатора.

Кроме того, гидротрансформатор зачастую используется как  замена  сцеплению и на МКПП – так, на автобусах семейства ЛИАЗ-677 с обычной механической коробкой передач был спарен именно гидротрансформатор, что облегчало работу водителя, но увеличивало расход топлива и снижало крутящий момент на колесах за счет потерь на гидросистеме.  Аналогичную схему применяли автобусах с 1930х годов британцы из компании Self-Changing Gears Уолтера Уилсона и Джона Сидделея.

В данный момент такую частичную автоматизацию работы водителя можно наблюдать на многих видах строительной техники.

В некоторых устройствах, не требующих изменения крутящего момента в широком диапазоне – например, на вилочных погрузчиках и самоходных газонокосилках – гидротрансформатор используется как самостоятельная трансмиссия.

Через гидротрансформатор крутящий момент попадает на валы планетарных редукторов, принцип действия которых мы описали ранее. Сменой используемых входных и выходных валов редукторов (выбором планетарного ряда), а также подтормаживанием отдельных элементов редукторов  занимается система фрикционных муфт и тормозных лент.

Приводит в действие эти механизмы гидравлическая система, управляемая либо электронным способом, либо механической системой, получающей данные из центробежного датчика скорости вращения выходного вала АКПП и датчика нажатия на педаль газа.

Клапанный блок содержит сеть каналов сложной формы для тока трансмиссионной жидкости к золотникам клапанов. Циркуляция жидкости в коробке с целью обеспечения работы поршней гидравлической системы, смазки и охлаждения всей трансмиссии обеспечивается гидравлическим насосом АКПП.

Собственно, сама трансмиссионная жидкость для автоматических коробок передач является единственным расходником, применяемым в системе АКПП. Требования к ней радикально отличаются от требований к смазочной жидкости для традиционных коробок. В разное время для обеспечения необходимых физических свойств приходилось использовать в её производстве даже такие экзотические компоненты, как китовый жир, сейчас же производители перешли на полностью синтетические составы для всех АКПП.

Как пользоваться АКПП

На каждом селекторе (рычаге выбора режима работы АКПП) есть определенный набор символов, обозначающих режимы работы АКПП. Причем порядок положений селектора коробки-автомата не случаен: он строго регламентирован американским законодательством - а именно американцы являются законодателями мод в сфере автоматических коробок.

Типичный порядок режимов работы АКПП таков:

  • Park («P») –режим «парковка». В этом положении выходной вал КПП блокируется специальной шпилькой для блокировки вращения ведущих колёс. Кстати, именно поэтому не рекомендуется оставлять автомобиль на стоянке, полагаясь только на эту блокировку и не задействовав ручной тормоз – повышенный износ шпильки и даже возможность её «закусывания» валом – вполне вероятна.Для задействования режима P автомобиль должен быть полностью остановлен.  Завести автомобиль (а часто и наоборот – извлечь ключ из замка зажигания), снабженный АКПП, можно только из этого или нейтрального положений АКПП.В ряде новых автомобилей вывести селектор из положения Р можно только нажав педаль ножного тормоза.
  • Reverse («R») – «Реверс», «Задний ход». Положение селектора обеспечивает возможность движения задним ходом, также автоматически включает сигнальные огни заднего хода. Ни в коем случае нельзя включать задний ход в АКПП до полной остановки автомобиля – повреждения АКПП могут быть катастрофическими. Для исключения возможности такого включения на многих современных коробках установлены механические блокировки, и даже на тех рычагах АКПП, где из положения R на N или D можно переключиться без отжатия стопора рычага,  обратное действие будет невозможно до полной остановки и нажатия стопорной кнопки.
  • Нейтраль («N») – нейтральная передача. Фактически, полностью разобщает коробку и двигатель, но буксировать автомобиль в этом положении или двигаться накатом всё же не рекомендуется – напомним, что гидравлический насос АКПП, осуществляющий функции циркуляции в том числе охлаждающей и смазочной жидкости внутри АКПП, работает от приводного вала от двигателя – а именно он и перестаёт вращаться в этом положении. При этом часть механизмов КПП вращается при буксировке, так как приводится в действие от колёс, что при отсутствии охлаждения с смазки приводит к перегреву и отказу.
  • Drive («D») – Основное положение селектора, предназначенное для движения вперед. 
  • Овердрайв («OD», или  «[D]» в квадратных скобках) -  положение, в котором обеспечивается автоматический переход на пониженную передачу при необходимости, например, ускорения при обгоне.
  • Третья («3», «D3») – режим, в котором коробка передач ограничивается первыми тремя передачами из всего ассортимента имеющихся в наличии. Используется, например, для динамичной езды в городе или для торможения двигателем при спуске с горы. Иногда имеется в виду жесткое использование исключительно третьей передачи, а не диапазона из первых трех передач – тут следует всё же уточнить это в руководстве по эксплуатации к автомобилю. В современных авто при достижении опасных для двигателя высоких оборотов переключение на старшие передачи всё же происходит во избежание повреждений.
  • Вторая передача («2», «D2» или «S») – то, же, что и прошлый режим, но для второй передачи. На некоторых моделях Форд, Киа и Хонда имеется в виду именно вторая передача. В таком случае данное положение селектора используется для трогания на льду и снегу.
  • Первая («1», «D1» , «L» или «[Low]») – используется как пониженная передача для перемещения по нетвердым грунтам, буксировки и торможения двигателем при спуске с горы.

Помимо указанных режимов работы коробки-автомат используются иногда и предлагаемые производителями дополнительные режимы работы, призванные повысить удобство эксплуатации автомобиля в различных условиях.

  • «D5» – используется в автомобилях Хонда и Акура для движения по автомагистралям с использованием первых пяти передач в шестиступенчатых коробках передач.
  • «D4» – на тех же Хондах и Акурах используется для городского трафика в режиме.
  • «S», «Sport» или «Power» - режим, в котором переключения на более высокие передачи происходит несколько позднее, чем в режиме «D», в результате чего машина приобретает более «спортивное» поведение при разгонах. Также этот режим эффективнее при торможении двигателем.
  • «+/ −» или «M» – аналогично подрулевым переключателям позволяет вручную выбирать передачу в секвентальном режиме.
  • Зима («W») или «Snow» – На ряде автомобилей Вольво, Мерседес-Бенц и Дженерал Моторз позволяет стартовать со второй передачи, снижая риск пробуксовки.
  • Торможение («B») – на автомобилях Тойота используется для торможения двигателем. В гибридных автомобилях того же производителя приводит к  переводу штатного электродвигателя автомобиля в режим генератора. На практике это приводит к тому же эффекту, что и торможение двигателем.

На многих автомобилях помимо положений селектора есть и дополнительные органы управления – чаще всего это кнопки включения экономичного режима работы системы управления коробкой и двигателем. Иногда сам рычаг селектора выполняют в виде джойстика или вовсе – набора кнопок.

Преимущества и недостатки АКПП

К недостаткам АКПП традиционно относят стоимость, повышенный расход топлива и низкую – по сравнению с традиционной «ручной» коробкой передач – скорость разгона автомобиля.

Также ремонт автоматический КПП – дело затратное и требующее привлечения специалистов.

При использовании АКПП водитель фактически лишается возможности использования ряда приёмов управления автомобилем – будь то «раскачка» при увязании авто или управляемые заносы.

Нельзя и завести автомобиль с АКПП «с толкача», да и вообще - буксировать его не рекомендуется.

С другой стороны – гидротрансформаторная коробка  позволяет с меньшими нагрузками на двигатель самому кого-то буксировать.  Увлекаться, правда, не стоит – перегрев системы всё же возможен.

Но главный довод в пользу АКПП – это всё же сложность работы с «механикой» в городских пробках. «Автоматы» в двухэтажных британских автобусах появились именно как ответ на необходимость ежеминутных остановок, что уж говорить о современной дорожной ситуации, где в пробках сцеплением приходится работать едва ли не каждый метр.

Повышение количества ступеней в АКПП, усложнение управляющих программ  всё больше и больше приближает «автоматы» к традиционным механическим коробкам в области динамики разгона и расхода топлива. 

Неисправности АКПП и их невысокая ремонтопригодность в условиях гаражей – не проблема на фоне роста количества сертифицированных точек обслуживания, расширенных гарантийных условий и всё повышающейся надёжности агрегатов.

Да и гидротрансформатор, берегущий двигатель от динамических нагрузок, только увеличивает ресурс автомобиля в целом.

Налицо – только плюсы коробки-автомат для обычного потребителя. Более того, с появления в 1939 году первых коммерчески успешных АКПП мы наблюдаем вытеснение механической КПП на легковых автомобилях в область нишевых продуктов, интересных ограниченному кругу лиц.

На данный момент сложно однозначно говорить о том, победила ли автоматическая коробка переключения передач традиционную «механику» или нет. В США есть однозначный ответ на этот вопрос – по разным исследованиям только 3,8%  проданных там в 2012 году новых автомобилей имели МКПП.

В Европе и России отношение автомобилистов к автоматической коробке передач также начало меняться: даже с учетом традиций автомобильной культуры и более высокой стоимости автоматических коробок передач, продажи «механики» уже в 2012 году упали ниже психологического рубежа в 50%, а многие производители и вовсе перестали предлагать свои автомобили в комплекте с механической коробкой передач.

Так что можно бесконечно рассуждать о плюсах или минусах трансмиссий автоматического типа, но факт есть факт: не за горами то время, когда и к нам придут американские реалии, где «ручка» по факту стала отличным противоугонным средством.

Дмитрий Лонь, корреспондент MotorPage.ru Автор Дмитрий Лонь, корреспондент MotorPage.ru Издание MotorPage.Ru

www.motorpage.ru

Устройство АКПП и основные принципы работы

Современная автоматическая коробка передач — наверное, самый сложный узел в автомобиле, содержащий тысячи механических, гидравлических и электронных компонентов. Слаженное и гармоничное взаимодействие всех этих систем происходит абсолютно незаметно для водителя, до тех пор, пока не возникает какая-либо неполадка. Ниже мы попытаемся кратко рассказать о том, что находится внитри автоматической коробки передач и что подлежит ремонту в случае поломки.

Что такое АКППКомпоненты АКПП и общие принципы работы

  1. планетарная передача
  2. система фрикционов
  3. гидравлическая система
  4. гидротрансформатор
  5. масляный насос
  6. гидроблок
  7. электронные компоненты

Что такое АКПП

Задача трансмиссии — передать энергию двигателя колесам при условии сохранения оптимального режима работы двигателя.

Трансмиссия передает крутящий момент от двигателя к ведущим колесам, а также изменяет его по величине и направлению. Изменение момента и скорости осуществляется за счет изменения передаточного числа (отношение размеров/количества зубьев одной шестерни к размерам/количеству зубъев другой шестерни). Для изменения передаточного числа и предназначены коробки передач, оснащенные парами шестерен с различными передаточными отношениями. На низких передачах вал двигателя вращается существенно быстрее колес, а на высоких скоростях двигатель снижает обороты, в то время как автомобиль движется со скоростью 150 км./ч. В заднеприводных автомобилях коробка передач обычно располагается сзади двигателя на уровне педали газа. Вал соединяет трансмиссию с редуктором, расположенном на заднем мосту и передает момент задним колесам. Передача крутящего момента в такой схеме организована просто: непосредственно от двигателя через гидротрансформатор и трансмиссию на карданный вал и задний привод, где момент распределяется к двум задним колесам.

Трансмиссия заднеприводного автомобиля На переднеприводных автомобилях коробка передач и главная передача конструктивно находятся в одном корпусе (такая схема называется "трансэксл"). Передняя ось соединяется с данной конструкцией напрямую и передает крутящий момент передним колесам. В примере на рисунке, момент передается от двигателя через гидротрансформатор к трансмиссии, а оттуда - на редуктор переднего моста, где разделяется и передается двум ведущим колесам.

Трансмиссия переднеприводного автомобиля Существуют также различные варианты конструкции автоматической коробки передач для переднеприводных автомобилей с продольным расположением двигателя, для авто с 4-мя ведущими колесами, заднеприводные варианты с монтажом трансмиссии прямо на заднем мосту и передачей от двигателя и гидротрансформатора через коленвал, как, например в Chevrolet Corvette, или, как в Porsche, где вместе монтируются двигатель, задний мост и трансмиссия.

Компоненты трансмиссии

Современная автоматическая трансмиссия — сочетание множества умных механических, гидравлических и электронных технологий, за многие годы эволюционировавших в нечто сродни искусству. Основные компоненты АКПП — это планетарные ряды, обеспечивающие повышающие и понижающие передачи, система тормозов и фрикционов, гидротрансформатор и гидравлическая система, использующая специальную трансмиссионную жидкость, подаваемую под давлением масляным насосом на систему клапанов для контроля фрикционов и тормозных лент. Сальники в гидравлической системе предотвращают утечку масла. Гидротрансформатор — соответствует сцеплению в механической коробке. Центробежный регулятор сигнализирует клапанам переключения передач о различной силе давления масла для включения/включения этих клапанов. На новых автомобилях работа АКПП контролируется специальным компьютером.

Планетарная передача

Автоматическая коробка передач содержит множество шестеренок в различных комбинациях. В механических КПП шестерни сцепляются между собой на параллельных валах, перемещаясь вдоль валов при переключении рычага передач из одной позиции в другую. При этом задействуются шестерни того размера, которыйнеобходим для соответствующей передачи. В АКПП шестерни не меняют своего положения и всегда задействованы одни и те же. Такой режим работы достигается за счет планетарного ряда. Планетарный ряд состоит из солнечной шестерни, сателлитов, эпицикла и водила. Шестерни-сателлиты соединяются общим водилом. Сателлиты вращаются вокруг солнечной шестерни, а она, в свою очередь, вращается вокруг собственной оси. На рисунке ниже вы можете, нажимая кнопки слева, посмотреть как работает планетарный ряд на разных передачах.Устройство планетарной передачи Рассмотрим пример, эпицикла соединяется с входным валом (от двигателя), водило соединяется с приводом, а солнечная шестерня заблокирована. Когда мы вращаем эпицикл, сателлиты «гуляют» по диаметру солнечной шестерни, остающейся неподвижной, заставляя водило вращать выходной вал в том же направлении, что и входной, но с пониженной скоростью (редукция передачи, соответствует 1-й передаче в МКПП. Вторая передача получается соединением двух планетарных передач с общим водилом сателлитов. Если заблокировать любые два из трех элементов планетарного ряда, привод будет вращаться со скоростью входного вала, т.е. получаем 3-ю передачу. Рисунок ниже показывает как вышеописанная система выглядит в настоящей АКПП. Входной вал соединяется эпициклом (синий цвет), выходной — с водилом (зеленый цвет). Солнечная шестерня соединяется с барабаном, который соединяется с фрикционами. Снаружи барабан «обернут» тормозной лентой, которая, затягиваясь, обеспечивает временную фиксацию элементов планетарного ряда.

Устройство АКПП Муфта используется для фиксации водила и солнечной шестерни, что заставляет их вращаться с одной скоростью. Если муфта расцеплена, а тормозная лента разжата, система приводится в нейтральное положение. Вращение входного вала проворачивает сателлиты против движения солнечной шестерни, но так как ее ничего не блокирует, она вращается свободно, не воздействуя на привод. Если блокировать солнечную шестерню тормозной лентой, планетарный ряд переходит на 1-ю передачу. Для переключения на повышающую передачу, лента разжимается, и вступает в работу муфта. В результате привод вращается с той же скоростью, что и входной вал. Комбинации двух и более планетарных рядов в различных вариантах соединения предоставляют больший выбор количества передач (есть автомобили с 8-ю передачами, управляющимися компьютером).

Система фрикционов

Входной крутящий момент передается с барабана на ведущие диски. Ведомые диски удерживает втулка, передающая выходной крутящий момент. Под давлением масла поршень прижимает ведущие диски к ведомым, передавая момент от барабана к втулке. При падении давления масла, поршень возвращается и крутящий момент не передается. Обгонная муфта —  устройство, обеспечивающее одностороннее свободное вращение таких компонентов, как эпицикл. Эффект напоминает одностороннее движение педалей велосипеда. Обгонная муфта используется в первой передаче, когда переключатель приводится в положение «drive». Но вы замечали, что если отпустить газ на первой передаче, машина продолжает катиться так, как если бы она была на нейтральной передаче. А если потом переключиться на «Low», то при отпущенной педали газа автомобиль медленно останавливается. Так происходит потому что в позиции Drive задействована обгонная муфта, а в позиции Low задействованы фрикционы или тормозная лента.

Гидравлическая система

Гидравлическая система — сложный лабиринт каналов и трубок, распределяющих трансмиссионную жидкость ко всем частям АКПП и гидротрансформатора. Трансмиссионная жидкость выполняет целый ряд функций, включая смазку и охлаждение. В отличие от двигателя, использующего масло собственно в целях смазки, трансмиссионные функции зависят от постоянной подачи жидкости под давлением. Как в человеческом организме остановка кровообращения даже на несколько минут может привести к летальному исходу, так и в автоматической коробке передач потеря давления может вывести из строя трансмиссию. Для поддержки нормальной операционной температуры АКПП, порция масла через одну или две стальных трубки подается в специальную камеру, омывающуюся антифризом из радиатора. В этой камере масло охлаждается, и затем возвращается в АКПП. Между АКПП, гидротрансформатором и охлаждающим резервуаров циркулирует около 10 литров трансмиссионной жидкости. Большая часть компонентов АКПП, включая фрикционы и тормозные ленты, постоянно погружено в масло, т.к. контактные части этих узлов могут нормально функционировать только будучи погруженными в лубрикант.

Гидротрансформатор

Гидротрансформатор передает крутящий момент от двигателя к узлам АКПП. Для наглядности при описании принципа работы гидротрансформатора используют пример с двумя вентиляторами: Один работает, другой выключен, но его лопасти вращаются от потока воздуха, создаваемого работающим вентилятором. В случае гидротрансформатора в качестве работающего вентилятора выступает крыльчатка насосного колеса, в качестве выключенного — турбинное колесо, соединенное с валом АКПП, а в качестве воздуха — трансмиссионная жидкость.Гидротрансформатор устройство в форме пончика, диаметром 30-40 см. Основные элементы гидротрансформатора mdash; насос, турбина и статор. Корпус гидротрансформатора закреплен на коленчатом валу. Насос крепится прямо к корпусу трансформатора. Статор крепится к обгонной муфте и может свободно вращаться в одном направлении. Все три элемента имеют лопатки для точного направления масла через трансформатор. При работающем двигателе трансмиссионная жидкость поступает в насосную секцию и выталкивается наружу под воздействием центробежной силы, достигая турбинной секции, которая начинает вращаться. Жидкость продолжает круговое движение обратно по направлению к центру турбины и достигает лопастей статора. Статор толкается к обгонной муфте и блокируется. С фиксированным статором жидкость направляется его лопастями в насос, при этом передавая остаточную (после вращения турбины) энергию масла. Турбина всегда движется медленнее насоса, это соотношение скоростей уменьшается с увеличением скорости машины. При разгоне автомобиля масло подхватывает колесо статора и вращает его в сторону хода обгонной муфты. Здесь гидротрансформатор работает в режиме обычной гидромуфты и мы сталкиваемся с типичным для такого случая снижением КПД до 85%, выделению излишнего тепла и повышенному расходу топлива. Для устранения этих недостатков используют специальные плиты, блокирующие насос и турбины при достижении высоких скоростей.

Масляный насос

Масляный насос АКПП (не путать с насосом гидротрансформатора) отвечает за давление масла в трансмиссии. Масляный насос монтируется в передней части АКПП и напрямую соединяется с фланцами корпуса гидротрансформатора. Так как гидротрансформатор соединен с коленчатым валом двигателя, масляный насос всегда дает давление при включенном двигателе. Давление держится настолько долго, настолько хватает масла. Масло поднимается в насос по специальной трубке, через фильтр, расположенный в нижней части поддона, а затем, под давлением, доставляется в регулятор давления, систему клапанов и другие компоненты.

Гидроблок

Гидроблок mdash; контролирующий центр АКПП. Он состоит из лабиринтов, каналов и трубок, подающих масло к клапанам, активирующим соответствующие фрикционы или тормозные ленты для плавного переключения передач в любой ситуации. Каждый клапан имеет специфическое назначение и даже название в соответствии с функцией. Одним из самых важных клапанов является ручной. Это единственный клапан, который вы можете контролировать в АКПП, предназначенный для открытия и закрытия различных каналов в зависимости от положения рычага переключения в АКПП. В компьютерных АКПП в гидроблок монтируются электрические соленоиды.

Электронные компоненты

Компьютер использует датчики АКПП и двигателя, чтобы получать сигналы о позиции дроссельных заслонок, скорости автомобиля, нагрузке на двигатель, положении педали тормоза и т.д. Компьютер затем посылает сигналы к блоку соленоидов в АКПП, который, в свою очередь перенаправляют потоки жидкости к соответствующим фрикционам или сервоприводам для переключения передачи. АКПП, оснащенная компьютером, может даже запоминать вашу манеру вождения и адаптироваться к ней.

www.mitsubishi-as.ru

Устройство АКПП и основные принципы работы

Современная автоматическая коробка передач — наверное, самый сложный узел в автомобиле, содержащий тысячи механических, гидравлических и электронных компонентов. Слаженное и гармоничное взаимодействие всех этих систем происходит абсолютно незаметно для водителя, до тех пор, пока не возникает какая-либо неполадка. Ниже мы попытаемся кратко рассказать о том, что находится внитри автоматической коробки передач и что подлежит ремонту в случае поломки.

Что такое АКППКомпоненты АКПП и общие принципы работы

  1. планетарная передача
  2. система фрикционов
  3. гидравлическая система
  4. гидротрансформатор
  5. масляный насос
  6. гидроблок
  7. электронные компоненты

Что такое АКПП

Задача трансмиссии — передать энергию двигателя колесам при условии сохранения оптимального режима работы двигателя.

Трансмиссия передает крутящий момент от двигателя к ведущим колесам, а также изменяет его по величине и направлению. Изменение момента и скорости осуществляется за счет изменения передаточного числа (отношение размеров/количества зубьев одной шестерни к размерам/количеству зубъев другой шестерни). Для изменения передаточного числа и предназначены коробки передач, оснащенные парами шестерен с различными передаточными отношениями. На низких передачах вал двигателя вращается существенно быстрее колес, а на высоких скоростях двигатель снижает обороты, в то время как автомобиль движется со скоростью 150 км./ч. В заднеприводных автомобилях коробка передач обычно располагается сзади двигателя на уровне педали газа. Вал соединяет трансмиссию с редуктором, расположенном на заднем мосту и передает момент задним колесам. Передача крутящего момента в такой схеме организована просто: непосредственно от двигателя через гидротрансформатор и трансмиссию на карданный вал и задний привод, где момент распределяется к двум задним колесам.

Трансмиссия заднеприводного автомобиля На переднеприводных автомобилях коробка передач и главная передача конструктивно находятся в одном корпусе (такая схема называется "трансэксл"). Передняя ось соединяется с данной конструкцией напрямую и передает крутящий момент передним колесам. В примере на рисунке, момент передается от двигателя через гидротрансформатор к трансмиссии, а оттуда - на редуктор переднего моста, где разделяется и передается двум ведущим колесам.

Трансмиссия переднеприводного автомобиля Существуют также различные варианты конструкции автоматической коробки передач для переднеприводных автомобилей с продольным расположением двигателя, для авто с 4-мя ведущими колесами, заднеприводные варианты с монтажом трансмиссии прямо на заднем мосту и передачей от двигателя и гидротрансформатора через коленвал, как, например в Chevrolet Corvette, или, как в Porsche, где вместе монтируются двигатель, задний мост и трансмиссия.

Компоненты трансмиссии

Современная автоматическая трансмиссия — сочетание множества умных механических, гидравлических и электронных технологий, за многие годы эволюционировавших в нечто сродни искусству. Основные компоненты АКПП — это планетарные ряды, обеспечивающие повышающие и понижающие передачи, система тормозов и фрикционов, гидротрансформатор и гидравлическая система, использующая специальную трансмиссионную жидкость, подаваемую под давлением масляным насосом на систему клапанов для контроля фрикционов и тормозных лент. Сальники в гидравлической системе предотвращают утечку масла. Гидротрансформатор — соответствует сцеплению в механической коробке. Центробежный регулятор сигнализирует клапанам переключения передач о различной силе давления масла для включения/включения этих клапанов. На новых автомобилях работа АКПП контролируется специальным компьютером.

Планетарная передача

Автоматическая коробка передач содержит множество шестеренок в различных комбинациях. В механических КПП шестерни сцепляются между собой на параллельных валах, перемещаясь вдоль валов при переключении рычага передач из одной позиции в другую. При этом задействуются шестерни того размера, которыйнеобходим для соответствующей передачи. В АКПП шестерни не меняют своего положения и всегда задействованы одни и те же. Такой режим работы достигается за счет планетарного ряда. Планетарный ряд состоит из солнечной шестерни, сателлитов, эпицикла и водила. Шестерни-сателлиты соединяются общим водилом. Сателлиты вращаются вокруг солнечной шестерни, а она, в свою очередь, вращается вокруг собственной оси. На рисунке ниже вы можете, нажимая кнопки слева, посмотреть как работает планетарный ряд на разных передачах.Устройство планетарной передачи Рассмотрим пример, эпицикла соединяется с входным валом (от двигателя), водило соединяется с приводом, а солнечная шестерня заблокирована. Когда мы вращаем эпицикл, сателлиты «гуляют» по диаметру солнечной шестерни, остающейся неподвижной, заставляя водило вращать выходной вал в том же направлении, что и входной, но с пониженной скоростью (редукция передачи, соответствует 1-й передаче в МКПП. Вторая передача получается соединением двух планетарных передач с общим водилом сателлитов. Если заблокировать любые два из трех элементов планетарного ряда, привод будет вращаться со скоростью входного вала, т.е. получаем 3-ю передачу. Рисунок ниже показывает как вышеописанная система выглядит в настоящей АКПП. Входной вал соединяется эпициклом (синий цвет), выходной — с водилом (зеленый цвет). Солнечная шестерня соединяется с барабаном, который соединяется с фрикционами. Снаружи барабан «обернут» тормозной лентой, которая, затягиваясь, обеспечивает временную фиксацию элементов планетарного ряда.

Устройство АКПП Муфта используется для фиксации водила и солнечной шестерни, что заставляет их вращаться с одной скоростью. Если муфта расцеплена, а тормозная лента разжата, система приводится в нейтральное положение. Вращение входного вала проворачивает сателлиты против движения солнечной шестерни, но так как ее ничего не блокирует, она вращается свободно, не воздействуя на привод. Если блокировать солнечную шестерню тормозной лентой, планетарный ряд переходит на 1-ю передачу. Для переключения на повышающую передачу, лента разжимается, и вступает в работу муфта. В результате привод вращается с той же скоростью, что и входной вал. Комбинации двух и более планетарных рядов в различных вариантах соединения предоставляют больший выбор количества передач (есть автомобили с 8-ю передачами, управляющимися компьютером).

Система фрикционов

Входной крутящий момент передается с барабана на ведущие диски. Ведомые диски удерживает втулка, передающая выходной крутящий момент. Под давлением масла поршень прижимает ведущие диски к ведомым, передавая момент от барабана к втулке. При падении давления масла, поршень возвращается и крутящий момент не передается. Обгонная муфта —  устройство, обеспечивающее одностороннее свободное вращение таких компонентов, как эпицикл. Эффект напоминает одностороннее движение педалей велосипеда. Обгонная муфта используется в первой передаче, когда переключатель приводится в положение «drive». Но вы замечали, что если отпустить газ на первой передаче, машина продолжает катиться так, как если бы она была на нейтральной передаче. А если потом переключиться на «Low», то при отпущенной педали газа автомобиль медленно останавливается. Так происходит потому что в позиции Drive задействована обгонная муфта, а в позиции Low задействованы фрикционы или тормозная лента.

Гидравлическая система

Гидравлическая система — сложный лабиринт каналов и трубок, распределяющих трансмиссионную жидкость ко всем частям АКПП и гидротрансформатора. Трансмиссионная жидкость выполняет целый ряд функций, включая смазку и охлаждение. В отличие от двигателя, использующего масло собственно в целях смазки, трансмиссионные функции зависят от постоянной подачи жидкости под давлением. Как в человеческом организме остановка кровообращения даже на несколько минут может привести к летальному исходу, так и в автоматической коробке передач потеря давления может вывести из строя трансмиссию. Для поддержки нормальной операционной температуры АКПП, порция масла через одну или две стальных трубки подается в специальную камеру, омывающуюся антифризом из радиатора. В этой камере масло охлаждается, и затем возвращается в АКПП. Между АКПП, гидротрансформатором и охлаждающим резервуаров циркулирует около 10 литров трансмиссионной жидкости. Большая часть компонентов АКПП, включая фрикционы и тормозные ленты, постоянно погружено в масло, т.к. контактные части этих узлов могут нормально функционировать только будучи погруженными в лубрикант.

Гидротрансформатор

Гидротрансформатор передает крутящий момент от двигателя к узлам АКПП. Для наглядности при описании принципа работы гидротрансформатора используют пример с двумя вентиляторами: Один работает, другой выключен, но его лопасти вращаются от потока воздуха, создаваемого работающим вентилятором. В случае гидротрансформатора в качестве работающего вентилятора выступает крыльчатка насосного колеса, в качестве выключенного — турбинное колесо, соединенное с валом АКПП, а в качестве воздуха — трансмиссионная жидкость.Гидротрансформатор устройство в форме пончика, диаметром 30-40 см. Основные элементы гидротрансформатора mdash; насос, турбина и статор. Корпус гидротрансформатора закреплен на коленчатом валу. Насос крепится прямо к корпусу трансформатора. Статор крепится к обгонной муфте и может свободно вращаться в одном направлении. Все три элемента имеют лопатки для точного направления масла через трансформатор. При работающем двигателе трансмиссионная жидкость поступает в насосную секцию и выталкивается наружу под воздействием центробежной силы, достигая турбинной секции, которая начинает вращаться. Жидкость продолжает круговое движение обратно по направлению к центру турбины и достигает лопастей статора. Статор толкается к обгонной муфте и блокируется. С фиксированным статором жидкость направляется его лопастями в насос, при этом передавая остаточную (после вращения турбины) энергию масла. Турбина всегда движется медленнее насоса, это соотношение скоростей уменьшается с увеличением скорости машины. При разгоне автомобиля масло подхватывает колесо статора и вращает его в сторону хода обгонной муфты. Здесь гидротрансформатор работает в режиме обычной гидромуфты и мы сталкиваемся с типичным для такого случая снижением КПД до 85%, выделению излишнего тепла и повышенному расходу топлива. Для устранения этих недостатков используют специальные плиты, блокирующие насос и турбины при достижении высоких скоростей.

Масляный насос

Масляный насос АКПП (не путать с насосом гидротрансформатора) отвечает за давление масла в трансмиссии. Масляный насос монтируется в передней части АКПП и напрямую соединяется с фланцами корпуса гидротрансформатора. Так как гидротрансформатор соединен с коленчатым валом двигателя, масляный насос всегда дает давление при включенном двигателе. Давление держится настолько долго, настолько хватает масла. Масло поднимается в насос по специальной трубке, через фильтр, расположенный в нижней части поддона, а затем, под давлением, доставляется в регулятор давления, систему клапанов и другие компоненты.

Гидроблок

Гидроблок mdash; контролирующий центр АКПП. Он состоит из лабиринтов, каналов и трубок, подающих масло к клапанам, активирующим соответствующие фрикционы или тормозные ленты для плавного переключения передач в любой ситуации. Каждый клапан имеет специфическое назначение и даже название в соответствии с функцией. Одним из самых важных клапанов является ручной. Это единственный клапан, который вы можете контролировать в АКПП, предназначенный для открытия и закрытия различных каналов в зависимости от положения рычага переключения в АКПП. В компьютерных АКПП в гидроблок монтируются электрические соленоиды.

Электронные компоненты

Компьютер использует датчики АКПП и двигателя, чтобы получать сигналы о позиции дроссельных заслонок, скорости автомобиля, нагрузке на двигатель, положении педали тормоза и т.д. Компьютер затем посылает сигналы к блоку соленоидов в АКПП, который, в свою очередь перенаправляют потоки жидкости к соответствующим фрикционам или сервоприводам для переключения передачи. АКПП, оснащенная компьютером, может даже запоминать вашу манеру вождения и адаптироваться к ней.

www.toyota-as.ru


Смотрите также

Станции

Районы

Округа

RoadPart | Все права защищены © 2018 | Карта сайта